Energia solară plutitoare ar putea ajuta la combaterea schimbărilor climatice
#Postat de Antoniu Lovin on iunie 10, 2022
Acoperirea a 10% din rezervoarele hidroenergetice ale lumii cu „floatovoltaice” ar instala atât capacitatea electrică cât este disponibilă în prezent pentru centralele pe combustibili fosili. Dar impacturile sociale și de mediu trebuie evaluate. Panourile solare trebuie instalate pe zone vaste din întreaga lume pentru a decarboniza electricitatea. Până în 2050, Statele Unite ar putea avea nevoie de până la 61.000 de kilometri pătrați de panouri solare – o suprafață mai mare decât Țările de Jos. Națiunile cu terenuri rare, cum ar fi Japonia și Coreea de Sud, ar putea fi nevoite să-și dedice 5% din terenul fermelor solare. Întrebarea unde să pun aceste panouri nu este banală. Există o concurență acerbă pentru pământ, care este necesar și pentru producția de alimente și conservarea biodiversității. O soluție emergentă este instalarea de panouri solare plutitoare („floatovoltaice”) pe rezervoare. Ideea de floatovoltaic este foarte promițătoare și a existat o creștere rapidă a instalațiilor și a investițiilor. Dar există încă multe necunoscute despre impactul tehnologiei asupra mediului, împreună cu dimensiunile sale sociale, tehnice și economice. Aceste lacune de cunoștințe trebuie să fie completate cât mai curând posibil pentru a evita promiterea excesivă a beneficiilor acestei abordări sau ca lansarea acesteia să fie deraiată de blocaje neprevăzute.

Sursa foto: Valentyn Semenov/Alamy
Energia solară necesită un spațiu intensiv, necesitând de cel puțin 20 de ori mai multă suprafață decât centralele convenționale cu combustibili fosili pentru a produce un gigawatt (GW) de electricitate. Au fost propuse mai multe medii ca locații pentru instalații extinse, fiecare cu avantaje și dezavantaje. Deșerturile au soare amplu și nu au prea multă concurență pentru utilizarea terenului. Dar chiar și aici, există compromisuri. De exemplu, modelarea indică faptul că, în Sahara, culoarea întunecată a unor ramuri mari de panouri solare ar modifica temperaturile locale și tiparele fluxului de aer global în moduri care ar putea provoca secete în Amazon, pierderea gheții marine în Arctic și multe altele. Dezvoltarea energiei solare în deșertul Mojave din sud-vestul SUA a redus acoperirea cactusilor care sunt importante din punct de vedere cultural pentru nativii americani rezidenți. Și din punct de vedere logistic, poate fi dificil să transporti energie din regiunile deșertice îndepărtate până acolo unde este nevoie.
Domeniile agricole sunt o altă posibilitate promițătoare, dar cercetătorii abia încep să înțeleagă cum va afecta producția alimentară împerecherea panourilor solare cu culturile în sisteme „agrivoltaice”. Acoperișurile, parcările și autostrăzile sunt, de asemenea, opțiuni bune, dar sunt limitate la scară. Plasarea rețelelor solare pe rezervoare ar putea avea multe avantaje. Rețelele sunt pur și simplu panouri solare convenționale instalate pe flotoare care sunt ancorate prin linii de acostare.
Apropierea de apă tinde să le păstreze rece, făcând panourile plutitoare cu aproximativ 5% mai eficiente decât cele de pe uscat. Rețelele protejează suprafața de soare și pot reduce evaporarea, reținând apa pentru hidroenergie, băut și irigare. Rezervoarele hidroenergetice au deja infrastructura de rețea pentru a transporta energie electrică către consumatori, reducând costurile de transport. Asocierea energiei solare cu hidroenergie cu acumulare prin pompare ar putea aborda două provocări de a furniza energie atunci când lumina soarelui este slabă și de a o stoca ca energie potențială în rezervoare atunci când producția de energie solară este mare. Floatovoltaica ar putea reduce, de asemenea, intensitatea carbonului – emisiile pe unitatea de energie produsă – ale unor operațiuni hidroenergetice. Multe hidrocentrale au emisii scăzute de carbon ca și alte surse regenerabile. Dar pentru unele proiecte, atât de mult metan – un gaz cu efect de seră puternic – este eliberat din materia vegetală scufundată în descompunere, încât pot emite la fel de mult carbon pe unitate de energie ca și centralele electrice cu combustibili fosili10. Pentru unele dintre aceste site-uri, amplasarea panourilor solare pe doar 2% din suprafața rezervorului ar putea dubla producția de electricitate, reducând astfel la jumătate intensitatea carbonului – care este o măsură importantă în politica climatică.
Provocările tehnice ar putea crește costurile pentru dezvoltatori.
Sursa foto: Valentyn Semenov/Alamy
Încrustarea panourilor cu fecalele de păsări și biofilmele microbiene este probabil să fie mai problematică pe apă decât pe pământ și ar putea reduce producția fotovoltaică. Poate fi necesară curățarea frecventă, necesitând acces ușor și sigur la panouri. Vremea nefavorabilă este un alt factor. La latitudini mari, formarea și ruperea stratului de gheață creează forțe mari, imprevizibile, ceea ce duce la provocări operaționale și de întreținere – așa cum este cazul unui sistem floatovoltaic construit în provincia Heilongjiang din nord-estul Chinei. În regiunile afectate de ciclonii tropicali, vânturile puternice pot crea valuri și pot provoca daune. În 2019, de exemplu, un taifun a lovit un proiect floatovoltaic pe barajul Yamakura din Japonia; panourile s-au îngrămădit în vânt și au aprins un foc. Nivelurile variabile ale apei pot fi, de asemenea, o provocare. De exemplu, lacurile Mead și Powell se află la mai mult de 40 de metri sub nivelul maxim, în urma secetelor persistente din sud-vestul Statelor Unite. Astfel de fluctuații ar putea fi agravate de schimbările climatice. Nevoile de alimentare cu apă potabilă și de irigare ar depăși probabil dorința de a menține niveluri stabile ale apei pentru floatovoltaice. Soluțiile de inginerie trebuie dezvoltate și luate în considerare în costurile proiectului. Planurile de abordare a acestor probleme trebuie făcute publice, astfel încât industria și societatea să poată trece rapid către practici reciproc acceptabile și o evaluare realistă a potențialului floatovoltaic. De asemenea, transparența ar spori încrederea investitorilor. Cercetătorii trebuie să modeleze costurile având în vedere condițiile de la fiecare amplasament și să documenteze rezultatele după ce proiectele mari sunt puse în aplicare. Sursa: nature.com
Jurnal FM 