Toen de Environmental Protection Agency in 2015 het Clean Power Plan afrondde, oefende het zijn bevoegdheid uit om de uitstoot van kooldioxide te reguleren om het algemeen welzijn te beschermen. Het plan, nu de focus van het escalerende debat, zette het land ook op koers om zijn doelen in het kader van het klimaatakkoord van Parijs te halen. Aangezien andere verontreinigende stoffen worden uitgestoten door elektriciteitscentrales - samen met koolstofdioxide - heeft onderzoek aangetoond dat koolstofemissienormen voor de energiesector de menselijke gezondheid ten goede komen. Nieuw onderzoek dat vandaag is vrijgegeven, toont aan dat ze ook ten goede zouden komen aan gewassen en bomen.

De studie, "Het schatten van potentiële nevenvoordelen van productiviteit voor gewassen en bomen van verminderde ozon met koolstofnormen van het Amerikaanse kolenenergieplan, " werd onlangs gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research Atmospheres en geschreven door onderzoekers van de Drexel University, Syracuse Universiteit, De Universiteit van Boston, en Harvard-universiteit, bijeengeroepen door de Science Policy Exchange. Het is de eerste studie die de ecosysteemimpact van contrasterend beleid modelleert, waarvan er één vergelijkbaar was met het Clean Power Plan.

"Bij het beoordelen van de regelgevende impact van het Clean Power Plan schatte de EPA de monetaire voordelen van verminderde kooldioxide-emissies, evenals het kwantificeren en monetariseren van bepaalde voordelen voor de volksgezondheid, zoals vermindering van vroegtijdige mortaliteit en morbiditeit als gevolg van blootstelling aan fijnstof of ozon, " schrijven de onderzoekers. "De EPA kwantificeerde de nevenvoordelen voor gewassen en bomen niet, maar behandelde deze nevenvoordelen kwalitatief."

Volgens de studie, die een optie omvatte die vergelijkbaar was met het Clean Power Plan, de overeenkomstige vermindering van koolstof, stikstof- en zwavelemissies van kolencentrales zouden ook een afname van ozon op leefniveau betekenen - een bekende remmer van plantengroei. En door deze reducties in het jaar 2020 te modelleren, de onderzoekers ontdekten dat ze een aanzienlijke boost zouden geven aan de productiviteit van belangrijke indicatorgewassen, zoals maïs, katoen, sojabonen en aardappelen; evenals verschillende boomsoorten.

"Onze bevindingen suggereren dat gewassen zoals maïs, sojabonen en katoen zouden kunnen profiteren van aanzienlijke productiviteitswinsten bij gematigde koolstofnormen voor elektriciteitscentrales, " zei Shannon Capps, doctoraat, een assistent-professor in Drexel's College of Engineering en een auteur van de studie. "Met beleid dat vergelijkbaar is met dat in het Clean Power Plan, we voorspellen een vermindering van meer dan 15 procent van de productiviteitsverliezen van maïs als gevolg van blootstelling aan ozon, vergeleken met de normale gang van zaken, en ongeveer de helft daarvan voor katoen en sojabonen. Afhankelijk van de marktwaardeschommelingen van deze gewassen in de komende jaren, dat zou een winst van tientallen miljoenen dollars voor boeren kunnen betekenen, vooral in gebieden zoals de Ohio River Valley, waar energiecentrales momenteel bijdragen aan ozon op leefniveau."

Het team gebruikte drie beleidsscenario's die een reeks emissiedoelstellingen en reductiemaatregelen omvatten, en ze vergeleken elk beleidsscenario met een "business-as-usual" referentiegeval dat het huidige beleid voor schone lucht vertegenwoordigt, evenals de vraag naar energie en marktprognoses.

Vervolgens, het gebruik van een computermodel dat veel wordt gebruikt om de besluitvorming op staatsniveau te begeleiden voor naleving van de nationale luchtkwaliteitsnormen, de groep genereerde een gedetailleerde projectie van hoe de ozon in de oppervlaktelaag eruit zou zien in het hele land onder elk beleidsscenario tot 2020.

Het team keek naar de gevolgen van lagere ozon voor vijf gewassen waarvan het primaire groeiseizoen juni tot en met augustus is, dat is de periode waarin bekend is dat ozon op leefniveau op zijn hoogtepunt is. Ze evalueerden ook de gevolgen voor 11 boomsoorten, inclusief oostelijk cottonwood, zwarte kers, bevende espen en verschillende soorten dennen. Deze gewassen en bomen zijn gebruikt als standaardindicatoren in milieuonderzoek. Op basis van eerder onderzoek door gewas- en boomwetenschappers, het team kon de bevindingen van hun modellen over blootstelling aan ozon relateren aan de productiviteit van gewas- en boomsoorten.

"De optie die het meest lijkt op het Clean Power Plan heeft de grootste geschatte productiviteitswinst voor de gewassen en bomen die we hebben bestudeerd, " zei Capps. "De verbetering van de gewasopbrengst en de boomgroei was sterk verbonden met het niveau van de vermindering van de kooldioxide-emissies en de invoering van schonere energie die door het beleid werd bereikt."

In het business-as-usual scenario, de productiviteit van soja, aardappelen, en katoen wordt met ongeveer 1,5 procent verminderd, met slechts geringe effecten op maïs. Deze productieniveaus verbeteren slechts licht in een beleidsscenario dat alleen "binnen de omheiningsmaatregelen" omvat, zoals het verbeteren van de efficiëntie van kolengestookte elektriciteitscentrales.

Een tweede scenario, dat het meest lijkt op het Clean Power Plan en ook energie-efficiëntie aan de vraagzijde omvat, het vervangen van aardgasinstallaties met een lagere uitstoot en zonne- en windenergie zonder uitstoot in de energiemix levert grotere resultaten op. De potentiële maïsproductie die verloren gaat door blootstelling aan ozon in het referentiescenario wordt verminderd met 15,7 procent, sojabonenverliezen worden verminderd met 8,4 procent en katoenverliezen worden verminderd met 6,7 procent.

Volgens het derde scenario die weerspiegelt dat er een prijs wordt gesteld aan koolstof, en behaalt vergelijkbare emissiereducties als het tweede scenario, de onderzoekers projecteren iets lagere reducties in ozon-geïnduceerde verliezen voor maïs (12,1 procent), sojabonen (6,6 procent) en katoen (3,8 procent).

Productiviteit onder boomsoorten, zoals gemeten in biomassaopbrengst ten opzichte van het referentiescenario, suggereert ook dat de planten zullen profiteren van ozonreducerend beleid. De boomsoort met het grootste potentieel voor productiviteitsverliezen, zwarte kers en Oost-katoenhout, 7,6 en 8,4 procent reducties laten zien in de verwachte door ozon veroorzaakte biomassareducties, respectievelijk, onder het scenario dat het meest lijkt op het Clean Power Plan.

"Ons werk laat zien hoe belangrijk het is om de nevenvoordelen van het energiebeleid van ons land in de toekomst te overwegen, " zei Charles Driscoll, doctoraat, professor aan de Universiteit van Syracuse en co-auteur van de studie. "Deze voordelen voor mensen en planten zijn bijna onmiddellijk en komen voor in stedelijke en landelijke gemeenschappen in de VS. We weten uit deze en andere onderzoeken dat de economische waarde van de toegevoegde voordelen van koolstofstandaarden voor elektriciteitscentrales groot is en de geschatte implementatiekosten overtreft. "

Leden van het team analyseren ook de nevenvoordelen van koolstofstandaarden voor energiecentrales voor het verminderen van regionale nevel en zure regen en voeren nieuw onderzoek uit naar de nevenvoordelen van het definitieve schone energieplan in vergelijking met verschillende toekomsten op het gebied van energiebeleid.