W jednym z badań szacuje się, że pokrycie kanałów Kalifornii panelami słonecznymi mogłoby wygenerować energię wystarczającą do zasilenia Los Angeles przez większą część roku.
W 2015 roku sucha ziemia w Kalifornii trzeszczała po czwartym roku suszy.
Ówczesny gubernator Jerry Brown nakazał bezprecedensowe ograniczenie zużycia wody w domach o 25%. Rolnicy, którzy zużywają najwięcej wody, również zgłosili się na ochotnika, aby uniknąć głębszych, obowiązkowych cięć.
Brown postawił także za cel, aby stan pozyskiwał połowę energii ze źródeł odnawialnych, w związku ze zmianami klimatycznymi.
Jednak kiedy przedsiębiorcy Jordan Harris i Robin Raj zapukali do drzwi z pomysłem, który ma zaradzić zarówno utracie wody, jak i zanieczyszczeniu klimatu – zakładaniu paneli słonecznych nad kanałami irygacyjnymi – nie udało im się przekonać nikogo do zaangażowania.
Przesuńmy się w czasie o osiem lat. W obliczu niszczycielskich upałów, rekordowych pożarów, zbliżającego się kryzysu na rzece Kolorado, rosnącego zaangażowania w walkę ze zmianami klimatycznymi i odrobiny budowania ruchu, ich firma Solar AquaGrid przygotowuje się do rozpoczęcia prac nad pierwszym projektem kanału pokrytego energią słoneczną w Stanach Zjednoczonych.
„Wszystko to łączy się w tej chwili” – powiedział Harris. „Czy jest pilniejsza kwestia, której moglibyśmy poświęcić swój czas?”
Pomysł jest prosty: instaluj panele słoneczne nad kanałami w słonecznych, ubogich w wodę regionach, gdzie zmniejszają parowanie i wytwarzają energię elektryczną.
Badanie przeprowadzone na Uniwersytecie Kalifornijskim w Merced potwierdza tę koncepcję, szacując, że można by zaoszczędzić 63 miliardy galonów wody, pokrywając 6437 kilometrów kanałów w Kalifornii panelami słonecznymi, które mogłyby również generować 13 gigawatów energii. To wystarczy na całe miasto Los Angeles od stycznia do początków października.
Ale to szacunki – ani to, ani inne potencjalne korzyści nie zostały przetestowane naukowo. To się wkrótce zmieni dzięki Project Nexus w Central Valley w Kalifornii.
Jak długo trwają prace nad kanałami słonecznymi?
Energia słoneczna na kanałach jest od dawna dyskutowana w Kalifornii jako rozwiązanie dwa w jednym, gdzie niedrogie grunty pod inwestycje energetyczne są tak samo rzadkie jak woda. Ale wspaniały pomysł był nadal hipotetyczny.
Harris, były dyrektor wytwórni płytowej, był współzałożycielem „Rock the Vote”, akcji polegającej na rejestracji wyborców na początku lat 90., oraz Raj organizowali dla przedsiębiorstw kampanie na rzecz odpowiedzialnego społecznie i zrównoważonego rozwoju. Wiedzieli, że ludzie potrzebują szturchnięcia – najlepiej pochodzącego z zaufanego źródła.
Myśleli, że badania przeprowadzone przez renomowaną instytucję mogą załatwić sprawę i uzyskali fundusze dla UC Merced na zbadanie wpływu kanałów pokrytych energią słoneczną w Kalifornii.
Opublikowane w 2021 r. wyniki badania przyciągają uwagę. Dotarli do gubernatora Gavina Newsoma, który zadzwonił do Wade’a Crowfoota, swojego sekretarza ds. zasobów naturalnych.
„Zakopmy to w ziemi i zobaczmy, co jest możliwe” – Crowfoot przypomniał słowa gubernatora.
Mniej więcej w tym samym czasie okręg irygacyjny Turlock, podmiot zapewniający również energię, skontaktował się z firmą UC Merced. Chciała zbudować projekt fotowoltaiczny, aby spełnić wyznaczony przez stan cel polegający na 100% energii odnawialnej do 2045 r. Jednak grunt był bardzo drogi, więc budowanie na istniejącej infrastrukturze było atrakcyjne.
Pojawiła się także perspektywa, że cień z paneli może ograniczyć chwasty rosnące w kanałach – problem, który kosztuje to przedsiębiorstwo 1 milion dolarów (około 900 milionów euro) rocznie.
„Dopóki nie ukazał się ten artykuł UC Merced, tak naprawdę nie wiedzieliśmy, jakie będą dodatkowe korzyści” – powiedział Josh Weimer, kierownik ds. zewnętrznych w okręgu. „Jeśli ktoś miał pilotować tę koncepcję, chcieliśmy mieć pewność, że będziemy to my”.
Państwo przeznaczyło 20 mln dolarów (18 mln euro) ze środków publicznych, przekształcając projekt pilotażowy w trójstronną współpracę między sektorem prywatnym, publicznym i akademickim. Około 2,6 km kanałów o szerokości od 20 do 30 metrów zostanie pokrytych panelami słonecznymi umieszczonymi na wysokości od pięciu do 5 metrów nad ziemią.
Zespół Merced z Uniwersytetu Kalifornijskiego przeanalizuje różne skutki, od parowania po jakość wody, powiedziała Brandi McKuin, główna badaczka biorąca udział w badaniu.
„Musimy dotrzeć do sedna tych pytań, zanim przedstawimy jakiekolwiek zalecenia dotyczące tego, jak zrobić to na szerszą skalę” – stwierdziła.
Czego Kalifornia może nauczyć się od Indii na temat kanałów słonecznych
Kalifornia nie jest pierwsza z tą technologią.
Indie były pionierami w jednym z największych projektów irygacyjnych na świecie. Projekt tamy i kanału Sardar Sarovar dostarcza wodę do setek tysięcy wiosek w suchych, jałowych regionach stanu Gujarat w zachodnich Indiach.
Ówczesny główny minister stanu Gujarat Narendra Modi, obecnie premier kraju, zainaugurował go w 2012 roku z wielkimi pomponami. Firma inżynieryjna Sun Edison obiecała 19 000 km kanałów słonecznych. Ale od tego czasu tylko kilka mniejszych projektów zyskało na popularności. Firma złożyła wniosek o upadłość.
„Koszty inwestycyjne są naprawdę wysokie, a konserwacja stanowi problem” – powiedział Jaydip Parmar, inżynier w Gujarat, który nadzoruje kilka małych projektów kanałów fotowoltaicznych.
Dodał, że przy dużych, suchych terenach naziemna energia słoneczna ma tam większy sens ekonomiczny.
Niezgrabna konstrukcja to kolejny powód, dla którego technologia ta nie została powszechnie przyjęta w Indiach. Panele w projekcie pilotażowym Gujarat są umieszczone bezpośrednio nad kanałem, ograniczając dostęp dla ekip konserwacyjnych i ratunkowych.
Po powrocie do Kalifornii Harris zapoznał się z doświadczeniami Indii i rozpoczął poszukiwania lepszego rozwiązania. W projekcie zostaną użyte lepsze materiały i będą siedzieć wyżej.
Kiedy Kalifornia otrzyma kanały słoneczne?
Project Nexus może nie pozostać sam na długo. Plemię Indian z rzeki Gila otrzymało fundusze z dwupartyjnej ustawy o infrastrukturze na zainstalowanie energii słonecznej na swoich kanałach w celu oszczędzania wody i złagodzenia stresu na rzece Kolorado. Jeden z największych przedsiębiorstw wodociągowych i energetycznych w Arizonie, Salt River Project, studiuje tę technologię na Uniwersytecie Stanowym w Arizonie.
Mimo to szybkie zmiany nie są akceptowane w świecie infrastruktury wodnej, powiedział przedstawiciel Jared Huffman ze stanu Kalifornia.
„To skostniały bastion nudnych, starych inżynierów” – powiedział.
Huffman omawia tę technologię od prawie dziesięciu lat i stwierdził, że ludzie są nadal znacznie bardziej zainteresowani budową wyższych tam, niż jego zdaniem jest to o wiele rozsądniejszy pomysł.
W zeszłorocznej ustawie o ograniczaniu inflacji przeforsował rezerwę w wysokości 25 milionów dolarów (22 miliony euro) na sfinansowanie projektu pilotażowego dla Biura Rekultywacji. Obecnie trwają prace nad oceną lokalizacji projektów dla tego obiektu.
Grupa ponad 100 grup opowiadających się za klimatem, w tym Centrum Różnorodności Biologicznej i Greenpeace, wysłała teraz list do Sekretarza Spraw Wewnętrznych Deb Haaland i Komisarza Biura Camille Touton, wzywając je do „przyspieszenia powszechnego wdrażania systemów energii fotowoltaicznej” powyżej kanały i akwedukty Biura.
Objęcie wszystkich kanałów i akweduktów należących do Biura o długości 8 000 km mogłoby „wygenerować ponad 25 gigawatów energii odnawialnej – wystarczającej do zasilenia prawie 20 milionów domów – i zmniejszyć parowanie wody o dziesiątki miliardów galonów”.
Huffman stwierdził, że idealnym rozwiązaniem byłoby pokrycie każdego kanału, ale począwszy od Akweduktu Kalifornijskiego i kanału Delta Mendota „to naprawdę przekonujący przypadek” – stwierdził. „I najwyższy czas, abyśmy zaczęli to robić”.
