Οι επικριτές της αιολικής και της ηλιακής ενέργειας συχνά εγείρουν ανησυχίες σχετικά με το πόση γη θα απαιτηθεί για την απεξάρτηση από τον άνθρακα στον τομέα της ενέργειας των ΗΠΑ. Μια πρόσφατη μελέτη του Εθνικού Εργαστηρίου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL) δείχνει ότι θα χρειαζόταν λιγότερο από το 1% της γης στο Lower 48, μια περιοχή συγκρίσιμη ή ακόμη και μικρότερη από το σημερινό αποτύπωμα της βιομηχανίας ορυκτών καυσίμων. Και όταν τα αιολικά και ηλιακά έργα τοποθετούνται υπεύθυνα, οι επιπτώσεις στο περιβάλλον και στη δημόσια υγεία θα είναι πολύ λιγότερο επιβλαβείς από εκείνες από την εξόρυξη, την παραγωγή και την καύση ορυκτών καυσίμων.

Το γεγονός ότι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν θα απαιτούν υπερβολική έκταση είναι ευπρόσδεκτη είδηση, διότι ο περιορισμός των χειρότερων επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής θα μας ζητήσει να μειώσουμε τις παγκόσμιες εκπομπές θερμότητας περίπου στο μισό έως το 2030 και να επιτύχουμε καθαρές μηδενικές εκπομπές έως το 2050. Αναγνωρίζοντας ότι οι Ηνωμένες Πολιτείες συμβάλλουν σημαντικά στις εκπομπές άνθρακα, η κυβέρνηση Μπάϊντεν έχει δεσμευτεί να μειώσει τις εκπομπές των ΗΠΑ κατά 50-52% σε σχέση με τα επίπεδα του 2005, έως το 2030. Οι περισσότερες μελέτες δείχνουν ότι η επίτευξη αυτών των στόχων θα απαιτήσει μια άνευ προηγουμένου αύξηση της αιολικής και ηλιακής ενέργειας για την απεξάρτηση από τον άνθρακα στον τομέα της ενέργειας και την κάλυψη της αυξημένης ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας με μηδενικές εκπομπές για την αντικατάσταση των ορυκτών καυσίμων στους τομείς των κατασκευών, της βιομηχανίας και των μεταφορών.

Μια  μελέτη του NREL του 2022  διαπίστωσε ότι, για να επιτευχθεί ο στόχος του Προέδρου Μπάϊντεν για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας 80% με μηδενικές εκπομπές άνθρακα έως το 2030 και 100% έως το 2035, θα χρειαζόταν να αυξηθεί η αιολική και ηλιακή ενέργεια από περίπου 14% του μίγματος ηλεκτρικής ενέργειας των ΗΠΑ το 2022 σε 60-75% έως το 2035, σύμφωνα με τα κύρια σενάρια. Όταν συνδυάζεται με μέτριες αυξήσεις στη γεωθερμική και υδροηλεκτρική δυναμικότητα σε υπάρχοντα φράγματα χωρίς ηλεκτρική ενέργεια και αναβαθμίσεις σε υπάρχουσες εγκαταστάσεις, η ανανεώσιμη ενέργεια θα παρέχει το 70-85% της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στις ΗΠΑ έως το 2035. Η NREL προβλέπει ότι το μεγαλύτερο μέρος της υπόλοιπης παραγωγής θα προέρχεται από υπάρχοντες πυρηνικούς σταθμούς και μια μικρή ποσότητα από εγκαταστάσεις αερίου, δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα, υδρογόνο και βιοαέριο.

Η NREL διαπίστωσε επίσης ότι η κάλυψη της αυξανόμενης ζήτησης για ηλεκτρική ενέργεια με μηδενικές εκπομπές άνθρακα σημαίνει ότι η συνολική δυναμικότητα παραγωγής των ΗΠΑ θα πρέπει να τριπλασιαστεί περίπου μεταξύ 2020 και 2035, συμπεριλαμβανομένου συνδυασμού 2.000 γιγαβάτ αιολικής και ηλιακής δυναμικότητας. Αυτό θα απαιτούσε ρυθμούς ανάπτυξης στην περιοχή από 43 έως 90 GW ετησίως για την ηλιακή ενέργεια και 70 έως 145 GW ετησίως για την αιολική έως το τέλος της δεκαετίας, πράγμα που θα σήμαινε περισσότερο από τετραπλασιασμό των σημερινών ετήσιων ρυθμών ανάπτυξης για κάθε τεχνολογία.

Αν και η τοποθέτηση, η άδεια και η αύξηση της παραγωγής για όλη αυτή τη νέα αιολική και ηλιακή παραγωγή θα είναι προκλητική σε αυτό το χρονικό πλαίσιο, η μελέτη της NREL και άλλες μελέτες δείχνουν ότι είναι τεχνικά και οικονομικά εφικτό. Για παράδειγμα, περίπου 930 GW αιολικής και ηλιακής ισχύος και 420 GW αποθηκευτικών έργων αναμένουν τώρα έγκριση για σύνδεση στο σύστημα μεταφοράς,  σύμφωνα με το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley. Μόνο φέτος, οι προγραμματιστές σχεδιάζουν να εγκαταστήσουν 29 GW ηλιακής ενέργειας σε κλίμακα χρησιμότητας. Αυτό είναι υπερδιπλάσιο από το τρέχον ρεκόρ και αντιπροσωπεύει περισσότερο από το ήμισυ της νέας χωρητικότητας των ΗΠΑ , σύμφωνα με πρόσφατα στοιχεία της Υπηρεσίας Πληροφοριών Ενέργειας (EIA). Η χωρητικότητα αποθήκευσης μπαταριών στις ΗΠΑ υπερδιπλασιάστηκε το 2023 .

Ο ομοσπονδιακός νόμος για τη μείωση του πληθωρισμού (IRA) θα κάνει επίσης μεγάλη διαφορά καθιστώντας διαθέσιμα εκατοντάδες δισεκατομμύρια δολάρια σε νέα κίνητρα για αυτές τις τεχνολογίες. Η μελέτη Standard Scenario του 2022 της NREL   διαπίστωσε ότι αυτά τα ομοσπονδιακά κίνητρα θα επιτάχυναν την ανάπτυξη αιολικής και ηλιακής ενέργειας, συμβάλλοντας στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στον τομέα της ενέργειας των ΗΠΑ στο 80 τοις εκατό κάτω από τα επίπεδα του 2005 έως το 2030.

Η NREL διαπίστωσε ότι η χερσαία έκταση που καταλαμβάνεται άμεσα από αιολική και ηλιακή υποδομή έως το 2035 θα αποτελούσε λιγότερο από το 1% της γης στο 94% της χώρας και λιγότερο από ή ίσο με το 7% της συνολικής έκτασης σε τρεις μόνο πολιτείες. Ένας βασικός λόγος για τον οποίο απαιτείται σχετικά μικρή έκταση γης είναι επειδή μόνο το 2% της συνολικής έκτασης ενός αιολικού πάρκου καταλαμβάνεται από αιολικές υποδομές, ενώ το υπόλοιπο 98% είναι διαθέσιμο για γεωργία, βοσκή ή άλλες χρήσεις. Οι υπεράκτιες ανεμογεννήτριες έχουν επίσης σχετικά μικρό αποτύπωμα και είναι σε θέση να χρησιμοποιούν πολύ μεγαλύτερες ανεμογεννήτριες από τα χερσαία έργα. Η εγκατάσταση ηλιακής ενέργειας στις ταράτσες, εν τω μεταξύ, δεν απαιτεί γη.

Αλλά τα «μεγάλα νέα» είναι ότι η NREL ανακάλυψε πως η συνολική έκταση γης που χρειάζεται μέχρι το 2035 για να επιτευχθούν οι στόχοι για καθαρή ενέργεια με γραμμές μεταφοράς αιολικής, ηλιακής και μεγάλων αποστάσεων (19.700 τετραγωνικά μίλια) θα είναι:

• ισοδύναμη με την έκταση που καταλαμβάνουν σήμερα οι σιδηρόδρομοι (18.500 τετραγωνικά μίλια)
• λιγότερο από το ήμισυ της έκτασης των ενεργών μισθώσεων πετρελαίου και φυσικού αερίου (40.500 τετραγωνικά μίλια)
• λιγότερο από το ένα τρίτο της έκτασης που απαιτείται σήμερα για την παραγωγή αιθανόλης (59.500 τετραγωνικά μίλια) και
• λίγο περισσότερο από την ιστορικά διαταραγμένη χερσαία περιοχή για την εξόρυξη άνθρακα (13.100 τετραγωνικά μίλια).

Επιπλέον, το κύριο σενάριο «Όλες οι επιλογές» της NREL προβλέπει περίπου 250.000 ανεμογεννήτριες στις Ηνωμένες Πολιτείες, που είναι σημαντικά λιγότερο από τα 1,5 εκατομμύρια πηγάδια πετρελαίου και φυσικού αερίου της χώρας.