Coprire i canali della California con pannelli solari potrebbe risolvere due crisi contemporaneamente

Un uomo cammina tra pannelli solari galleggianti su uno stagno a Oakville, in California.

Una nuova analisi rileva che la copertura dei canali d'acqua in California con pannelli solari potrebbe far risparmiare molta acqua e denaro generando energia rinnovabile. In questo modo si genererebbe un ritorno sull'investimento tra il 20% e il 50% in più rispetto a quello che si otterrebbe costruendo questi pannelli sul terreno.

Il documento , pubblicato giovedì su Nature Sustainability, esegue quella che i suoi autori chiamano un'analisi tecnico-economica, calcolando gli impatti e soppesando i costi ei benefici della copertura potenziale delle migliaia di miglia del sistema di irrigazione aperto della California.

"Abbiamo una carenza d'acqua in Occidente", ha detto Brandi McKuin, l'autore principale dell'articolo e ricercatore post-dottorato presso l'Università della California, Santa Cruz, che ha collaborato con i ricercatori dell'Università della California, Merced per questo articolo. “Abbiamo anche un mandato dallo Stato per produrre energia rinnovabile su larga scala. Se vogliamo raggiungere le emissioni nette zero entro il 2050, dobbiamo smettere di fare affidamento sui combustibili fossili. Questa è una soluzione alternativa che sembra avere vantaggi combinati. "

Il sistema di acquedotti della California, che si estende per quasi 4.000 miglia (6.437 chilometri), è una parte cruciale della fornitura di acqua in tutto lo stato. I canali serpeggiano dentro e fuori dalla Central Valley della California, la centrale agricola dello stato, spostando l'acqua per irrigare i raccolti. C'è già un'intensa pressione su questo sistema idrico: mentre la California si è tecnicamente ripresa dalla sua intensa siccità di sette anni negli anni 2010 , è ancora sull'orlo del precipizio mentre il cambiamento climatico e l'uso eccessivo devastano l'approvvigionamento idrico della regione. Anche i canali di irrigazione aperti non aiutano, poiché consentono l'evaporazione dell'acqua preziosa.

Ma qualcosa di semplice come coprire quei canali potrebbe fare molto per aiutare ad affrontare la siccità. I ricercatori hanno eseguito un'analisi teorica dell'evaporazione basata su modelli idrologici per stimare quanta acqua lo stato potrebbe risparmiare ogni anno con una copertura, come i pannelli solari.

"Molta acqua viene evaporata solo perché non ci mettiamo un coperchio", ha detto McKuin. “Coprendo i canali con pannelli solari, potremmo risparmiare fino a 63 miliardi di litri d'acqua all'anno. È molta acqua. Questa è all'incirca la quantità di acqua necessaria per irrigare 50.000 acri di terreno agricolo o per soddisfare le esigenze residenziali di 2 milioni di persone ".

Un numero crescente di città in tutto il mondo sta cercando modi per coprire i corpi idrici con pannelli solari, ovvero utilizzando pannelli galleggianti. (Lo studio UC esamina la copertura dei canali con un sistema di cavi, piuttosto che con sistemi galleggianti). I pannelli solari galleggianti stanno crescendo in popolarità in tutto il mondo. Il Giappone ha compiuto particolari progressi nell'installazione di array flottanti e la tecnologia sta lentamente prendendo piede negli Stati Uniti Il più grande array negli Stati Uniti è già in California: la città di Healdsburg ha detto il mese scorsoaveva terminato l'installazione di 11.600 pannelli su un laghetto per il trattamento delle acque reflue. Nel 2018, i ricercatori del National Renewable Energy Laboratory hanno chiesto un uso più diffuso della tecnologia negli Stati Uniti, stimando che la copertura delle migliaia di bacini artificiali in tutto il paese potrebbe fornire fino al 10% dell'elettricità del paese .

Eppure uno dei grandi svantaggi dei pannelli solari galleggianti è il costo; costano circa il 10-15% in più da installare rispetto ai land array. Ma gli esperti del settore affermano che il divario nei costi si sta riducendo man mano che la tecnologia migliora e le utility e gli installatori si rendono conto dei vantaggi dei pannelli galleggianti che non vengono forniti con l'installazione di pannelli a terra, come l'impatto del raffreddamento dell'acqua sui pannelli che sono inclini al surriscaldamento.

Il documento non ha calcolato la quantità di energia che tutti questi pannelli avrebbero fornito, ma la McKuin ha fatto dei calcoli da fare da sola. "Questa non è un'informazione sul giornale, ma ritengo che fornirebbe 13 gigawatt di potenza", ha detto. Per il contesto, le autorità di regolamentazione della California stanno spingendo per installare 20 gigawatt di capacità rinnovabile aggiuntiva in tutto lo stato entro il 2030.

E mentre lo studio non ha esaminato specificamente gli impatti dei pannelli sugli ecosistemi, gli autori hanno scoperto che potrebbero esserci anche benefici tangibili.

“Le erbacce acquatiche sono un problema [nei canali]. L'acqua scarseggia e assorbono l'acqua ", ha detto McKuin. “Ci sono anche problemi che possono accadere. Le radici possono far fuoriuscire scarichi e tubi e limitare il flusso, la vegetazione può soffiare nel canale, le erbacce possono prendere piede nel canale e possono accumulare sedimenti e interrompere il flusso [dell'acqua] ".

Impedire alla luce solare di raggiungere le erbacce acquatiche con i pannelli solari, al contrario, potrebbe aiutare a ridurne la crescita e facilitare il flusso dell'acqua. Ma, ha detto McKuin, sono sicuramente necessarie ulteriori ricerche su come un progetto grande come coprire migliaia di miglia di canali con pannelli solari potrebbe avere un impatto sull'ambiente.

"Ci sarà sempre un compromesso", ha detto. “Forse alcuni ecosistemi a cui piacciono molto i canali potrebbero essere colpiti. È qualcosa che dovremmo studiare ".

Correzione 3/18/21 15:18: Questo pezzo è stato aggiornato per riflettere il fatto che lo studio non ha esaminato in modo specifico i pannelli fluttuanti .

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