Het Californische aquaduct, dat water meer dan 400 mijl ten zuiden van de Sierra Nevada vervoert, splitst zich bij het binnenkomen van Zuid-Californië op de grens van de provincies Kern en Los Angeles. DWR van Californië
Klimaatverandering en waterschaarste staan centraal in het westen van de VS in de regio klimaat is aan het opwarmen, er is een ernstige meerjarige droogte gaande en grondwatervoorraden worden overgepompt op veel locaties.
Westerse staten volgen hier veel strategieën op pas je aan deze spanningen aan en bereid je voor op de toekomst. Deze omvatten maatregelen om de ontwikkeling van hernieuwbare energie te bevorderen, water te besparen en natuurlijke en werkende gronden duurzamer te beheren.
Als ingenieurs die werken aan klimaatslimme oplossingen, hebben we een gemakkelijke win-win gevonden voor zowel water als klimaat in Californië met wat we de 'zonnekanaaloplossing' noemen. Over 4,000 mijl aan kanalen transporteren water naar ongeveer 35 miljoen Californiërs en 5.7 miljoen hectare landbouwgrond in de staat. Door deze kanalen te bedekken met zonnepanelen, zou de verdamping van kostbaar water - een van de meest kritieke bronnen van Californië - worden verminderd en zou het helpen om de doelstellingen van de staat op het gebied van hernieuwbare energie te halen, terwijl ook geld wordt bespaard.
Water en land besparen
Californië is vatbaar voor droogte, en water is een constante zorg. Nu zorgt het veranderende klimaat voor warmer en droger weer.
Ernstige droogte in de afgelopen 10 tot 30 jaar opgedroogde putten, veroorzaakte ambtenaren om te implementeren water beperkingen en gevoed enorme bosbranden. Vanaf half april 2021 was dat de hele staat officieel droogtecondities ervaren.
Tegelijkertijd heeft Californië ambitieuze natuurbeschermingsdoelen. De staat heeft een mandaat om het oppompen van grondwater verminderen met behoud van betrouwbare leveringen aan boerderijen, steden, dieren in het wild en ecosystemen. Als onderdeel van een breed klimaatveranderingsinitiatief gaf gouverneur Gavin Newsom in oktober 2020 het California Natural Resources Agency opdracht om de inspanningen te leiden 30% van de land- en kustwateren in stand te houden tegen 2030.
De meeste regen en sneeuw in Californië valt in de winter ten noorden van Sacramento, terwijl 80% van het water wordt gebruikt komt voor in Zuid-Californië, meestal in de zomer. Dat is de reden waarom kanalen door de staat slingeren - het is het grootste dergelijke systeem ter wereld. We schatten dat ongeveer 1% -2% van het water dat ze vervoeren verloren gaat door verdamping onder de hete Californische zon.
In een recente studie hebben we aangetoond dat het afdekken van alle 4,000 mijl van de kanalen van Californië met zonnepanelen dat zou doen bespaar jaarlijks meer dan 65 miljard liter water door de verdamping te verminderen. Dat is genoeg om 50,000 hectare landbouwgrond te irrigeren of om te voorzien in de waterbehoefte van meer dan 2 miljoen mensen. Door zonne-installaties te concentreren op land dat al in gebruik is, in plaats van ze te bouwen op braakliggend land, zou deze aanpak Californië helpen zijn doelstellingen op het gebied van duurzaam beheer voor beide te halen. water en land- middelen.
Klimaatvriendelijke kracht
Door de grachten van Californië met zonnepanelen in de schaduw te stellen, zouden aanzienlijke hoeveelheden elektriciteit worden opgewekt. Onze schattingen tonen aan dat het ongeveer 13 gigawatt aan capaciteit voor hernieuwbare energie zou kunnen leveren, wat ongeveer de helft is van de nieuwe bronnen die de staat nodig heeft om aan zijn capaciteit te voldoen. schone elektriciteitsdoelen: 60% uit koolstofvrije bronnen tegen 2030 en 100% hernieuwbaar tegen 2045.
Door zonnepanelen over de grachten te plaatsen, worden beide systemen efficiënter. De zonnepanelen zouden de verdamping uit de grachten verminderen, vooral tijdens hete zomers in Californië. En omdat water langzamer opwarmt dan land, kan het kanaalwater dat onder de panelen stroomt ze met 10 F afkoelen, verhoging van de elektriciteitsproductie tot 3%.
Deze panelen kunnen ook lokaal elektriciteit opwekken in veel delen van Californië, beide verlagen transmissieverliezen en kosten voor consumenten. Het combineren van zonne-energie met batterijopslag kan helpen bij het bouwen van microgrids in plattelandsgebieden en achtergestelde gemeenschappen, waardoor het energiesysteem efficiënter en veerkrachtiger wordt. Dit zou het risico van stroomverliezen als gevolg van extreme weersomstandigheden, menselijke fouten en bosbranden verkleinen.
We schatten dat de kosten om kanalen te overspannen met zonnepanelen hoger zijn dan het bouwen van op de grond gemonteerde systemen. Maar toen we enkele van de bijkomende voordelen toevoegden, zoals vermeden landkosten, waterbesparing, beperking van waterplanten en verbeterde PV-efficiëntie, ontdekten we dat zonnekanalen een betere investering waren en elektriciteit leverden die minder kostte gedurende de levensduur van de zonne-energie. installaties.
Zonnepanelen die over kanalen zijn geïnstalleerd, verhogen de efficiëntie van beide systemen. Brandi Mc Kuin, CC BY-SA
Voordelen voor het land
Zonnekanalen zijn veel meer dan alleen het opwekken van duurzame energie en waterbesparing. Het bouwen van deze lange, dunne zonnepanelen zou kunnen voorkomen dat meer dan 80,000 hectare landbouwgrond of natuurlijke habitat wordt omgezet in zonneparken.
Californië verbouwt voedsel voor een steeds groter wordende wereldbevolking en produceert meer dan 50% van de vruchten, noten en groenten die Amerikaanse consumenten eten. Er zou echter tot 50% van de nieuwe capaciteit voor hernieuwbare energie kunnen zijn om de doelstellingen van decarbonisatie te halen gelegen in landbouwgebieden, inclusief grote delen van eersteklas landbouwgrond.
Zonnekanaalinstallaties zullen ook dieren in het wild, ecosystemen en cultureel belangrijk land beschermen. Grootschalige zonne-energieontwikkelingen kunnen resulteren in verlies, achteruitgang en fragmentatie van habitats, die bedreigde soorten kunnen schaden, zoals de Mojave Desert-schildpad.
Ze kunnen ook schade toebrengen aan woestijn struikgewas plantengemeenschappen, inclusief planten die cultureel belangrijk zijn voor inheemse stammen. Als voorbeeld de constructie van de Genesis zonne-energiecentrum in de woestijnen Sonoran en Mojave in 2012-2014 vernietigde paden en begraafplaatsen en beschadigde belangrijke culturele artefacten, wat langdurige juridische conflicten aanspoort.
De lucht zuiveren
Door schone elektriciteit op te wekken, kunnen zonnekanalen de luchtkwaliteit verbeteren - een ernstig probleem in centraal Californië een van de smerigste lucht in de VS. Zonne-elektriciteit zou kunnen helpen bij het stoppen van dieselmotoren die deeltjes spuwen die water door de landbouwvalleien van Californië pompen. Het kan ook helpen opladen groeiend aantal elektrische lichte en zware voertuigen die mensen en goederen door de staat verplaatsen.
Nog een ander voordeel is het terugdringen van wateronkruid dat kanalen verstikt. In India, waar ontwikkelaars sinds 2014 zonnekanalen bouwen, beperkt schaduw van de panelen de groei van onkruid dat afvoeren blokkeert en de waterstroom beperkt.
Het bestrijden van dit onkruid met herbiciden en mechanische apparatuur is duur, en herbiciden vormen een bedreiging voor de menselijke gezondheid en het milieu. Voor grote kanalen van 100 meter breed in Californië schatten we dat schaduwkanalen ongeveer $ 40,000 per mijl zouden besparen. Over de gehele staat kunnen besparingen oplopen tot $ 69 miljoen per jaar.
Artistieke weergave van een zonnekanaalsysteem voor Californië. Solar Aquagrid LLC, CC BY-SA
Zonnekanalen naar Californië brengen
Terwijl India zonnepanelen boven kanalen heeft gebouwd en de VS zich ontwikkelt drijvende zonne-projecten, Californië mist prototypes om lokaal te studeren.
Er zijn besprekingen gaande voor zowel grote als kleine demonstratieprojecten in de Central Valley en Zuid-Californië. Het bouwen van prototypes zou operators, ontwikkelaars en regelgevers helpen ontwerpen te verfijnen, milieueffecten te beoordelen, projectkosten en -baten te meten en te evalueren hoe deze systemen presteren. Met meer gegevens kunnen planners strategieën in kaart brengen voor het uitbreiden van zonnekanalen over de gehele staat, en mogelijk in het hele Westen.
Er zijn een dozijn of meer partners nodig om een zonnekanaalproject in Californië te plannen, financieren en uit te voeren. Publiek-private partnerschappen omvatten waarschijnlijk federale, staats- en lokale overheidsinstanties, projectontwikkelaars en universitaire onderzoekers.
De verouderende energie-infrastructuur van Californië heeft hieraan bijgedragen catastrofale bosbranden en meerdaagse uitval. Het bouwen van slimme zonne-energieontwikkelingen op kanalen en ander verstoord land kan de energie- en waterinfrastructuur veerkrachtiger maken en tegelijkertijd water besparen, kosten verlagen en klimaatverandering helpen bestrijden. Wij geloven dat het een model is dat in het hele land - en op de planeet - in overweging moet worden genomen.
Over de auteur
Roger Balen, Distinguished Professor of Engineering, Universiteit van Californië, Merced en Brandi Mc Kuin, Postdoctoraal onderzoeker in milieustudies, University of California, Santa Cruz
Verwante Boeken
Drawdown: het meest uitgebreide plan ooit voorgesteld om opwarming van de aarde tegen te gaan
door Paul Hawken en Tom Steyer
In het licht van de wijdverspreide angst en apathie, is een internationale coalitie van onderzoekers, professionals en wetenschappers bij elkaar gekomen om een reeks realistische en gewaagde oplossingen voor klimaatverandering aan te bieden. Honderd technieken en werkwijzen worden hier beschreven - sommige zijn bekend; sommigen heb je misschien nog nooit van gehoord. Ze variëren van schone energie tot het opleiden van meisjes in lagere inkomenslanden tot landgebruikspraktijken die koolstof uit de lucht halen. De oplossingen bestaan, zijn economisch levensvatbaar, en gemeenschappen over de hele wereld voeren ze momenteel uit met vaardigheid en vastberadenheid. Beschikbaar op Amazon
Ontwerp van klimaatoplossingen: een beleidsgids voor koolstofarme energie
door Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Nu de gevolgen van klimaatverandering al voor ons zijn, is de noodzaak om de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen terug te dringen niets minder dan urgent. Het is een enorme uitdaging, maar de technologieën en strategieën om eraan te voldoen, bestaan tegenwoordig. Een klein aantal goed ontworpen en geïmplementeerde energiebeleidslijnen kan ons op weg helpen naar een koolstofarme toekomst. Energiesystemen zijn groot en complex, dus het energiebeleid moet gericht en kosteneffectief zijn. One-size-fits-all benaderingen zullen de klus gewoon niet klaren. Beleidsmakers hebben een duidelijke, alomvattende bron nodig die het energiebeleid schetst dat de grootste impact zal hebben op onze klimaattoekomst, en beschrijft hoe dit beleid goed vormgegeven kan worden. Beschikbaar op Amazon
Dit verandert alles: Kapitalisme versus The Climate
door Naomi Klein
In Dit verandert alles Naomi Klein betoogt dat klimaatverandering niet alleen een kwestie is die netjes moet worden ingediend tussen belastingen en gezondheidszorg. Het is een alarm dat ons oproept om een economisch systeem te repareren dat ons op veel manieren al tekortschiet. Klein bouwt nauwgezet op hoe massaal onze uitstoot van broeikasgassen wordt teruggedrongen, is onze beste kans om tegelijkertijd gapende ongelijkheden te verminderen, onze gebroken democratieën opnieuw te verbeelden en onze uitgeholde lokale economieën weer op te bouwen. Ze legt de ideologische wanhoop bloot van ontkenners van klimaatverandering, de messiaanse waanideeën van de zogenaamde geo-ingenieurs en het tragische defaitisme van te veel mainstream groene initiatieven. En ze laat precies zien waarom de markt de klimaatcrisis niet-kan en niet-kan oplossen, maar in plaats daarvan de zaken erger zal maken, met steeds extremere en ecologisch schadelijke extractiemethoden, vergezeld door een ongebreideld rampzalig kapitalisme. Beschikbaar op Amazon
Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
