مظلات الطاقة السمشية في مواقف السيارات أكثر فائدة للبيئة
انتشار مزارع الطاقة الشمسية بالولايات المتحدة في الأراضي غير المطورة يضر بالنظم البيئة
تنتشر مزارع الطاقة الشمسية في الأراضي غير المطورة بالولايات المتحدة الأمريكية، مما يضر بالنظم البيئية في كثير من الأحيان، لكن وضع الستائر الشمسية في ساحات انتظار كبيرة يوفر مجموعة من المزايا – الاستفادة من الأرض التي تم تطهيرها بالفعل ، وإنتاج الكهرباء بالقرب من أولئك الذين يحتاجون إليها ، وحتى تظليل السيارات.
وذكر مقال للكاتب الأمريكي، ريتشارد كونيف، الحائز على جائزة مجلة ناشيونال، أن أورلاندو بولاية فلوريدا الأمريكية تحوى مجموعة طاقة شمسية تبلغ مساحتها 22 فدانًا على شكل رأس ميكي ماوس في حقل يقع غرب عالم ديزني ، في الجوار، يوجد لدى ديزني أيضًا مزرعة شمسية بمساحة 270 فدانًا ذات تصميم تقليدي على بستان سابق وأرض غابات.
رغم أن يزني لديها موقف سيارات يسع 32000 سيارة فلا يوجد مظلة علوية تولد الطاقة الشمسية (أو توفر الظل)، ويدفع الزائرون حوالى 50 دولارًا في اليوم.
هذه هي الطريقة التي تسير بها عادةً مع المصفوفات الشمسية، نحن نبنيها في مساحة مفتوحة بدلاً من المناطق المتقدمة، أي أنها تشغل بشكل كبير أراضي المحاصيل والأراضي القاحلة والمراعي، وليس أسطح المنازل أو مواقف السيارات، وفقًا للمخزون العالمي الذي نُشر الشهر الماضي في مجلة Nature العلمية، في الولايات المتحدة ، على سبيل المثال ، يوجد ما يقرب من 51 % من مرافق الطاقة الشمسية على نطاق المرافق في الصحاري ؛ 33 % على أراضي المحاصيل؛ و 10 % في المراعي والغابات، فقط 2.5 % من الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة تأتي من المناطق الحضرية.
قد تبدو الحجة لفعل ذلك بهذه الطريقة مقنعة: من الأرخص البناء على أرض غير مطورة من البناء على أسطح المنازل أو في مواقف السيارات، وبناء مصادر طاقة بديلة بسرعة ورخيصة أمر بالغ الأهمية في السباق لاستبدال الوقود الأحفوري وتجنب تغير مناخي كارثي.
من الأسهل أيضًا إدارة عدد قليل من مزارع الطاقة الشمسية الكبيرة في المناظر الطبيعية المفتوحة مقارنة بآلاف المزارع الصغيرة المنتشرة في المناطق الحضرية.
على الرغم من الصورة الخضراء، فإن وضع منشآت الطاقة الشمسية على أرض غير مطورة غالبًا لا يكون أفضل بكثير من وضع التقسيمات الفرعية هناك، لكن هذا لا يجعله بالضرورة أكثر ذكاءً.
الأرض غير المطورة هي مورد يتضاءل بسرعة، وما تبقى تحت الضغط لتقديم مجموعة من الخدمات الأخرى التي نطلبها من العالم الطبيعي – زراعة الغذاء، وإيواء الحياة البرية، وتخزين وتنقية المياه، ومنع التآكل، وعزل الكربون، من بين أمور أخرى، وهذا الضغط يتزايد بسرعة، بحلول عام 2050 ، في سيناريو واحد معقول من المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) ، قد يتطلب توفير الطاقة الشمسية لجميع احتياجاتنا الكهربائية طاقة شمسية أرضية على 0.5 % من إجمالي مساحة الأرض في الولايات المتحدة. لوضع هذا الرقم في المنظور، يقول روبرت مارجوليس، كبير الباحثين في NREL، إنها “مساحة أقل مما نخصصه بالفعل لزراعة إيثانول الذرة للوقود الحيوي.”
مع ذلك يعمل على 10.3 مليون فدان، نظرًا لأنه أكثر كفاءة لتوليد الطاقة بالقرب من العملاء، فقد ينتهي الأمر ببعض الولايات بما يصل إلى خمسة بالمائة من إجمالي مساحة أراضيها، و6.5 % في رود آيلاند الصغيرة – تحت مصفوفات شمسية أرضية، وفقًا لدراسة NREL. إذا طلبنا أيضًا من الطاقة الشمسية تشغيل أسطول السيارات في البلاد بالكامل، حسب قول مارجوليس، فإن ذلك يضيف 5 ملايين فدان أخرى، لا يزال أقل من نصف 31 مليون فدان من الأراضي الزراعية التي تم تناولها في عام 2019 لزراعة الذرة للحصول على الإيثانول، وهو علاج غير فعال لتغير المناخ.
على الرغم من الصورة الخضراء، فإن وضع منشآت الطاقة الشمسية على أرض غير مطورة غالبًا لا يكون أفضل بكثير من وضع التقسيمات الفرعية هناك، حيث يميل المطورون إلى هدم المواقع ، “لإزالة كل الغطاء النباتي الموجود فوق الأرض” ، كما تقول ريبيكا هيرنانديز، عالمة البيئة بجامعة كاليفورنيا في ديفيس، هذا سيء للحشرات والطيور التي تتغذى عليها، في الصحاري الجنوبية الغربية حيث يتم الآن بناء معظم مزارع الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة، يمكن أن تشمل الخسائر أيضًا “شجيرات كريوزوت عمرها 1000عام، ويوكا عمرها 100عام” أو ما هو أسوأ.
مشروع أراتينا للطاقة الشمسية المقترح بقدرة 530 ميجاوات حول بورون ، كاليفورنيا، على سبيل المثال، سيدمر ما يقرب من 4300 شجرة جوشوا الغربية، وهي من الأنواع المعرضة للخطر بسبب التنمية وتغير المناخ.
في كاليفورنيا، ينتهي المطاف بالسلاحف الصحراوية المهددة بالانقراض أن يتم نقلها، مع نتائج غير معروفة، كما يقول هيرنانديز، و يمكن أن يؤدي الميل إلى تجميع منشآت الطاقة الشمسية في المناطق العازلة حول المناطق المحمية إلى إرباك الطيور والحياة البرية الأخرى وتعقيد ممرات الهجرة.
على النقيض من ذلك، فإن جاذبية ساحات الانتظار، وأسطح المنازل هي أنها متوفرة بكثرة، وقريبة من العملاء، وغير مستغلة إلى حد كبير لتوليد الطاقة الشمسية، وعلى الأرض التي جُردت بالفعل من الكثير من قيمتها البيولوجية.
على سبيل المثال، يحتوي مركز Walmart الفائق النموذجي على موقف للسيارات بمساحة خمسة أفدنة، وهو عبارة عن أرض قاحلة، خاصة إذا كان عليك أن تتعرق في طريقك عبره تحت أشعة الشمس الإسفلتية، ضع مظلة فوقها، على الرغم من ذلك ، يمكن أن تدعم مجموعة شمسية تبلغ 3 ميجاواط.
وفقًا لدراسة حديثة صادرة عن جامعة أنتريو، قال الباحث الرئيسي في الدراسة بيرس بروستون: بالإضافة إلى توفير الطاقة إلى المتجر أو المجتمع المجاور أو السيارات المحمية تحتها، فإن المظلة ستظلل العملاء – وتجعلهم يتسوقون لفترة أطول، حيث يتم شحن بطاريات سياراتهم، حيث قامت إدارة وول مارت بتصميم ذلك في جميع مراكزها الكبرى في الولايات المتحدة، البالغ عددها 3571 ، فإن السعة الإجمالية ستكون 11.1 جيجاوات من الطاقة الشمسية – أي ما يعادل تقريبًا عشرات محطات الطاقة الكبيرة التي تعمل بالفحم. مع الأخذ في الاعتبار طبيعة الطاقة الشمسية بدوام جزئي ، فإن أرقام بيرس ستكون كافية لإغلاق أربعة من محطات الطاقة هذه بشكل دائم.
ومع ذلك ، بدأت الستائر الشمسية بالكاد بالظهور في مساحات مواقف السيارات في الولايات المتحدة، على سبيل المثال، تعاقد نظام النقل في واشنطن العاصمة، على بناء أول مظلاته الشمسية في أربعة من مواقف السيارات بمحطة السكك الحديدية، بسعة متوقعة تبلغ 12.8 ميجاوات.
كما يقوم مطار جون إف كينيدي الدولي في نيويورك ببناء أول مظلة له، تبلغ قوتها 12.3 ميجاواط بتكلفة 56 مليون دولار. ومع ذلك ، فإن مطار إيفانسفيل (إنديانا) الإقليمي به بالفعل اثنان ، يغطيان 368 مكانًا لوقوف السيارات ، بتكلفة 6.5 مليون دولار.
وفقًا لمتحدث رسمي ، حققت المظلة الشمسية ربحًا قدره 310 آلاف دولار في عامها الأول من التشغيل ، بناءً على التسعير المتميز لتلك المساحات وبيع الطاقة بأسعار الجملة للمرافق المحلية.
كما بنت جامعة روتجرز واحدة من أكبر مرافق وقوف السيارات الشمسية في البلاد في حرم بيسكاتواي ، نيوجيرسي ، بمساحة 32 فدانًا ، و 8 ميجاوات، وخطة عمل أطلق عليها مدير الحفاظ على الطاقة في الحرم الجامعي “قدرًا كبيرًا من النقد- إيجابي من البداية “.
وهناك مدرسة جديدة ييل البيئة دراسة يجد أن الستائر الشمسية على مواقف السيارات يمكن أن توفر ثلث القوة كونيتيكت، والمساعدة في تلبية الهدف الحاكم لقطاع الكهرباء خالية من الكربون بحلول عام 2040، وبالمناسبة يخدم العدالة البيئية عن طريق الحد من تأثير جزيرة الحرارة الحضرية . حتى الآن ، ومع ذلك ، لا يوجد سوى عدد قليل من هذه الستائر في ولاية كونيتيكت ، وفقًا لما ذكره Kieren Rudge ، مؤلف الدراسة.
يمكن أن تساعد حوافز الدولة الجديدة في بناء مزارع شمسية في حقول بنية أو مدافن نفايات مغلقة ، وليس على أنظمة بيئية أكثر هشاشة.
أحد الأسباب التي تجعل مثل هذه المرافق لا تزال نادرة هو أن بناء الطاقة الشمسية على الأراضي المطورة يمكن أن يكلف في أي مكان من ضعفين إلى خمسة أضعاف تكلفة المساحات المفتوحة، بالنسبة لمظلة ساحة انتظار السيارات، كما يقول بيرس ، “أنت تبحث عن المزيد من الفولاذ الهيكلي الأساسي مع قاعدة خرسانية كبيرة إلى حد ما.” إنه مثل تشييد مبنى بدون الجدران، بالنسبة لشركة عامة تركز على النتائج ربع السنوية، قد يبدو وقت الاسترداد البالغ 10 أو 12 عامًا طويلًا بشكل محبط.،لكن هذه هي الطريقة الخاطئة للنظر إليها، حسب بيرس، “إذا كان بإمكاني منحك عائدًا يزيد عن أربعة بالمائة على استثمار مضمون في البنية التحتية يستمر لمدة 25 عامًا على الأقل”، فهذا استثمار ذكي، من الممكن أيضًا تجنب التكلفة الأولية تمامًا ، مع قيام شركة خارجية أو مؤسسة غير ربحية بدفع تكاليف التثبيت بموجب اتفاقية شراء الطاقة.
أحد الأسباب الأخرى للندرة المستمرة، وفقًا لتقرير Blocking The Sun الصادر 2017 من منظمة البيئة الأمريكية، وهو تحالف من مجموعات البيئة الحكومية ومقره في دنفر، هو أن مصالح المرافق والوقود الأحفوري قد قوضت مرارًا وتكرارًا سياسات الحكومة التي من شأنها تشجيع الأسطح ومواقف السيارات شمسي.
وصف ذلك التقرير الضغط المناهض للطاقة الشمسية من قبل معهد إديسون للكهرباء ، الذي يمثل المرافق المملوكة ملكية عامة؛ مجلس التبادل التشريعي الأمريكي (ALEC)، وهو مجموعة ضغط معروفة بإدخال لغة اليمين في قوانين الولاية ؛ الأمريكيون من أجل الرخاء بتمويل من كوخ ؛ وتحالف طاقة المستهلك ، وهو مجموعة واجهة للوقود الأحفوري والمرافق ، من بين آخرين.
“إلقاء الظل” أيضا تقرير مركز التنوع البيولوجي صادر 2018، أعطى درجة ضعيفة جدا لـ 10ولايات أمريكية للسياسات التي تثبط بنشاط الطاقة الشمسية على الأسطح. تمثل هذه الولايات- ألاباما ، وفلوريدا ، وجورجيا ، وإنديانا ، ولويزيانا ، وأوكلاهوما ، وتينيسي، وتكساس ، وفيرجينيا، وويسكونسن – ثلث إمكانات الطاقة الشمسية على الأسطح في البلاد، ولكنها قدمت 7.5 % فقط في عام 2017.
وعادة ما تجعل الأمر صعبًا على مالكي المنازل أو على مالكي العقارات تركيب الطاقة الشمسية وربطها بالشبكة، أو يمنعون طرفًا ثالثًا من الدفع مقابل التثبيت. يفتقر معظمهم أيضًا إلى سياسة القياس الصافي، أو يحدون بطريقة أخرى من قدرة عملاء الطاقة الشمسية على تغذية الطاقة الزائدة التي ينتجونها يوميًا في الشبكة، بحيث تُنسب إلى ما يستردونه في أوقات أخرى. يفتقر معظمهم أيضًا إلى معايير حافظة الطاقة المتجددة ، والتي تتطلب مرافق لتوليد أو شراء .
في عام 2015، دفعت إحدى شركات الطاقة في نيفادا لجنة المرافق العامة للموافقة على تدابير معاقبة الطاقة الشمسية على الأسطح، سرعان ما دفعت ردة فعل الناخبين المجلس التشريعي، في تصويت بالإجماع، إلى تجاوز اللجنة واستعادة اللوائح المؤيدة للطاقة الشمسية.
يمكن للناخبين أيضًا أن يخطو خطوة إلى الأمام ودفع حكومات الولايات والحكومات المحلية لتشجيع تحديد مواقع أكثر ذكاءً للطاقة الشمسية، مع إعفاءات ضريبية على الأسطح ومواقف السيارات بالطاقة الشمسية، وأيضًا ، كما تقول ريبيكا هيرنانديز ، للتركيبات الشمسية التي تتضمن العديد من الفوائد التقنية والبيئية.
قد يعني ذلك حوافز حكومية إضافية لبناء مزارع شمسية في الحقول البنية، أو مدافن النفايات المغلقة، أو الأراضي الزراعية المتدهورة ، وليس على النظم البيئية الأكثر هشاشة أو الإنتاجية.
وفقًا لدراسة أجرتها مجلة Nature لعام 2019، تغطي الأراضي المتدهورة في الولايات المتحدة الآن مساحة تبلغ ضعف مساحة ولاية كاليفورنيا، مع إمكانات الطاقة الشمسية لتزويد أكثر من ثلث الطاقة الكهربائية للبلاد.
قد يعني أيضًا حوافز للتقنيات الجديدة. على سبيل المثال، ” الخلايا الكهروضوئية العائمة ” – الألواح الشمسية العائمة على القنوات الداخلية وبحيرات مياه الصرف الصحي والأجسام المائية الأخرى – أرخص في البناء وأكثر كفاءة بسبب التبريد الطبيعي. في بعض الظروف، تفيد أيضًا الحياة البرية ، وتجذب مالك الحزين ، والغريب ، والغاق ، والطيور المائية الأخرى ، ربما لتتغذى على الأسماك التي تنجذب إلى الظل تحتها.
يمكن أن تنطبق الحوافز الأكثر ذكاءً أيضًا على المزارع العاملة – على سبيل المثال ، في الزوايا الجافة غير المربحة للحقول ذات أنظمة الري الضخمة المحورية ، أو في الحقول المزروعة بمحاصيل تتحمل الظل. تمتلك ولاية ماساتشوستس بالفعل أول برنامج حوافز من هذا القبيل ، يستهدف المزارع الشمسية المقترنة بزراعة الملقحات ، أو المصممة لرعي الأغنام ، وكذلك في الفئات الأخرى ذات الغرض المزدوج.
تعد محطة ورزازات للطاقة الشمسية، وهي مجمع متعدد المراحل للطاقة الشمسية يقع في المغرب ، أكبر محطة للطاقة الشمسية المركزة في العالم ، بسعة طاقة تبلغ 510 ميجاوات.
المرحلة الثالثة من المنشأة ، برج نور 3 الذي يبلغ ارتفاعه 820 قدمًا كما هو موضح هنا ، يستخدم 7400 مرآة مروحية لتركيز طاقة الشمس لتسخين الملح المصهور إلى 500-1022 درجة فهرنهايت ، مما ينتج بخارًا يولد الكهرباء.
من الممكن أن تتبع قيود تقسيم المناطق على مزارع الطاقة الشمسية ، خاصة في المناطق التي تشعر بالقلق بالفعل بشأن فقدان الأراضي الزراعية للتقسيمات الفرعية.
لكن من غير المحتمل. من المرجح أن تحذو الولايات حذو كاليفورنيا ، حيث تنص قوانين البناء “الصافية صفر للطاقة” ، جنبًا إلى جنب مع الإجراءات الاقتصادية ، على أن جميع المباني التجارية والسكنية الجديدة تقريبًا تشتمل على الطاقة الشمسية من البداية. في هذا السيناريو ، ستبدأ مواقف السيارات ، واستنزاف ميزانيات التجزئة لفترة طويلة ، وضربة على المشهد الحضري ، متأخراً في لعب دورها في توليد الطاقة – وتظليل العالم ، إن لم يكن إنقاذها.
