Perché coprire i canali con i pannelli solari potrebbe essere una mossa giusta
PASTA E POMODORO. Hamburger e patatine. Ora c'è una coppia che potrebbe letteralmente e figurativamente essere ancora più potente: pannelli solari e canali. E se invece di lasciare i canali aperti, lasciando che il sole faccia evaporare l'acqua, li coprissimo con pannelli che ombreggiano il prezioso liquido e assorbono l'energia solare? Forse l'umanità può cominciare a farlo.
Il sistema di trasporto dell'acqua della California è il più grande del mondo, serve 35 milioni di persone e 5,7 milioni di acri di terreno agricolo. Il settantacinque per cento dell'acqua disponibile si trova nel terzo settentrionale dello stato, mentre i due terzi inferiori dello stato rappresentano l'80 per cento della domanda urbana e agricola. Spostare tutta quell'acqua intorno richiede pompe per farla scorrere in salita; di conseguenza, il sistema idrico è il più grande consumatore singolo di elettricità dello Stato.
I canali con pannelli solari non solo produrrebbero energia rinnovabile da utilizzare in tutto lo stato, ma gestirebbero il sistema idrico stesso. "Coprendo i canali con pannelli solari, possiamo ridurre l'evaporazione ed evitare di disturbare i terreni naturali e di lavoro, fornendo energia rinnovabile e altri benefici collaterali", afferma l'ingegnere ambientale Brandi McKuin dell'Università della California, Merced e dell'Università della California, Santa Cruz, autore principale della carta.
Ironia della sorte, le prestazioni dei pannelli solari diminuiscono con l'aumento delle temperature. In una cella solare, i fotoni del sole respingono gli elettroni dagli atomi, producendo una corrente elettrica. Quando un pannello diventa troppo caldo, ciò mette gli elettroni in uno stato già eccitato, quindi non creano tanta energia quando vengono spostati dai fotoni. L'estensione dei pannelli sui canali, in un certo senso, li renderebbe raffreddati ad acqua, aumentando la loro efficienza. "Inoltre," aggiunge McKuin, "l'ombra dei pannelli mitiga la crescita delle infestanti acquatiche, che è un importante problema di manutenzione del canale".
Anche l'ingegneria non sarebbe poi così complicata. Potresti gettare una travatura d'acciaio su un canale e coprirlo con dei pannelli. L'India ha effettivamente sperimentato canali solari come questo e ha commissionato un tratto di 25 miglia per un costo stimato di 14 milioni di dollari.
Per essere chiari, questo nuovo documento non è un discorso a tutto tondo per i funzionari statali per coprire immediatamente tutti i canali con pannelli solari. "Il nostro documento non è un progetto ingegneristico dettagliato o un progetto concettuale: è uno studio di fattibilità, una prova di concetto per portarlo alla fase successiva dell'investimento in un progetto dimostrativo", afferma l'ingegnere Roger Bales dell'Università della California, Merced. "Ma penso che la quantità di elettricità potrebbe essere significativa, sia a livello statale che a livello locale."
Bales e McKuin hanno calcolato tutto questo incorporando una varietà di modelli. I tassi di evaporazione, ad esempio, provenivano da modelli idrologici. Hanno anche ripiegato sui modelli climatici per prevedere come si riscalderà lo stato nei prossimi anni. Sono diventati così granulari che hanno anche calcolato come l'effetto di raffreddamento dell'acqua del canale migliorerebbe l'efficienza di generazione dei pannelli.
Alla fine, hanno ottenuto un potenziale risparmio annuo di 63 miliardi di galloni d'acqua in tutta la California. Ma hanno anche tenuto conto dei benefici umani di un simile progetto, che sono più nebulosi. Ad esempio, molti agricoltori pompano la loro acqua con generatori diesel. Se invece i pannelli solari fornissero quell'energia, ciò potrebbe ridurre le emissioni locali, migliorando così la qualità dell'aria. "Puoi guardare i costi economici, ma puoi anche guardare i benefici sociali", afferma Bales.
Un ulteriore vantaggio sociale potrebbe essere che posizionando i pannelli sui canali, lo stato non dovrebbe convertire i terreni coltivati o interrompere gli habitat naturali per creare vaste fattorie solari: un canale è già su un terreno a lungo disturbato. Pensa a come installeresti un pannello solare a casa tua. "Posso metterlo sul mio tetto, piuttosto che falciare il cortile vicino a casa mia e mettere i pannelli lì", dice Michael Kiparsky, direttore del Wheeler Water Institute presso la UC Berkeley School of Law. “Stai prendendo qualcosa che è già stato alterato dall'attività umana e raddoppi i benefici che fornisce. Questo è il pezzo profondo. "
La pannellatura solare dei canali della California potrebbe anche preparare lo stato per l'adozione diffusa di auto elettriche. Il California Aqueduct corre proprio lungo l'Interstate 5, la principale arteria che trasporta il traffico tra la metà settentrionale e quella meridionale dello stato. Dove ora ci sono stazioni di servizio disseminate lungo il percorso, in futuro potrebbero esserci stazioni di ricarica per auto che traggono energia dal vicino acquedotto.
Il piano potrebbe anche aiutare la California a prepararsi per il futuro cambiamento climatico. "La siccità fa parte della nostra storia e parte del nostro futuro", afferma Kiparsky. "È solo che sotto il cambiamento climatico, si prevede che diventeranno più frequenti e più gravi". Man mano che lo stato diventa più caldo, sempre più acqua evaporerà dai suoi canali, cosa che i pannelli possono aiutare ad attenuare.
Mentre i ricercatori si sono concentrati sulla California in questo studio, questo tipo di modellazione "potrebbe essere facilmente applicato ad altri luoghi", dice McKuin. "Nelle regioni del mondo soggette a stress idrico con canali aperti, ha molto senso considerare questo aspetto". Ad esempio, ciò potrebbe includere i vicini della California, come gli stati sud-occidentali sempre più caldi e il Texas, che ha appena dimostrato di dover comunque rivedere il proprio sistema energetico.
Ci sono, ovviamente, alcune sfide quando si pensa a un progetto infrastrutturale così grande. Ad esempio, questi ricercatori non hanno tenuto conto dei potenziali effetti sulla fauna selvatica: la copertura dei canali potrebbe impedire l'accesso agli uccelli acquatici che dipendono da essa per l'habitat, soprattutto considerando che la California ha perso più del 90% delle sue zone umide. Inoltre, posizionare i pannelli solari e le loro capriate sull'acqua potrebbe causare l'arrugginimento delle apparecchiature, aumentando i costi di manutenzione. E poi c'è il costo dei canali di pannelli solari su larga scala. (Lo studio non ha suggerito un prezzo complessivo. McKuin afferma che sarà difficile stimare senza prima un progetto dimostrativo e dipenderà da variabili come i siti scelti per lo sviluppo.)
Ma poi di nuovo, questa non è un'idea del tutto o niente: alcuni canali qua e là potrebbero essere convertiti, mentre altri rimangono aperti. Anche se ciò potrebbe non fornire la spinta completa al risparmio di 63 miliardi di galloni d'acqua ogni anno, fornirebbe comunque energia alle pompe dell'acqua e alle stazioni di ricarica delle auto locali, il tutto riducendo l'evaporazione su scala minore. "Con o senza il cambiamento climatico, la fornitura di acqua in California si sta restringendo e la domanda di acqua in California è in aumento", afferma Kiparsky. "E questi due fatti insieme significano che, in effetti, qualsiasi risparmio idrico è buono, ed è il benvenuto."
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