Le soleil de Californie peut être la clé de la lutte contre la sécheresse

Scertaines idées sont si enrichissantes que vous vous demandez comment elles n’ont pas été réalisées auparavant. Les chaînes solaires, qui recevront leur premier pilote américain plus tard cette année en Californie, correspondent à cette forme. Des milliers de kilomètres de canaux d’irrigation traversent les États de l’Ouest, certains aussi larges que 150 pieds, d’autres aussi larges que 10 pieds. Selon des chercheurs, recouvrir ces canaux de panneaux solaires permettrait de produire de l’énergie renouvelable sans occuper des terres précieuses. En même temps, l’ombre ajoutée peut empêcher des milliards de gallons de perte d’eau due à l’évaporation.

“J’ai reçu plusieurs e-mails de personnes qui disaient : ‘Hé, c’était mon idée il y a dix ans !’ Mais personne ne voulait faire ça », raconte en riant Roger Bales, l’ingénieur en chef du pilote. L’Inde construit des canaux solaires depuis 2014, et l’idée a été introduite au Costa Rica. Cependant, aux États-Unis, les plans solaires ont longtemps été inertes en raison d’un manque d’informations sur les avantages, ce qui signifie que personne ne voulait payer des coûts initiaux potentiellement plus élevés que la construction d’une ferme solaire conventionnelle.

Cela a changé l’année dernière. Bales et ses collègues de l’Université de Californie, Merced, ont publié une étude montrant que si la Californie remplissait les 4 000 milles de ses canaux avec des panneaux solaires, l’État pourrait économiser plus de 65 milliards de gallons d’eau par an. Cela suffit pour irriguer 50 000 acres de terres agricoles ou approvisionner en eau les foyers de plus de deux millions de personnes. Ils estiment que les cellules solaires produiront environ 13 gigawatts d’énergie, soit environ la moitié de la nouvelle capacité d’énergie renouvelable dont le pays a besoin pour atteindre son objectif de produire 60 % de son électricité à partir de sources propres d’ici 2030.

“Si la Californie ne peut pas sauver le monde, je ne sais pas qui peut”

En février, le département californien des ressources en eau a accordé une subvention de 20 millions de dollars à l’équipe Bales pour construire un prototype qui couvrira des canaux de 8 500 pieds dans la zone d’irrigation Turlock de la vallée de San Joaquin. L’équipe de Bales conçoit actuellement le système et ses premières phases, qui devraient produire un total d’environ 5 mégawatts, devraient être prêtes début 2023.

La région de Turlock, qui alimente en eau 4 700 agriculteurs sur une superficie de 150 000 acres, a contacté l’équipe de Bales pour se porter volontaire : la ville espère fermer prochainement deux centrales électriques au gaz à proximité et souhaite développer ses énergies renouvelables. offre. Les responsables locaux étaient également intéressés par le projet du projet de construire un stockage d’énergie dans les revêtements de panneaux, a déclaré Bales, permettant au district de connecter l’énergie au réseau à un moment où le soleil ne brille pas et où les équipements sont plus rares.

Bales travaille sur les questions climatiques depuis les années 1980, passant la première moitié de sa carrière de chercheur à l’Université de l’Arizona, et est habitué à un rythme de développement lent. Mais il dit avoir enfin vu l’élan du changement climatique en Californie, où il s’est installé en 2003. “Je pensais que c’était probablement le meilleur endroit pour promouvoir des solutions : nous avons la technologie, nous avons le financement. Nous avons une économie. Dans la plupart des cas, nous avons la volonté politique », dit-il. “Si la Californie ne peut pas sauver le monde, je ne sais pas qui le peut.”

Augmenter l’énergie solaire sans ronger les terres américaines

Au cours des deux dernières décennies, Bales a dirigé le Sierra Nevada Research Institute dans le but d’améliorer la compréhension de la façon dont le changement climatique affecte le système hydrique de la région et comment la résistance à la sécheresse des forêts de montagne changerait à mesure que le climat de la Californie change. L’institut, dont il restera co-directeur, cherche désormais à lier des financements à des chercheurs pour mener à bien des reboisements urgents.

Le projet Solar Channels s’inscrit dans une nouvelle phase de sa carrière, axée sur les solutions plutôt que sur la recherche. Il a découvert que la clé de l’action climatique est un domaine qui n’est souvent pas associé aux scientifiques : la communication. “Vous devez travailler avec de nombreuses agences différentes, tant nationales que locales, pour mener à bien des projets qui répondent à un large éventail de besoins”, dit-il. “Alors me voilà, au moment de ma carrière d’ingénieur, et j’essaie de faire parler les gens entre eux.”

Cela semble fonctionner. Après la publication de l’enquête de 2021, Bales a été “submergé” par les discours des médias, des responsables locaux et même du personnel du Sénat américain exprimant leur intérêt pour la construction de canaux solaires. L’enthousiasme a du sens : pour atteindre les objectifs ambitieux des administrations Biden, l’énergie solaire doit croître rapidement, de 2,8 % de l’électricité américaine à 45 % d’ici 2050, soit deux fois la taille d’un fonctionnaire du Massachusetts. estimations. Cependant, l’élargissement pourrait aller à l’encontre du plan du gouvernement visant à maintenir 30 % des terres et des eaux du pays d’ici 2030. Cela suscite déjà une polémique avec les autorités locales et les militants qui se sont opposés à des projets allant du Texas au Maine, notamment la perte de terres agricoles. et les habitats fauniques. Couvrir les aqueducs peut éviter de tels effets tout en aidant à répondre aux besoins solaires du pays et à conserver une eau précieuse alors que la sécheresse s’aggrave dans l’ouest des États-Unis.

Problème de coût

Mais il reste encore un long chemin à parcourir avant que les panneaux solaires n’atteignent l’échelle envisagée dans le document de 2021 – et toutes les sections des canaux californiens ne sont pas adaptées à l’installation d’énergie solaire, dit Bales. Son équipe suivra le pilote Turlock pendant environ deux ans, période pendant laquelle il tentera de lancer d’autres projets avant que le pays ne décide jusqu’où aller avec l’idée.

Un problème potentiel est de s’assurer que les services publics ont toujours accès aux conduits pour l’entretien. Bales dit que l’équipe teste des conceptions modulaires pour permettre le retrait temporaire des composants du système. Et il ajoute que le revêtement des panneaux devrait surtout réduire les besoins d’entretien : le fait de ne pas laisser entrer la lumière du soleil dans le canal devrait réduire la croissance des algues et des mauvaises herbes et ainsi réduire le besoin de traitement de l’eau potable. (L’équipe Bales ne prévoit pas d’impact significatif sur les oiseaux aquatiques connus pour avoir bu dans les canaux d’irrigation, mais un porte-parole de la National Audubon Society, une organisation à but non lucratif de protection des oiseaux, aidera à le surveiller pendant le projet pilote, dit-il.)

Un défi plus important, comme pour de nombreuses solutions climatiques, est de démontrer la rentabilité des canaux solaires. L’installation des panneaux au-dessus des conduits – à l’aide d’un treillis en acier ou d’un câble de tension – est plus coûteuse que l’installation des panneaux au sol, ce qui augmente le coût de la production d’énergie. Pour l’étude de 2021, les auteurs ont estimé que l’installation des panneaux au-dessus des conduits à l’aide d’un treillis en acier coûterait le coût total du projet à environ 2,02 $ par watt et pour les panneaux installés avec des câbles tendus à 1,82 $ par watt. C’est légèrement supérieur à l’estimation de 1,66 $ par watt dans le pays à côté des canaux sur les panneaux terrestres conventionnels.

Cependant, Bales souligne que l’estimation du terrain n’inclut pas le prix du terrain. Compte tenu des économies de coûts résultant de la non-utilisation des terres agricoles, de la prévention et de l’entretien des pertes d’eau, les panneaux installés dans le canal sont “très compétitifs”. “C’est encore inconnu. Cela va-t-il coûter 5% de plus que nous estimons? 10% de plus? Ou nos estimations de coûts sont-elles trop élevées? Découvrons.”

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