Der Milliardärskommandant und zukünftige Space Crewmates verbinden sich während des Mount Rainier Trekkings

Die Unterhaltung

Die Installation von Sonnenkollektoren über den kalifornischen Kanälen könnte sich für Wasser, Land, Luft und Klima auszahlen

Das kalifornische Aquädukt, das Wasser mehr als 400 Meilen südlich von der Sierra Nevada transportiert, teilt sich, wenn es an der Grenze zwischen den Grafschaften Kern und Los Angeles in Südkalifornien eintritt. Der DWR-Klimawandel in Kalifornien und die Wasserknappheit stehen im Westen der USA im Vordergrund. Das Klima in der Region erwärmt sich, es herrscht eine mehrjährige Dürre und an vielen Orten wird die Grundwasserversorgung überfüllt. Westliche Staaten verfolgen viele Strategien, um sich diesen Belastungen anzupassen und sich auf die Zukunft vorzubereiten. Dazu gehören Maßnahmen zur Förderung der Entwicklung erneuerbarer Energien, zur Wassereinsparung und zur nachhaltigeren Bewirtschaftung von Natur- und Arbeitsflächen. Als Ingenieure, die an klimafreundlichen Lösungen arbeiten, haben wir in Kalifornien mit der sogenannten „Solarkanallösung“ eine einfache Win-Win-Situation für Wasser und Klima gefunden. Rund 4.000 Meilen Kanäle transportieren Wasser zu rund 35 Millionen Kaliforniern und 5,7 Millionen Morgen Ackerland im ganzen Bundesstaat. Das Abdecken dieser Kanäle mit Sonnenkollektoren würde die Verdunstung von kostbarem Wasser – einer der wichtigsten Ressourcen Kaliforniens – verringern und dazu beitragen, die Ziele des Staates für erneuerbare Energien zu erreichen und gleichzeitig Geld zu sparen. Wasser und Land schützen Kalifornien ist anfällig für Dürre, und Wasser ist ein ständiges Anliegen. Jetzt bringt das sich ändernde Klima heißeres, trockeneres Wetter. Schwere Dürreperioden in den letzten 10 bis 30 Jahren trockneten die Brunnen aus, veranlassten die Beamten, Wasserrestriktionen einzuführen, und führten zu massiven Waldbränden. Ab Mitte April 2021 war der gesamte Staat offiziell von Dürrebedingungen betroffen. Gleichzeitig hat Kalifornien ehrgeizige Schutzziele. Der Staat hat das Mandat, das Grundwasserpumpen zu reduzieren und gleichzeitig die Versorgung von Farmen, Städten, Wildtieren und Ökosystemen zuverlässig zu gewährleisten. Im Rahmen einer umfassenden Initiative zum Klimawandel wies Gouverneur Gavin Newsom die kalifornische Agentur für natürliche Ressourcen im Oktober 2020 an, die Bemühungen zur Erhaltung von 30% der Land- und Küstengewässer bis 2030 voranzutreiben. Der größte Teil des kalifornischen Regens und Schnees fällt im Winter nördlich von Sacramento 80% des Wasserverbrauchs findet in Südkalifornien statt, hauptsächlich im Sommer. Deshalb schlängeln sich Kanäle durch den Staat – es ist das größte derartige System der Welt. Wir schätzen, dass etwa 1 bis 2% des von ihnen transportierten Wassers durch Verdunstung unter der heißen kalifornischen Sonne verloren gehen. In einer kürzlich durchgeführten Studie haben wir gezeigt, dass durch das Abdecken aller 4.000 Meilen kalifornischer Kanäle mit Sonnenkollektoren jährlich mehr als 65 Milliarden Gallonen Wasser eingespart werden können, indem die Verdunstung verringert wird. Das reicht aus, um 50.000 Morgen Ackerland zu bewässern oder den Wasserbedarf von mehr als 2 Millionen Menschen zu decken. Durch die Konzentration von Solaranlagen auf bereits genutztes Land, anstatt sie auf unbebautem Land zu errichten, würde dieser Ansatz Kalifornien helfen, seine Ziele für eine nachhaltige Bewirtschaftung sowohl der Wasser- als auch der Landressourcen zu erreichen. Klimafreundlicher Strom Wenn die kalifornischen Kanäle mit Sonnenkollektoren beschattet werden, wird eine erhebliche Menge Strom erzeugt. Unsere Schätzungen zeigen, dass es eine Kapazität von 13 Gigawatt für erneuerbare Energien bereitstellen könnte, was etwa der Hälfte der neuen Quellen entspricht, die der Staat hinzufügen muss, um seine Ziele für sauberen Strom zu erreichen: 60% aus kohlenstofffreien Quellen bis 2030 und 100% erneuerbar bis 2045 Durch die Installation von Sonnenkollektoren über den Kanälen werden beide Systeme effizienter. Die Sonnenkollektoren würden die Verdunstung aus den Kanälen reduzieren, insbesondere in heißen kalifornischen Sommern. Und weil sich Wasser langsamer erwärmt als Land, könnte das unter den Paneelen fließende Kanalwasser sie um 10 ° F abkühlen und die Stromerzeugung um bis zu 3% steigern. Diese Panels könnten auch in vielen Teilen Kaliforniens lokal Strom erzeugen und so sowohl Übertragungsverluste als auch Kosten für die Verbraucher senken. Die Kombination von Solarenergie mit Batteriespeicher kann zum Aufbau von Mikronetzen in ländlichen Gebieten und unterversorgten Gemeinden beitragen und das Stromnetz effizienter und widerstandsfähiger machen. Dies würde das Risiko von Stromausfällen aufgrund von extremem Wetter, menschlichem Versagen und Waldbränden verringern. Wir schätzen, dass die Kosten für die Überbrückung von Kanälen mit Sonnenkollektoren höher sind als für den Bau bodenmontierter Systeme. Als wir jedoch einige der Vorteile hinzufügten, wie z. B. die Vermeidung von Landkosten, Wassereinsparungen, die Minderung von Wasserunkräutern und die Verbesserung der PV-Effizienz, stellten wir fest, dass Solarkanäle eine bessere Investition darstellen und Strom liefern, der über die Lebensdauer der Solarenergie weniger kostet Installationen. Über Kanälen installierte Sonnenkollektoren erhöhen die Effizienz beider Systeme. Brandi McKuin, CC BY-ND Vorteile für das Land Bei Solarkanälen geht es um viel mehr als nur um die Erzeugung erneuerbarer Energie und die Einsparung von Wasser. Der Bau dieser langen, dünnen Solaranlagen könnte verhindern, dass mehr als 80.000 Morgen Ackerland oder natürlicher Lebensraum für Solarparks umgewandelt werden. Kalifornien baut Lebensmittel für eine ständig wachsende Weltbevölkerung an und produziert mehr als 50% der Früchte, Nüsse und Gemüse, die US-Verbraucher essen. Bis zu 50% der neuen Kapazität für erneuerbare Energien zur Erreichung der Dekarbonisierungsziele könnten jedoch in landwirtschaftlichen Gebieten, einschließlich großer Teile erstklassigen Ackerlandes, angesiedelt sein. Solarkanalanlagen werden auch Wildtiere, Ökosysteme und kulturell wichtiges Land schützen. Große Sonnenentwicklungen können zum Verlust, zur Verschlechterung und zur Fragmentierung des Lebensraums führen, wodurch bedrohte Arten wie die Schildkröte der Mojave-Wüste geschädigt werden können. Sie können auch Pflanzengemeinschaften in der Wüste schädigen, einschließlich Pflanzen, die für indigene Stämme kulturell wichtig sind. Beispielsweise zerstörte der Bau des Genesis Solar Energy Center in den Wüsten Sonora und Mojave in den Jahren 2012 bis 2014 Wanderwege und Grabstätten und beschädigte wichtige kulturelle Artefakte, was zu langwierigen Rechtsstreitigkeiten führte. [Get the best of The Conversation, every weekend. Sign up for our weekly newsletter.] Luftreinigung Durch die Erzeugung von sauberem Strom können Solarkanäle die Luftqualität verbessern – ein ernstes Problem in Zentralkalifornien, wo einige der schmutzigsten Luft in den USA vorhanden sind. Solarstrom könnte dazu beitragen, partikelspeiende Dieselmotoren aus dem Verkehr zu ziehen, die Wasser durch die landwirtschaftlichen Täler Kaliforniens pumpen. Es könnte auch dazu beitragen, eine wachsende Anzahl von elektrischen Leicht- und Schwerlastfahrzeugen aufzuladen, die Menschen und Güter im ganzen Staat bewegen. Ein weiterer Vorteil wäre die Eindämmung von Wasserunkräutern, die Kanäle verstopfen. In Indien, wo Entwickler seit 2014 Solarkanäle bauen, begrenzt der Schatten der Paneele das Wachstum von Unkräutern, die die Kanalisation blockieren und den Wasserfluss einschränken. Die Bekämpfung dieser Unkräuter mit Herbiziden und mechanischer Ausrüstung ist teuer, und Herbizide bedrohen die menschliche Gesundheit und die Umwelt. Für große, 100 Fuß breite Kanäle in Kalifornien schätzen wir, dass durch das Beschatten von Kanälen etwa 40.000 US-Dollar pro Meile eingespart werden könnten. Bundesweit könnten Einsparungen von 69 Millionen US-Dollar pro Jahr erzielt werden. Künstler-Rendering eines Solarkanalsystems für Kalifornien. Solar Aquagrid LLC, CC BY-ND Bringen von Solarkanälen nach Kalifornien Während Indien Solarkanäle über Kanälen gebaut hat und die USA schwimmende Solarprojekte entwickeln, fehlen in Kalifornien Prototypen, um vor Ort zu studieren. Derzeit laufen Gespräche über große und kleine Demonstrationsprojekte im Central Valley und in Südkalifornien. Der Bau von Prototypen würde Betreibern, Entwicklern und Regulierungsbehörden helfen, Entwürfe zu verfeinern, Umweltauswirkungen zu bewerten, Projektkosten und -nutzen zu messen und die Leistung dieser Systeme zu bewerten. Mit mehr Daten können Planer Strategien für die landesweite Ausweitung von Solarkanälen und möglicherweise im gesamten Westen ausarbeiten. Es wird ein Dutzend oder mehr Partner brauchen, um ein Solarkanalprojekt in Kalifornien zu planen, zu finanzieren und durchzuführen. Zu den öffentlich-privaten Partnerschaften gehören wahrscheinlich Bundes-, Landes- und Kommunalbehörden, Projektentwickler und Universitätsforscher. Kaliforniens alternde Energieinfrastruktur hat zu katastrophalen Waldbränden und mehrtägigen Ausfällen beigetragen. Der Bau intelligenter Solarentwicklungen auf Kanälen und anderen gestörten Flächen kann die Strom- und Wasserinfrastruktur widerstandsfähiger machen, Wasser sparen, Kosten senken und zur Bekämpfung des Klimawandels beitragen. Wir glauben, dass dies ein Modell ist, das im ganzen Land und auf dem ganzen Planeten in Betracht gezogen werden sollte. Dieser Artikel wurde von The Conversation, einer gemeinnützigen Nachrichtenseite, die sich dem Austausch von Ideen von akademischen Experten widmet, erneut veröffentlicht. Es wurde geschrieben von: Roger Bales, Universität von Kalifornien, Merced und Brandi McKuin, Universität von Kalifornien, Santa Cruz. Lesen Sie mehr: Junge kalifornische Viehzüchter suchen nach neuen Wegen, um Vieh zu züchten und das Land zu verbessern. Der US-amerikanische Stromsektor ist auf halbem Weg zu null CO2-Emissionen. Nichts zu offenbaren. Roger Bales arbeitet nicht für ein Unternehmen, konsultiert, besitzt Anteile an einem Unternehmen oder erhält keine Finanzierung von diesem Organisation, die von diesem Artikel profitieren würde und über ihre akademische Ernennung hinaus keine relevanten Zugehörigkeiten offengelegt hat.

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