По оценкам экспертов, если покрыть калифорнийские водные каналы солнечными батареями, то сгенерированной энергии хватит, чтобы обеспечивать ею целый Лос-Анджелес в течение почти года. Чем не умное решение? Но тут есть свои сложности.
РЕКЛАМА2015-й. Американский штат Калифорния уже четвёртый год подряд переживает засуху. Губернатор Джерри Браун решает принять беспрецедентные меры: сократить потребление воды в домах на 25% и ускорить переход энергосистемы на возобновляемые источники, с тем, чтобы получать из них половину неоходимых штату энергоресурсов.
Предприниматели Джордан Харрис и Робин Радж выступили с инициативой по решению проблем загрязнения и нерационального использования воды. Они предложили устанавливать солнечные батареи над ирригационными каналами. Тогда их идеями власти не заинтересовались.
Прошло восемь лет. В условиях аномальной жары, масштабных лесных пожаров, надвигающегося кризиса на реке Колорадо, а также с усилением борьбы с изменением климата, их компания Solar AquaGrid начала реализацию проекта по сроительству первого в США водного канала, покрытого солнечными батареями.
Давняя история вопроса
"Разве существует более насущная проблема, которой мы могли бы посвятить своё время?", - задаётся вопросом Харрис.
Идея проста: установить солнечные панели над каналами в регионах, страдающих от нехватки водных ресурсов. Это позволит уменьшить испарение и одновременно производить электроэнергию.
Исследование, проведённое Калифорнийским университетом, дало толчок к воплощению этой идеи в жизнь. По оценкам, 63 млрд. галлонов воды можно сэкономить, если покрыть 6 437 км каналов Калифорнии солнечными панелями, которые также могут генерировать 13 гигаватт электроэнергии. Этого достаточно, чтобы покрыть нужды энергопотребления всего Лос-Анджелеса с января по начало октября.
Но это пока лишь предположение. Эмпирически гипотеза ещё не была проверена. Эта задача стоит перед разработчиками проекта Nexus, реализация которого начнётся уже ближайшее время в Калифорнийской долине.
Бывший руководитель звукозаписывающей компании Харрис и специалист в сфере бизнес-планирования для устойчивого развития Радж решили, что исследование пользующегося авторитетом у властей Калифорнийского университета может помочь в продвижении их проекта. И были правы.
Результаты, опубликованные в 2021 году, привлекли внимание к инициативе губернатора Гэвина Ньюсома и секретаря Калифорнийского агентства природных ресурсов Уэйда Кроуфута.
Примерно в то же время ирригационный район Турлок, организация, которая также обеспечивает электроэнергию, обратилась в Калифорнийский университет в Мерседе. Он хотел построить солнечную электростанцию, чтобы выполнить поставленную штатом задачу по достижению 100-процентного уровня использования возобновляемых источников энергии к 2045 году. Но земля была очень дорогой, поэтому строительство на базе существующей инфраструктуры было привлекательным.
Примерно в то же время с университетом связалась компания по энергоснабжению Turlock Irrigation District. Руководство собиралось строить систему солнечных батарей, в соответствии с целями государства о полном переходе на во на возобновляемую энергию к 2045 году. Но так как земля в штате стоит дорого, проект покрытия панелями уже существующих каналов показался весьма практичным.
Ещё один аргумент в пользу инициативы: тень от панелей может сократить количество сорняков, растущих в каналах, - проблема, которая ежегодно обходится местному коммунальному предприятию в 1 млн долларов.
Власти штата выделили 20 млн долларов (18 млн евро) госсредств, превратив пилотный проект в проект долгосрочный, предполагающий трёхстороннее сотрудничество между игроками частного, государственного и научного секторов. Около 2,6 км каналов шириной от 20 до 110 футов будут покрыты солнечными панелями на высоте от 5 до 15 футов от земли.
По словам Брэнди Маккуин, ведущего научного сотрудника Калифорнийского Университета, планируется изучить различные факторы - от испарения до изменения качества воды.
Показательный пример Индии
Калифорния не первой решила использовать этот метод. Опередила её Индия, которая реализовала масштабный проект на канале Сардар-Саровар, он обеспечивает водой тысячи деревень в засушливых районах западного индийского штата Гуджарат.
Тогдашний глава местной администрации Нарендра Моди, а ныне премьер-министр страны, инаугурировал его в 2012 году. Инженерная компания Sun Edison обещала построить покрыть солнечными панелями 19 000 км каналов, но выполнила лишь малую часть своих обязательств: предприятие обанкротилось.
"Затраты очень высоки, и обслуживание - большая проблема", - объясняет Джайдип Пармар, инженер из штата Гуджарат, куратор проектов по строительству солнечных панелей.
Сложность конструкции - ещё одна причина, по которой эта технология не получила широкого распространения в Индии. Расположение панелей над каналом затрудняет доступ работникам техобслуживания и аварийным бригадам.
РЕКЛАМААвторы калифорнийского проекта побывали в Индии, чтобы перенять опыт иностранных коллег. Недочёты были учтены. Панели решено устанавливать гораздо выше, чем планировалось, и материалы для них выбрали на порядок качественнее.
Когда появятся крытые каналы?
Проект Nexus, возможно, недолго будет оставаться единственным в своём роде. Например, перспективу внедрения этих технологий изучают в Аризоне.
Однако инициаторам ещё придётся очень постараться, чтобы преодолеть скептицизм инженеров и чиновников. В этой сфере резкие перемены не слишком приветствуются, говорит член Палаты представителей Джаред Хаффман. Он добился выделения 25 млн. долл. (22 млн. евро) в рамках принятого в прошлом году Закона о мерах по снижению инфляции для финансирования ещё одного пилотного проекта. В настоящее время для его реализации ищут подходящее место.
А группа из более чем 100 организаций, выступающих в защиту климата, включая Центр биологического разнообразия и Гринпис, направила письмо министру внутренних дел Дебре Холанн с призывом "ускорить повсеместное внедрение солнечных фотоэлектрических энергетических систем" над каналами и акведуками.
РЕКЛАМАПокрытие всех 8000 миль каналов и акведуков, которые находятся в ведомстве Бюро мелиорации США, позволит "генерировать более 25 гигаватт зелёной энергии. Этого хватит, чтобы обеспечить ею почти 20 млн. домов, и сократить испарение воды на десятки миллиардов галлонов", - заверяет Хаффман.