Исследование, опубликованное в журнале Nature Energy, является одним из первых, изучающих плавучие солнечные фотоэлектрические установки (FPV) в континентальном масштабе. Оно показывает, что FPV, установленные на существующих крупных водохранилищах, могут производить 20-100% электроэнергии, ожидаемой от запланированных гидроэнергетических плотин Африки. Используя современную модель энергетического планирования, охватывающую всю энергетическую систему континента, ученые пришли к выводу, что FPV конкурентоспособна по стоимости с другими возобновляемыми источниками энергии и, таким образом, является ключевой частью будущего энергобаланса Африки, сообщает научное издание EurekAlert!.
«Плавучая солнечная энергия быстро становится конкурентоспособной по стоимости по сравнению с наземной солнечной энергией, и наши результаты позволяют предположить, что она может избежать необходимости строительства многих плотин, запланированных для гидроэнергетики по всей Африке. Это позволило бы странам удовлетворить будущие потребности в электроэнергии, избежав при этом пагубных экологических и социальных последствий строительства крупных плотин», – сказал ведущий автор работы Уайатт Арнольд.
Исследователи провели подробное исследование на примере трансграничного водотока Замбези и пришли к выводу, что капитальные инвестиции, предназначенные для строительства новых плотин, можно использовать более эффективно, построив меньшее количество водохранилищ и дополнив энергоснабжение плавучими солнечными батареями. Такой подход позволит на 12% снизить межгодовую изменчивость поставок электроэнергии и оказажется более устойчивым к возможным долгосрочным засухам, усугубляемым изменением климата.
«Применяя плавающие солнечные батареи и снижая зависимость от гидроэнергетики, развивающиеся страны могут обеспечить более стабильное энергоснабжение, устойчивое к гидрологическим неопределенностям, вызванным изменением климата. Кроме того, плавучая солнечная энергия позволяет избежать многих негативных последствий, которые могут оказать новые плотины на население, проживающее ниже по течению, и речные экосистемы», – сказал профессор Андреа Кастеллетти.
Авторы работы утверждают, что она подчеркивает важность комплексного планирования ресурсов и учета трансграничных последствий при выборе путей устойчивого развития. Традиционное моделирование энерго- и водоснабжения часто рассматривает отдельные сектора, такие как гидроэнергетика. Однако данное исследование демонстрирует передовое многосекторное моделирование, которое позволяет выявить и сбалансировать компромиссы между энергетикой, сельским хозяйством, охраной окружающей среды и целями экономического развития в бассейнах трансграничных рек.
«Наши результаты свидетельствуют о том, что преимущества отказа от строительства новых плотин за счет стратегического развертывания плавучих солнечных батарей могут перевесить потенциальное воздействие на существующие виды использования водохранилищ, такие как рыболовство или отдых, но по-прежнему необходимы коллективные усилия для дальнейшего совершенствования технологии FPV и обеспечения ее ответственного развертывания с помощью надежных процессов комплексного планирования и взаимодействия с заинтересованными сторонами», – сказал профессор Маттео Джулиани.
Хотя экологические аргументы в пользу FPV убедительны, авторы признают технические и социальные факторы, которые могут сдерживать его внедрение на определенных участках. Однако они утверждают, что потенциальные последствия будут гораздо менее серьезными, чем последствия строительства новых плотин и водохранилищ, которые могут необратимо нарушить экологию рек, привести к перемещению населения и обострению региональных противоречий по поводу общих водных ресурсов.
[Фото: Politecnico di Milano]