آفتاب کالیفرنیا راه حلی برای مبارزه با خشکسالی

برخی از ایده‌ها به قدری رضایت بخش هستند که تعجب می‌کنید چگونه پیش‌تر اجرا نشده اند. کانال‌های خورشیدی که اولین اجرای آزمایشی آن در امریکا در اواخر سال جاری در کالیفرنیا صورت خواهد گرفت را می‌توان از آن دست ایده‌ها دانست.

به گزرش فرارو به نقل از تایم، ایالت‌های غربی امریکا با هزاران مایل کانال‌های آبیاری تلاقی می‌کنند که عرض برخی به ۴۵۷۲ سانتی متر می‌رسد و برخی دیگر تنها ۳۰۴ سانتی متر عرض دارند. پژوهشگران می‌گویند با پوشاندن این کانال‌ها با پنل‌های خورشیدی ما می‌توانیم انرژی تجدیدپذیر را بدون اشغال زمین‌های گرانبها تولید کنیم. همزمان سایه ایجاد شده می‌تواند از اتلاف میلیارد‌ها گالن آب از طریق تبخیر جلوگیری کند.

«راجر بیلز» مجری این ایده با خنده می‌گوید چندین ایمیل از مردم دریافت کرده است که در آن گفته بودند: «هی، این ایده ده سال پیش من بود! اما هیچ کس نمی‌خواست آن را عملیاتی کند».

هندوستان از سال ۲۰۱۴ میلادی اقدام به ساخت کانال‌های خورشیدی کرده است و این ایده در کاستاریکا نیز مورد بررسی قرار گرفته است. با این وجود، در ایالات متحده برنامه‌های مرتبط با کانال‌های خورشیدی مدت هاست که در وضعیتی معلق قرار داشته‌اند و کمبود اطلاعات در مورد مزایای آن به این معنی است که هیچ کس نمی‌خواهد هزینه‌های اولیه بالقوه بالاتر را در مقایسه با ساخت یک مزرعه خورشیدی معمولی بپردازد.

این وضعیت سال گذشته تغییر کرد. بیلز به همراه مرسد و سانتا کروز همکاران‌اش نتیجه پژوهشی را منتشر کردند که نشان می‌داد اگر سطح تمام ۶۴۳۷ کیلومتر کانال‌های کالیفرنیا با پنل‌های خورشیدی پوشانده شوند آن ایالت می‌تواند سالانه بیش از ۶۵ میلیارد گالن آب ذخیره کند.

این میزان آب به منظور آبیاری ۵۰ هزار هکتار زمین کشاورزی یا تامین آب خانه‌های بیش از دو میلیون نفر کافی است. آنان تخمین زده‌اند که کانال‌های خورشیدی حدود ۱۳ مگاوات انرژی تولید می‌کنند که تقریبا نیمی از ظرفیت تجدیدپذیر تازه‌ای است که دولت برای رسیدن به هدف خود به منظور تولید ۶۰ درصد برق از منابع پاک تا سال ۲۰۳۰ میلادی به آن نیاز دارد.

در ماه فوریه، دپارتمان منابع آب کالیفرنیا کمک هزینه‌ای ۲۰ میلیون دلاری به تیم بیلز برای ساخت نمونه اولیه اعطا کرد که ۲۵۹۰ متر کانال را در منطقه آبیاری تورلاک در دره سن خواکین پوشش می‌دهد. Solar AquaGrid توسعه دهنده این پروژه هم اکنون در حال طراحی این سیستم است و اولین بخش‌های آن احتمالا در مجموع حدود ۵ مگاوات تولید می‌کند و باید تا اوایل سال ۲۰۲۳ راه اندازی شود.

منطقه تورلاک برای ۴۷۰۰ کشاورز در وسعت ۱۵۰۰۰۰ هکتار آب تامین می‌کند. این منطقه هم چنین یک شرکت برق دولتی را کنترل می‌کند که به بیش از ۲۴۰۰۰۰ نفر خدمات‌رسانی می‌کند و به دنبال افزایش منابع انرژی‌های تجدیدپذیر خود است.

هدف از اجرای آزمایشی برنامه نصب کانال‌های خورشیدی آن است که مشاهده شود آیا کانال‌های خورشیدی می‌توانند کمک کنند تا هدف‌گذاری انرژی پاک در آن ایالت تحقق یابد یا خیر. بیلز می‌گوید که مقام‌های محلی هم چنین به طرح پروژه برای ایجاد ذخیره انرژی در پوشش‌های پنل علاقمند بودند که به منطقه اجازه می‌دهد در مواقعی که خورشید نمی‌تابد و عرضه کمتر است انرژی را در شبکه برق آزاد کند.

بیلز از دهه ۱۹۸۰ میلادی روی مسائل آب و هوایی کار کرده است و نیمه نخست زندگی حرفه‌ای خود را در دانشگاه آریزونا به پژوهش پرداخته است و به روند پیشرفت با سرعت کُند عادت کرده است. با این وجود، او می‌گوید که در نهایت در کالیفرنیا جایی که در سال ۲۰۰۳ میلادی به آنجا نقل مکان کرد شتابی را در مورد راه حل‌های آب و هوایی مشاهده می‌کند.

او می‌افزاید: «من فکر می‌کردم اینجا بهترین مکان برای پیشبرد راه‌حل‌ها است: ما فناوری داریم، ما بودجه داریم، ما اقتصاد داریم و ما در بیش‌تر موارد اراده سیاسی داریم. اگر کالیفرنیا نتواند جهان را نجات دهد مطمئن نیستم چه کسی و کدام ناحیه می‌تواند این کار را انجام دهد».

بیلز در دو دهه گذشته ریاست موسسه تحقیقاتی سیرا نوادا را برعهده داشته و تلاش کرده است تا درک کند که چگونه تغییرات آب و هوایی بر سیستم آبی در آن منطقه تاثیر می‌گذارند و چگونه مقاومت جنگل‌های کوهستانی به خشکی با تغییر آب و هوای کالیفرنیا تغییر می‌کند. اکنون آن موسسه جایی که او مدیر مشترک آن است در تلاش است تا دانشمندان را با منابع مالی مرتبط کند تا احیای فوری جنگل‌ها را انجام دهند.

پروژه کانال‌های خورشیدی بخشی از مرحله‌ای تازه در حرفه او است که بیش‌تر بر روی راه حل‌ها تمرکز می‌کند و نه بر روی پژوهش. او دریافته که کلید اقدامات اقلیمی حوزه‌ای است که اغلب با دانشمندان مرتبط نیست: ارتباطات.

او می‌گوید: «برای ارائه پروژه‌هایی که نیاز‌های متعدد را برآورده سازند باید بسیاری از آژانس‌های مختلف ایالتی و محلی با یکدیگر کار کنند. بنابراین، من به عنوان یک مهندس اینجا هستم و در این مرحله از حرفه‌ام سعی می‌کنم مردم را وادار کنم که با یکدیگر صحبت کنند».

به نظر می‌رسد این شیوه کارآمد بوده است. پس از انتشار نتیجه پژوهش در سال ۲۰۲۱ میلادی بیلز با انبوهی از تماس رسانه ها، مقام‌های محلی و حتی کارکنان سنای امریکا مبنی بر ابراز علاقه به ساخت کانال‌های خورشیدی مواجه شد.

این شور و شوق منطقی است: برای دستیابی به اهداف بلندپروازانه دولت بایدن، انرژی خورشیدی باید به سرعت افزایش یابد و از ۲.۸ درصد الکتریسیته ایالات متحده امروز به ۴۵ درصد تا سال ۲۰۵۰ برسد که به مساحت زمینی دو برابر ماساچوست نیاز دارد. با این وجود، ارزیابی‌ها نشان می‌دهند این گسترش ممکن است با برنامه دولت برای حفاظت از ۳۰ درصد از اراضی و آب‌های کشور تا سال ۲۰۳۰ میلادی در تضاد باشد.

در حال حاضر، این موضوع باعث ایجاد اصطکاک در رابطه بیلز با دولت‌های محلی و فعالان شده است که با پروژه‌های تگزاس تا مین به دلیل نگرانی‌هایی از جمله از دست دادن زمین‌های کشاورزی و زیستگاه‌های حیات وحش مخالفت کرده اند.

پوشش قنات‌ها می‌تواند از چنین تاثیراتی جلوگیری کند و در عین حال به نیاز‌های خورشیدی کشور کمک کند. هم چنین، این پروژه همراه با صرفه جویی‌ای که در مصرف آب موجب می‌شود و آن هم در زمانی رخ می‌دهد که خشکسالی‌ها در سراسر غرب ایالات متحده بدتر شده امری مهم به نظر می‌رسد. بیلز می‌گوید، اما تا رسیدن کانال‌های خورشیدی به مقیاسی که مقاله سال ۲۰۲۱ متصور شده راه زیادی در پیش است و به گفته او تمام کانال‌های 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 کرد پروژه‌های دیگری را در این دوره راه اندازی کند. او این اقدامات را پیش از آن که مقام‌های ایالت تصمیم بگیرند که تا چه حد خواستار دنبال این ایده هستند انجام خواهد داد.

بیلز می‌گوید که مشکل بالقوه در این است که مطمئن شویم شرکت‌های برق هم چنان می‌توانند برای انجام تعمیرات به کانال‌ها دسترسی دارند. بیلز می‌گوید این تیم در حال آزمایش طرح‌های مدولار هستند تا امکان حذف موقت بخش‌هایی از سیستم را فراهم کنند.

او اضافه می‌کند که پوشش پنل در وهله نخست باید نیاز به نگهداری را کاهش دهد: دور نگه داشتن نور خورشید از کانال باعث کاهش رشد جلبک و علف‌های هرز و در نتیجه باعث کاهش نیاز به تصفیه آب مورد نیاز برای آشامیدن می‌شود. (تیم بیلز تاثیر قابل توجهی که این پروژه بر پرندگان آبی که به نوشیدن آب از کانال‌های آبیاری شهرت دارند را پیش بینی نمی‌کنند، اما یک نماینده از انجمن ملی اودبان (نامگذاری این انجمن به یاد جان اودبان پرنده‌شناس و نقاش امریکایی صورن گرفته است) یک سازمان غیرانتفاعی حفاظت از پرندگان به آنان کمک می‌کند تا این موضوع را در خلال اجرای آزمایشی طرح مورد نظارت قرار دهد).

چالش بزرگتر، مانند بسیاری از راه حل‌های آب و هوایی، در نشان دادن مقرون به صرفه بودن کانال‌های خورشیدی نهفته است. فرآیند نصب پنل‌ها روی کانال‌ها با استفاده از خرپای فولادی یا کابل کششی گران‌تر از نصب پنل‌ها بر روی زمین خواهد بود و هزینه تولید انرژی را افزایش می‌دهد.

برای مطالعه سال ۲۰۲۱ میلادی، نویسندگان مقاله تخمین زدند که نصب پانل‌ها بر روی کانال‌ها با استفاده از خرپای فولادی به معنای میانگین کل هزینه پروژه حدود ۲.۰۲ دلار به ازای هر وات است و برای پنل‌هایی که با استفاده از کابل‌های کششی نصب شده‌اند ۱.۸۲ دلار در هر وات خواهد بود. این مقدار کمی بیش‌تر از برآورد ۱.۶۶ دلار در هر وات پنل‌های معمولی روی زمین کنار کانال‌ها است.

با این وجود، بیلز خاطر نشان می‌سازد که برآورد زمینی شامل قیمت زمین نمی‌شود. او می‌گوید زمانی که صرفه جویی در هزینه‌های ناشی ازعدم استفاده از زمین‌های کشاورزی، اجتناب از اتلاف آب و نگهداری در نظر گرفته می‌شود. پنل‌های نصب شده در کانال «بسیار رقابتی» خواهند بود. او می‌افزاید: «هنوز ناشناخته‌هایی وجود دارد. آیا قرار است ۵ درصد بیش‌تر از پیش بینی ما هزینه داشته باشد؟ ۱۰ درصد بیش تر؟ یا برآورد هزینه ما خیلی زیاد است؟ ما این را متوجه خواهیم شد».