Πηγή:yale.edu
Τα ηλιακά αγροκτήματα πολλαπλασιάζονται σε μη ανεπτυγμένη γη, βλάπτοντας συχνά τα οικοσυστήματα. Αλλά η τοποθέτηση ηλιακών κουβέρτων σε μεγάλους χώρους στάθμευσης προσφέρει μια σειρά από πλεονεκτήματα - χρήση γης που έχει ήδη καθαριστεί, παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας κοντά σε αυτούς που το χρειάζονται, ακόμη και σκίαση αυτοκινήτων.
βρίσκεστε στο Ορλάντο της Φλόριντα και μπορεί να παρατηρήσετε μια συστοιχία ηλιακής ενέργειας 22-στρέμματος σε σχήμα κεφαλιού του Μίκυ Μάους σε ένα χωράφι ακριβώς δυτικά του Disney World. Σε κοντινή απόσταση, η Disney διαθέτει επίσης ένα ηλιακό αγρόκτημα 270-στρέμματος συμβατικού σχεδιασμού σε πρώην οπωρώνες και δασικές εκτάσεις. Παρκάρετε το αυτοκίνητό σας σε οποιαδήποτε από τις 32,{3}} θέσεις στάθμευσης της Disney, από την άλλη πλευρά, και δεν θα δείτε ένα κουβούκλιο που παράγει ηλιακή ενέργεια (ή παρέχει σκιά) - ούτε κι αν πιάσετε έναν από τους προτιμώμενους χώρους για το οποίο οι επισκέπτες πληρώνουν έως και 50 $ την ημέρα.
Αυτό συμβαίνει συνήθως με τις ηλιακές συστοιχίες: Τις κατασκευάζουμε σε ανοιχτό χώρο και όχι σε ανεπτυγμένες περιοχές. Δηλαδή, καταλαμβάνουν συντριπτικά καλλιεργήσιμες εκτάσεις, άνυδρες εκτάσεις και λιβάδια, όχι στέγες ή χώρους στάθμευσης, σύμφωνα με μια παγκόσμια απογραφή που δημοσιεύθηκε τον περασμένο μήνα στοΦύση. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, για παράδειγμα, περίπου το 51 τοις εκατό των ηλιακών εγκαταστάσεων σε κλίμακα κοινής ωφέλειας βρίσκονται σε ερήμους. Το 33 τοις εκατό είναι σε καλλιεργήσιμες εκτάσεις. και το 10 τοις εκατό είναι σε λιβάδια και δάση. Μόλις το 2,5 τοις εκατό της ηλιακής ενέργειας των ΗΠΑ προέρχεται από αστικές περιοχές.
Το επιχείρημα για να γίνει αυτό με αυτόν τον τρόπο μπορεί να φαίνεται επιτακτικό: Είναι φθηνότερο να χτίζεις σε μη ανεπτυγμένη γη παρά σε στέγες ή σε χώρους στάθμευσης. Και η κατασκευή εναλλακτικών πηγών ενέργειας γρήγορα και φθηνά είναι κρίσιμη στον αγώνα για την αντικατάσταση των ορυκτών καυσίμων και την αποτροπή της καταστροφικής κλιματικής αλλαγής. Είναι επίσης πιο εύκολο να διαχειριστείτε μερικά μεγάλα ηλιακά πάρκα σε ένα ανοιχτό τοπίο από χίλια μικρά διάσπαρτα σε αστικές περιοχές.
Παρά την πράσινη εικόνα, η εγκατάσταση ηλιακών εγκαταστάσεων σε μη ανεπτυγμένη γη συχνά δεν είναι πολύ καλύτερη από την τοποθέτηση υποδιαιρέσεων εκεί.
Αλλά αυτό δεν το κάνει απαραίτητα πιο έξυπνο. Η υπανάπτυκτη γη είναι ένας πόρος που μειώνεται ταχέως και αυτό που απομένει είναι υπό πίεση για την παροχή μιας σειράς άλλων υπηρεσιών που χρειαζόμαστε από τον φυσικό κόσμο - καλλιέργεια τροφής, προστασία της άγριας ζωής, αποθήκευση και καθαρισμός νερού, πρόληψη της διάβρωσης και δέσμευση άνθρακα, μεταξύ άλλων. Και αυτή η πίεση εντείνεται γρήγορα. Μέχρι το 2050, σε ένα εύλογο σενάριο από το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL), η παροχή ηλιακής ενέργειας για όλες τις ηλεκτρικές μας ανάγκες θα μπορούσε να απαιτεί επίγεια ηλιακή ενέργεια στο 0,5 τοις εκατό της συνολικής χερσαίας έκτασης των Ηνωμένων Πολιτειών. Για να θέσουμε αυτόν τον αριθμό στην προοπτική, ο ανώτερος ερευνητής του NREL, Robert Margolis, λέει ότι είναι "λιγότερο έδαφος από αυτό που ήδη αφιερώνουμε στην καλλιέργεια αιθανόλης καλαμποκιού για βιοκαύσιμα".
Λειτουργεί, ωστόσο, σε 10,3 εκατομμύρια στρέμματα. Επειδή είναι πιο αποτελεσματική η παραγωγή ενέργειας κοντά στους πελάτες, ορισμένες πολιτείες θα μπορούσαν να καταλήξουν με έως και 5 τοις εκατό της συνολικής χερσαίας έκτασής τους - και το 6,5 τοις εκατό στο μικρό Rhode Island - κάτω από επίγειες ηλιακές συστοιχίες, σύμφωνα με τη μελέτη NREL. Εάν ζητήσουμε επίσης την ηλιακή ενέργεια για τη διαχείριση ολόκληρου του στόλου αυτοκινήτων της χώρας, λέει ο Μαργκόλης, αυτό προσθέτει άλλα 5 εκατομμύρια στρέμματα. Είναι ακόμα λιγότερο από τα μισά από τα 31 εκατομμύρια στρέμματα καλλιεργήσιμης γης που καταναλώθηκαν το 2019 για την καλλιέργεια καλαμποκιού για αιθανόλη, ένα διαβόητα αναποτελεσματικό φάρμακο για την κλιματική αλλαγή.
Παρά την πράσινη εικόνα, η εγκατάσταση ηλιακών εγκαταστάσεων σε μη ανεπτυγμένη γη συχνά δεν είναι πολύ καλύτερη από την τοποθέτηση υποδιαιρέσεων εκεί. Οι προγραμματιστές τείνουν να καταστρέφουν τοποθεσίες, "αφαιρώντας όλη την υπέργεια βλάστηση", λέει η Rebecca Hernandez, οικολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Davis. Αυτό είναι κακό για τα έντομα και τα πουλιά που τρέφονται με αυτά. Στις νοτιοδυτικές ερήμους όπου κατασκευάζονται πλέον τα περισσότερα ηλιακά πάρκα των ΗΠΑ, οι απώλειες μπορεί επίσης να περιλαμβάνουν "θάμνους κρεόσωτου 1 έτους και γιούκας 100-χρόνων" ή χειρότερα. Το προτεινόμενο 530-μεγαβάτ Aratina Solar Project γύρω από το Boron της Καλιφόρνια, για παράδειγμα, θα καταστρέψει σχεδόν 4.300 δυτικά δέντρα Joshua, ένα είδος που κινδυνεύει, κατά ειρωνεία, από την ανάπτυξη και την κλιματική αλλαγή. (Αυτή τη στιγμή εξετάζεται το καθεστώς προστασίας από το κράτος.) Στην Καλιφόρνια, οι χελώνες της ερήμου που απειλούνται με εξαφάνιση καταλήγουν να μετατοπίζονται, με άγνωστα αποτελέσματα, λέει ο Hernandez. Και η τάση συγκέντρωσης ηλιακών εγκαταστάσεων στις ζώνες προστασίας γύρω από προστατευόμενες περιοχές μπορεί να μπερδέψει τα πουλιά και άλλα άγρια ζώα και να περιπλέξει τους μεταναστευτικούς διαδρόμους.
Αντίθετα, η ελκυστικότητα των χώρων στάθμευσης και των στεγών είναι ότι είναι άφθονα, κοντά στους πελάτες, σε μεγάλο βαθμό αναξιοποίητα για την παραγωγή ηλιακής ενέργειας και σε γη που έχει ήδη αφαιρεθεί μεγάλο μέρος της βιολογικής τους αξίας.
Ένα τυπικό υπερκέντρο Walmart, για παράδειγμα, έχει ένα πάρκινγκ πέντε στρεμμάτων και είναι έρημο, ειδικά αν πρέπει να ιδρώσεις πέρα από αυτό κάτω από έναν ήλιο που αναβράζει την άσφαλτο. Τοποθετήστε ένα κουβούκλιο από πάνω του, ωστόσο, και θα μπορούσε να υποστηρίξει μια ηλιακή συστοιχία τριών μεγαβάτ, σύμφωνα με μια πρόσφατη μελέτη που συντάχθηκε από τον Joshua Pearce του Western University στο Οντάριο. Εκτός από την παροχή ρεύματος στο κατάστημα, στη γειτονική κοινότητα ή στα αυτοκίνητα που βρίσκονται από κάτω, λέει ο Pearce, ο θόλος θα σκίαζε τους πελάτες - και θα τους κρατούσε να ψωνίζουν περισσότερο, καθώς οι μπαταρίες του αυτοκινήτου τους γεμίζουν. Αν η Walmart το έκανε αυτό και στα 3.571 από τα υπερκέντρά της στις ΗΠΑ, η συνολική χωρητικότητα θα ήταν 11,1 γιγαβάτ ηλιακής ενέργειας - περίπου ισοδύναμη με δώδεκα μεγάλους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα. Λαμβάνοντας υπόψη τον χαρακτήρα μερικής απασχόλησης της ηλιακής ενέργειας, ο Pearce υπολογίζει ότι θα ήταν αρκετό για να κλείσουν οριστικά τέσσερις από αυτούς τους σταθμούς παραγωγής ενέργειας.
Και όμως τα ηλιακά στέγαστρα μόλις αρχίζουν να εμφανίζονται στην ατελείωτη έκταση των χώρων στάθμευσης αυτής της χώρας. Το σύστημα διαμετακόμισης της Ουάσιγκτον, DC, του μετρό, για παράδειγμα, μόλις συνήψε σύμβαση για την κατασκευή των πρώτων ηλιακών κουβούκλων του σε τέσσερις από τους χώρους στάθμευσης του σιδηροδρομικού σταθμού του, με προβλεπόμενη χωρητικότητα 12,8 μεγαβάτ. Το Διεθνές Αεροδρόμιο John F. Kennedy της Νέας Υόρκης κατασκευάζει τώρα το πρώτο του, ένα κουβούκλιο 12,3 μεγαβάτ που κοστίζει 56 εκατομμύρια δολάρια. Το Περιφερειακό Αεροδρόμιο Έβανσβιλ (Ιντιάνα), ωστόσο, διαθέτει ήδη δύο, καλύπτοντας 368 θέσεις στάθμευσης, με κόστος 6,5 εκατομμύρια δολάρια. Σύμφωνα με έναν εκπρόσωπο, ο ηλιακός θόλος κέρδισε $310,000 το πρώτο έτος λειτουργίας του, με βάση την premium τιμολόγηση αυτών των χώρων και την πώληση ηλεκτρικής ενέργειας σε τιμές χονδρικής στην τοπική εταιρεία κοινής ωφέλειας.
Το Πανεπιστήμιο Rutgers κατασκεύασε μία από τις μεγαλύτερες εγκαταστάσεις ηλιακού πάρκινγκ στη χώρα στην πανεπιστημιούπολη του στο Piscataway, στο New Jersey, με αποτύπωμα 32-στρέμματος, απόδοση 8-μεγαβάτ και ένα επιχειρηματικό σχέδιο που ο διευθυντής εξοικονόμησης ενέργειας της πανεπιστημιούπολης ονομάζεται "αρκετά θετικό σε μετρητά από την αρχή." Μια νέα μελέτη του Yale School of the Environment διαπιστώνει ότι τα ηλιακά στέγαστρα σε χώρους στάθμευσης θα μπορούσαν να παρέχουν το ένα τρίτο της ενέργειας του Κονέκτικατ, να βοηθήσουν στην επίτευξη του στόχου του κυβερνήτη για έναν ηλεκτρικό τομέα μηδενικών εκπομπών άνθρακα έως το 2040 και παρεμπιπτόντως να υπηρετήσουν την περιβαλλοντική δικαιοσύνη μειώνοντας το φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας . Μέχρι στιγμής, ωστόσο, υπάρχουν λίγα τέτοια στέγαστρα στο Κονέκτικατ, σύμφωνα με τον Kieren Rudge, τον συγγραφέα της μελέτης.
Τα νέα κρατικά κίνητρα θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην κατασκευή ηλιακών αγροκτημάτων σε χωματερές ή κλειστές χωματερές και όχι σε πιο εύθραυστα οικοσυστήματα.
Ένας λόγος που τέτοιες εγκαταστάσεις εξακολουθούν να είναι σπάνιες είναι ότι η κατασκευή ηλιακής ενέργειας σε ανεπτυγμένη γη μπορεί να κοστίσει από δύο έως πέντε φορές περισσότερο από ό,τι σε ανοιχτό χώρο. Για ένα στέγαστρο πάρκινγκ, λέει ο Pearce, "εξετάζετε πιο ουσιαστικό δομικό χάλυβα με μια αρκετά σημαντική βάση από σκυρόδεμα." Είναι σαν να στήνουμε ένα κτίριο χωρίς τους τοίχους. Για μια δημόσια εταιρεία που καθορίζεται στα τριμηνιαία αποτελέσματα, ο χρόνος απόσβεσης των 10 ή 12 ετών μπορεί επίσης να φαίνεται αποθαρρυντικά μεγάλος. Αλλά αυτός είναι ο λάθος τρόπος για να το δούμε, λέει ο Pearce. "Αν μπορώ να σας δώσω απόδοση μεγαλύτερη του τεσσάρων τοις εκατό σε μια εγγυημένη επένδυση υποδομής που θα διαρκέσει τουλάχιστον για 25 χρόνια", αυτή είναι μια έξυπνη επένδυση. Είναι επίσης δυνατό να αποφευχθεί πλήρως το προκαταβολικό κόστος, καθώς μια επιχείρηση τρίτου μέρους ή ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός πληρώνει για την εγκατάσταση στο πλαίσιο μιας συμφωνίας αγοράς ενέργειας.
Ένας άλλος λόγος για την επίμονη έλλειψη, σύμφωνα μεBlocking The Sun, μια έκθεση του 2017 από την Environment America, έναν συνασπισμό κρατικών περιβαλλοντικών ομάδων με έδρα το Ντένβερ, αναφέρει ότι τα συμφέροντα των επιχειρήσεων κοινής ωφέλειας και των ορυκτών καυσίμων έχουν επανειλημμένα υπονομεύσει τις κυβερνητικές πολιτικές που θα ενθάρρυναν την ηλιακή ενέργεια σε στέγες και πάρκινγκ. Αυτή η έκθεση περιέγραφε λόμπι κατά της ηλιακής ενέργειας από το Edison Electric Institute, που αντιπροσωπεύει δημόσια επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας. το Αμερικανικό Συμβούλιο Νομοθετικών Ανταλλαγών (ALEC), μια ομάδα λόμπι γνωστή για την εισαγωγή της δεξιάς γλώσσας στους νόμους του κράτους. οι Αμερικανοί για την Ευημερία που χρηματοδοτήθηκαν από τον Κοχ. και η Consumer Energy Alliance, μια ομάδα εμπρός ορυκτών καυσίμων και χρησιμότητας, μεταξύ άλλων.
Ρίχνοντας Σκιά, μια έκθεση του 2018 από το Κέντρο Βιολογικής Ποικιλότητας, έδωσε αποτυχία σε 10 πολιτείες για πολιτικές που αποθαρρύνουν ενεργά την ηλιακή ενέργεια στον τελευταίο όροφο. Αυτές οι πολιτείες - η Αλαμπάμα, η Φλόριντα, η Τζόρτζια, η Ιντιάνα, η Λουιζιάνα, η Οκλαχόμα, το Τενεσί, το Τέξας, η Βιρτζίνια και το Ουισκόνσιν - αντιπροσωπεύουν το ένα τρίτο του ηλιακού δυναμικού των στέγων της χώρας, αλλά παρείχαν μόλις το 7,5 τοις εκατό το 2017. Συνήθως δυσκολεύουν τους ιδιοκτήτες σπιτιού ή ιδιοκτήτες ακινήτων να εγκαταστήσουν ηλιακό και να το συνδέσουν στο δίκτυο ή απαγορεύουν σε τρίτους να πληρώσουν για την εγκατάσταση. Οι περισσότεροι στερούνται επίσης μια πολιτική net-metering, ή με άλλο τρόπο περιορίζουν τη δυνατότητα των ηλιακών πελατών να τροφοδοτούν την υπερβολική ενέργεια που παράγουν την ημέρα στο δίκτυο, ώστε να πιστώνεται έναντι αυτής που παίρνουν πίσω άλλες φορές. Τα περισσότερα στερούνται επίσης πρότυπα χαρτοφυλακίου ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τα οποία θα απαιτούσαν από τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας να παράγουν ή να αγοράζουν ένα μέρος της ηλεκτρικής τους ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Είναι δυνατό να ανατραπούν τέτοιοι κανόνες. Το 2015, μια εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας στη Νεβάδα ώθησε την επιτροπή δημόσιας ωφέλειας να εγκρίνει μέτρα που τιμωρούν την ηλιακή ενέργεια στον τελευταίο όροφο. Μια αντίδραση των ψηφοφόρων σύντομα οδήγησε το νομοθετικό σώμα, με ομόφωνη ψηφοφορία, να παρακάμψει την επιτροπή και να αποκαταστήσει τους κανονισμούς υπέρ της ηλιακής ενέργειας. Οι ψηφοφόροι θα μπορούσαν επίσης να προχωρήσουν ένα βήμα παραπέρα και να πιέσουν τις πολιτείες και τις τοπικές κυβερνήσεις να ενθαρρύνουν την πιο έξυπνη εγκατάσταση ηλιακής ενέργειας, με φορολογικές ελαφρύνσεις για ηλιακή ενέργεια σε στέγες και στάθμευση, και επίσης, λέει η Rebecca Hernandez, για ηλιακές εγκαταστάσεις που ενσωματώνουν πολλαπλά τεχνικά και οικολογικά οφέλη.
Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει πρόσθετα κρατικά κίνητρα για την κατασκευή ηλιακών αγροκτημάτων σε ανοιχτόχρωμα χωράφια, κλειστές χωματερές ή υποβαθμισμένες γεωργικές εκτάσεις και όχι σε πιο εύθραυστα ή παραγωγικά οικοσυστήματα. Σύμφωνα με ένα 2019ΦύσηΜελέτη, τα υποβαθμισμένα εδάφη των ΗΠΑ καλύπτουν τώρα μια έκταση διπλάσια από την Καλιφόρνια, με το ηλιακό δυναμικό να παρέχει περισσότερο από το ένα τρίτο της ηλεκτρικής ενέργειας της χώρας. Θα μπορούσε επίσης να σημαίνει κίνητρα για νέες τεχνολογίες. Για παράδειγμα, τα «πλωτοβολταϊκά» - ηλιακά πάνελ που επιπλέουν σε κανάλια της ενδοχώρας, λιμνοθάλασσες λυμάτων και άλλα υδατικά συστήματα - είναι φθηνότερα στην κατασκευή και πιο αποτελεσματικά λόγω της φυσικής ψύξης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ωφελούν επίσης την άγρια ζωή, προσελκύοντας ερωδιούς, λαγωνικά, κορμοράνους και άλλα υδρόβια πτηνά, πιθανώς για να τραφούν με ψάρια που ελκύονται από τη σκιά από κάτω.
Πιο έξυπνα κίνητρα θα μπορούσαν επίσης να ισχύουν για τις γεωργικές εκμεταλλεύσεις - για παράδειγμα, στις ξηρές, ασύμφορες γωνιές χωραφιών με τεράστια συστήματα άρδευσης στο κέντρο, ή σε χωράφια που φυτεύονται με καλλιέργειες ανθεκτικές στη σκιά. Η Μασαχουσέτη έχει ήδη το πρώτο τέτοιο πρόγραμμα κινήτρων, που στοχεύει σε ηλιακές φάρμες σε συνδυασμό με φυτεύσεις επικονιαστών ή σχεδιασμένες για βοσκή από πρόβατα, καθώς και σε άλλες κατηγορίες διπλής χρήσης.
Είναι πιθανό να ακολουθήσουν περιορισμοί ζωνών στα ηλιακά πάρκα, ειδικά σε περιοχές που ήδη ανησυχούν για την απώλεια γεωργικής γης σε υποδιαιρέσεις. Αλλά είναι απίθανο. Οι πολιτείες είναι πιο πιθανό να ακολουθήσουν το παράδειγμα της Καλιφόρνια, όπου οι οικοδομικοί κώδικες «καθαρής μηδενικής ενέργειας», μαζί με τις οικονομικές πρακτικές, υπαγορεύουν πλέον ότι σχεδόν όλα τα νέα εμπορικά και οικιστικά κτίρια ενσωματώνουν ηλιακή ενέργεια από την αρχή. Σε αυτό το σενάριο, οι χώροι στάθμευσης, η μεγάλη εξάντληση των προϋπολογισμών λιανικής και η μάστιγα στο αστικό τοπίο, θα αρχίσουν αντ' αυτού καθυστερημένα να παίζουν τον ρόλο τους στην παραγωγή ενέργειας - και να σκιάζουν τον κόσμο, αν όχι να τον σώσουν.
