تینا مزدکی_سدهای برقآبی یکی از منابع مهم تولید برق در آمریکا هستند، اما ساختارهای عظیم آنها علاوه بر تولید انرژی، پیامدهای زیستمحیطی و کارکردهای دیگری مانند کنترل سیلاب و تأمین آب دارند. حالا یک محاسبه علمی نشان میدهد که از نظر تئوری میتوان بخش بزرگی از برق تولیدی نیروگاههای برقآبی را با انرژی خورشیدی جایگزین کرد؛ هرچند اجرای چنین سناریویی به این سادگی نیست.
- سد گرند کولی سالانه حدود ۲۱ میلیارد کیلوواتساعت برق تولید میکند.
- برای جایگزینی این میزان برق، حداقل حدود ۲۳ میلیون پنل خورشیدی تجاری نیاز است.
- هر پنل تجاری در محاسبه مورد استفاده حدود ۵۰۰ وات ظرفیت دارد.
- هر پنل بهطور میانگین سالانه ۵۰۰ تا ۹۰۰ کیلوواتساعت برق تولید میکند.
- نیروگاههای برقآبی آمریکا حدود ۶ درصد برق این کشور را تأمین میکنند.
- در یک مطالعه، جایگزینی برق همه سدهای برقآبی آمریکا با پنل خورشیدی از نظر تئوری امکانپذیر ارزیابی شده است.
- مساحت مورد نیاز برای پنلهای خورشیدی حدود ۱۳ درصد مساحت مخازن فعلی سدها برآورد شده است.
- این محاسبات به معنای امکانپذیری عملی حذف همه سدها نیست، زیرا بسیاری از سدها وظایفی فراتر از تولید برق دارند.
۲۳ میلیون پنل برای جایگزینی برق یک سد
یکی از جالبترین بخشهای این محاسبه به سد گرند کولی، بزرگترین مجموعه برقآبی آمریکا مربوط میشود.
گرند کولی سالانه حدود ۲۱ میلیارد کیلوواتساعت برق تولید میکند. در طرف دیگر، یک پنل خورشیدی تجاری معمولی در محاسبات مقاله حدود ۵۰۰ وات، معادل ۰.۵ کیلووات، ظرفیت دارد.
اما مسئله فقط ظرفیت اسمی پنل نیست. پنل خورشیدی مانند نیروگاه برقآبی بهصورت شبانهروزی برق تولید نمیکند و میزان تولید آن به تابش خورشید وابسته است. بر اساس میانگین تولید سالانه ۵۰۰ تا ۹۰۰ کیلوواتساعت برای هر پنل، برای تولید برقی در مقیاس گرند کولی حداقل حدود ۲۳ میلیون پنل مورد نیاز خواهد بود.
آیا میتوان همه سدهای آمریکا را با پنل خورشیدی جایگزین کرد؟
یک پژوهش به شکل نظری بررسی کرده بود که آیا انرژی خورشیدی میتواند برق تولیدشده توسط سدهای برقآبی آمریکا را جایگزین کند یا خیر.
پژوهشگران دانشگاه سیتی نیویورک در این مطالعه اطلاعات مربوط به سدهای برقآبی را بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که از نظر میزان انرژی، چنین جایگزینی در تئوری امکانپذیر است.
بر اساس این محاسبات، پنلهای خورشیدی مورد نیاز برای تولید میزان مشابه برق میتوانند تنها حدود ۱۳ درصد از مساحتی را اشغال کنند که مخازن سدهای فعلی در اختیار دارند. این مساحت حدود ۵۲۹ هزار و ۸۸۵ هکتار، معادل حدود ۱.۳ میلیون جریب، برآورد شده است. یعنی تقریباً هماندازه ایالت دلاور.
مشکل فقط تولید برق نیست
با وجود این اعداد، حذف سدهای برقآبی و جایگزینی آنها با مزارع خورشیدی را نمیتوان یک معادله ساده انرژی دانست.
بسیاری از سدهای آمریکا علاوه بر تولید برق، برای تأمین آب آشامیدنی، کنترل سیلاب، ذخیره آب، کشتیرانی و فعالیتهای تفریحی نیز استفاده میشوند. بنابراین اگر یک سد از مدار خارج شود، پنلهای خورشیدی صرفاً باید جای برق تولیدشده را پر کنند، اما سایر خدمات آن سد همچنان به راهکارهای دیگری نیاز خواهند داشت.
از طرف دیگر، برق خورشیدی برخلاف برقآبی متناوب است. تولید پنلها در شب متوقف میشود و در شرایط ابری یا کمتابش نیز کاهش پیدا میکند. پژوهشگران در مطالعه مورد اشاره، ذخیرهسازی باتری را یکی از گزینههایی میدانند که میتواند بخشی از انعطافپذیری مورد نیاز شبکه را تأمین کند، اما تأکید کردهاند که برای ارزیابی کامل این موضوع به پژوهش بیشتری نیاز است.
سدها چه بلایی بر سر رودخانهها میآورند؟
بحث جایگزینی برقآبی با خورشیدی تنها به هزینه و میزان تولید برق محدود نمیشود. تأثیر سدها بر اکوسیستم رودخانهها را نیز یکی از دلایل بررسی این سناریو به شمار میرود.
سدها میتوانند مسیر حرکت ماهیها را مختل کنند، رسوبات را پشت خود نگه دارند و دمای آب رودخانه را تغییر دهند. همچنین وجود سدها میتواند بازگرداندن دشتهای سیلابی طبیعی را دشوار کند؛ مناطقی که در مدیریت آب باران و کاهش آثار سیلاب نقش دارند.
با این حال، خود مزارع خورشیدی نیز بدون پیامد زیستمحیطی نیستند. استقرار گسترده پنلها میتواند زیستگاهها را تکهتکه کند و در برخی مناطق بر تنوع زیستی اثر بگذارد. به همین دلیل، جایگزینی یک منبع انرژی با منبع دیگر لزوماً به معنای حذف کامل پیامدهای محیطزیستی نیست.
چرا قرار نیست همه سدها جمع شوند؟
محاسبات انجامشده یک «آزمایش فکری» یا سناریوی نظری هستند و به معنای پیشنهاد عملی برای حذف تمام سدهای آمریکا نیستند.
در واقع، برخی سدها نقشهای مهمی در زیرساخت آب و انرژی دارند و کنار گذاشتن آنها میتواند پیامدهای گستردهای داشته باشد. حتی در مطالعه مورد اشاره نیز تأکید شده که اجرای چنین سناریویی برای همه سدها امکانپذیر نیست.
از سوی دیگر، پژوهشهای جدیدتر در آمریکا حتی به دنبال یافتن راههایی برای استفاده دوباره از سدهایی هستند که در حال حاضر برق تولید نمیکنند. Oak Ridge National Laboratory در سال ۲۰۲۶ اعلام کرده است که بررسی بیش از ۲۶۰۰ سد بدون نیروگاه میتواند حدود ۴ گیگاوات ظرفیت بالقوه تولید برق را نشان دهد.
انرژی خورشیدی بهجای انرژی آبی یا در کنار آن؟
در نهایت، مسئله لزوماً انتخاب یکی از این دو فناوری نیست. یکی از گزینههای مطرحشده در پژوهشها، ترکیب منابع مختلف انرژی است.
پنلهای خورشیدی میتوانند در نزدیکی مخازن سدها یا حتی روی سطح آب نصب شوند و در برخی موارد ظرفیت تولید برق را افزایش دهند، بدون اینکه خود نیروگاه برقآبی حذف شود. چنین رویکردی میتواند از زیرساختهای انتقال برق موجود نیز استفاده کند.
بنابراین عدد ۲۳ میلیون پنل برای گرند کولی یا برآورد استفاده از ۱۳ درصد مساحت مخازن برای جایگزینی برقآبی آمریکا، بیشتر از آنکه یک برنامه اجرایی باشد، نشاندهنده مقیاس عظیم اما بالقوه انرژی خورشیدی است. این محاسبات نشان میدهند که از نظر تولید انرژی، خورشید میتواند سهم بزرگی در جایگزینی برقآبی داشته باشد. اما آب، کنترل سیلاب، اکوسیستم رودخانهها و پایداری شبکه مسائلی هستند که با نصب پنل خورشیدی بهتنهایی حل نمیشوند.
منبع: Slashgear
۲۲۷۳۲۳
نظر شما