آفتاب کالیفرنیا کلیدی برای مبارزه با خشکسالی - وبلاگ حسابی

به گزارش وبلاگ حسابی، بعضی از ایده ها به قدری رضایت بخش هستند که تعجب می کنید چگونه پیش تر اجرا نشده اند. کانال های خورشیدی که اولین اجرای آزمایشی آن در امریکا در اواخر امسال در کالیفرنیا صورت خواهد گرفت را می توان از آن دست ایده ها دانست.

به گزرش وبلاگ حسابی به نقل از تایم، استان های غربی امریکا با هزاران مایل کانال های آبیاری تلاقی می نمایند که عرض بعضی به 4572 سانتی متر می رسد و بعضی دیگر تنها 304 سانتی متر عرض دارند. پژوهشگران می گویند با پوشاندن این کانال ها با پنل های خورشیدی ما می توانیم انرژی تجدیدپذیر را بدون اشغال زمین های گرانبها فراوری کنیم. همزمان سایه ایجاد شده می تواند از اتلاف میلیارد ها گالن آب به وسیله تبخیر جلوگیری کند.

راجر بیلز مجری این ایده با خنده می گوید چندین ایمیل از مردم دریافت نموده است که در آن گفته بودند: هی، این ایده ده سال پیش من بود! اما هیچ کس نمی خواست آن را عملیاتی کند.

هندوستان از سال 2014 میلادی اقدام به ساخت کانال های خورشیدی نموده است و این ایده در کاستاریکا نیز مورد آنالیز قرار گرفته است. با این وجود، در ایالات متحده برنامه های مرتبط با کانال های خورشیدی مدت هاست که در شرایطی معلق قرار داشته اند و کمبود اطلاعات در خصوص مزایای آن به این معنی است که هیچ کس نمی خواهد هزینه های اولیه بالقوه بالاتر را در مقایسه با ساخت یک مزرعه خورشیدی معمولی بپردازد.

این شرایط سال گذشته تغییر کرد. بیلز به همراه مرسد و سانتا کروز همکاران اش نتیجه پژوهشی را منتشر کردند که نشان می داد اگر سطح تمام 6437 کیلومتر کانال های کالیفرنیا با پنل های خورشیدی پوشانده شوند آن استان می تواند سالانه بیش از 65 میلیارد گالن آب ذخیره کند.

این اندازه آب به منظور آبیاری 50 هزار هکتار زمین کشاورزی یا تامین آب خانه های بیش از دو میلیون نفر کافی است. آنان تخمین زده اند که کانال های خورشیدی حدود 13 مگاوات انرژی فراوری می نمایند که تقریبا نیمی از ظرفیت تجدیدپذیر تازه ای است که دولت برای رسیدن به هدف خود به منظور فراوری 60 درصد برق از منابع پاک تا سال 2030 میلادی به آن احتیاج دارد.

در ماه فوریه، دپارتمان منابع آب کالیفرنیا یاری هزینه ای 20 میلیون دلاری به تیم بیلز برای ساخت نمونه اولیه اعطا کرد که 2590 متر کانال را در منطقه آبیاری تورلاک در دره سن خواکین پوشش می دهد. Solar AquaGrid توسعه دهنده این پروژه هم اکنون در حال طراحی این سیستم است و اولین بخش های آن احتمالا در مجموع حدود 5 مگاوات فراوری می نماید و باید تا اوایل سال 2023 راه اندازی گردد.

منطقه تورلاک برای 4700 کشاورز در وسعت 150000 هکتار آب تامین می نماید. این منطقه هم چنین یک شرکت برق دولتی را کنترل می نماید که به بیش از 240000 نفر خدمات رسانی می نماید و در پی افزایش منابع انرژی های تجدیدپذیر خود است.

هدف از اجرای آزمایشی برنامه نصب کانال های خورشیدی آن است که مشاهده گردد آیا کانال های خورشیدی می توانند یاری نمایند تا هدف گذاری انرژی پاک در آن استان تحقق یابد یا خیر. بیلز می گوید که مقام های محلی هم چنین به طرح پروژه برای ایجاد ذخیره انرژی در پوشش های پنل علاقمند بودند که به منطقه اجازه می دهد در مواقعی که خورشید نمی تابد و عرضه کمتر است انرژی را در شبکه برق آزاد کند.

بیلز از دهه 1980 میلادی روی مسائل آب و هوایی کار نموده است و نیمه نخست زندگی حرفه ای خود را در دانشگاه آریزونا به پژوهش پرداخته است و به فرایند پیشرفت با سرعت کُند عادت نموده است. با این وجود، او می گوید که در نهایت در کالیفرنیا جایی که در سال 2003 میلادی به آنجا نقل مکان کرد شتابی را در خصوص راه چاره های آب و هوایی مشاهده می نماید.

او می افزاید: من فکر می کردم اینجا برترین مکان برای پیشبرد راه چاره ها است: ما فناوری داریم، ما بودجه داریم، ما اقتصاد داریم و ما در بیش تر موارد اراده سیاسی داریم. اگر کالیفرنیا نتواند دنیا را نجات دهد مطمئن نیستم چه کسی و کدام ناحیه می تواند این کار را انجام دهد.

بیلز در دو دهه گذشته ریاست موسسه تحقیقاتی سیرا نوادا را برعهده داشته و کوشش نموده است تا درک کند که چگونه تغییرات آب و هوایی بر سیستم آبی در آن منطقه تاثیر می گذارند و چگونه مقاومت جنگل های کوهستانی به خشکی با تغییر آب و هوای کالیفرنیا تغییر می نماید. اکنون آن موسسه جایی که او مدیر مشترک آن است در کوشش است تا دانشمندان را با منابع اقتصادی مرتبط کند تا احیای فوری جنگل ها را انجام دهند.

پروژه کانال های خورشیدی بخشی از مرحله ای تازه در حرفه او است که بیش تر بر روی راه چاره ها تمرکز می نماید و نه بر روی پژوهش. او دریافته که کلید اقدامات اقلیمی حوزه ای است که اغلب با دانشمندان مرتبط نیست: ارتباطات.

او می گوید: برای ارائه پروژه هایی که احتیاج های متعدد را برآورده سازند باید بسیاری از آژانس های مختلف استانی و محلی با یکدیگر کار نمایند. بنابراین، من به عنوان یک مهندس اینجا هستم و در این مرحله از حرفه ام سعی می کنم مردم را وادار کنم که با یکدیگر صحبت نمایند.

به نظر می رسد این شیوه کارآمد بوده است. پس از انتشار نتیجه پژوهش در سال 2021 میلادی بیلز با انبوهی از تماس رسانه ها، مقام های محلی و حتی کارکنان سنای امریکا مبنی بر ابراز علاقه به ساخت کانال های خورشیدی روبرو شد.

این شور و شوق منطقی است: برای دستیابی به اهداف بلندپروازانه دولت بایدن، انرژی خورشیدی باید به سرعت افزایش یابد و از 2.8 درصد الکتریسیته ایالات متحده امروز به 45 درصد تا سال 2050 برسد که به مساحت زمینی دو برابر ماساچوست احتیاج دارد. با این وجود، ارزیابی ها نشان می دهند این توسعه ممکن است با برنامه دولت برای حفاظت از 30 درصد از اراضی و آب های کشور تا سال 2030 میلادی در تضاد باشد.

در حال حاضر، این موضوع باعث ایجاد اصطکاک در رابطه بیلز با دولت های محلی و فعالان شده است که با پروژه های تگزاس تا مین به علت نگرانی هایی از جمله از دست دادن زمین های کشاورزی و زیستگاه های حیات وحش مخالفت نموده اند.

پوشش قنات ها می تواند از چنین تاثیراتی جلوگیری کند و در عین حال به احتیاج های خورشیدی کشور یاری کند. هم چنین، این پروژه همراه با صرفه جویی ای که در مصرف آب موجب می گردد و آن هم در زمانی رخ می دهد که خشکسالی ها در سراسر غرب ایالات متحده بدتر شده امری مهم به نظر می رسد. بیلز می گوید، اما تا رسیدن کانال های خورشیدی به مقیاسی که مقاله سال 2021 متصور شده راه زیادی در پیش است و به گفته او تمام کانال های کالیفرنیا برای تاسیسات خورشیدی مناسب نیستند.

تیم او اجرای آزمایشی طرح را در تورلاک به مدت حدودا دو سال تحت نظارت قرار خواهد داد و سعی خواهد نمود پروژه های دیگری را در این دوره راه اندازی کند. او این اقدامات را پیش از آن که مقام های استان تصمیم بگیرند که تا چه حد خواهان دنبال این ایده هستند انجام خواهد داد.

بیلز می گوید که مشکل بالقوه در این است که مطمئن شویم شرکت های برق هم چنان می توانند برای انجام تعمیرات به کانال ها دسترسی دارند. بیلز می گوید این تیم در حال آزمایش طرح های مدولار هستند تا امکان حذف موقت بخش هایی از سیستم را فراهم نمایند.

او اضافه می نماید که پوشش پنل در وهله نخست باید احتیاج به نگهداری را کاهش دهد: دور نگه داشتن نور خورشید از کانال باعث کاهش رشد جلبک و علف های هرز و در نتیجه باعث کاهش احتیاج به تصفیه آب مورد احتیاج برای آشامیدن می گردد. (تیم بیلز تاثیر قابل توجهی که این پروژه بر پرندگان آبی که به نوشیدن آب از کانال های آبیاری معروفیت دارند را پیش بینی نمی نمایند، اما یک نماینده از انجمن ملی اودبان (نامگذاری این انجمن به یاد جان اودبان پرنده شناس و نقاش امریکایی صورن گرفته است) یک سازمان غیرانتفاعی حفاظت از پرندگان به آنان یاری می نماید تا این موضوع را در خلال اجرای آزمایشی طرح مورد نظارت قرار دهد).

چالش بزرگتر، مانند بسیاری از راه چاره های آب و هوایی، در نشان دادن ارزان بودن کانال های خورشیدی نهفته است. فرآیند نصب پنل ها روی کانال ها با استفاده از خرپای فولادی یا کابل کششی گران تر از نصب پنل ها بر روی زمین خواهد بود و هزینه فراوری انرژی را افزایش می دهد.

برای مطالعه سال 2021 میلادی، نویسندگان مقاله تخمین زدند که نصب پانل ها بر روی کانال ها با استفاده از خرپای فولادی به معنای میانگین کل هزینه پروژه حدود 2.02 دلار به ازای هر وات است و برای پنل هایی که با استفاده از کابل های کششی نصب شده اند 1.82 دلار در هر وات خواهد بود. این اندازه کمی بیش تر از برآورد 1.66 دلار در هر وات پنل های معمولی روی زمین کنار کانال ها است.

با این وجود، بیلز خاطر نشان می سازد که برآورد زمینی شامل قیمت زمین نمی گردد. او می گوید زمانی که صرفه جویی در هزینه های ناشی ازعدم استفاده از زمین های کشاورزی، اجتناب از اتلاف آب و نگهداری در نظر گرفته می گردد. پنل های نصب شده در کانال بسیار رقابتی خواهند بود. او می افزاید: هنوز ناشناخته هایی وجود دارد. آیا قرار است 5 درصد بیش تر از پیش بینی ما هزینه داشته باشد؟ 10 درصد بیش تر؟ یا برآورد هزینه ما خیلی زیاد است؟ ما این را متوجه خواهیم شد.