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Le celle solari sul tetto possono essere un vantaggio anche per la conservazione dell’acqua

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Rooftop solar cells can be a boon for water conservation too Astratto grafico. Credito: Scienza dell’ambiente totale (2022). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.158738

Le celle solari sui tetti che generano elettricità non solo risparmiano sulle emissioni di carbonio che riscaldano il pianeta, ma risparmiano anche una quantità significativa di acqua, affermano una coppia di ricercatori della Duke University che hanno fatto i calcoli.

Una data famiglia può risparmiare in media 16.200 litri d’acqua all’anno installando pannelli solari sul tetto, hanno scoperto. In alcuni stati, come la California, questo risparmio può aumentare fino a 53.000 galloni, che equivale al 60% dell’uso domestico medio di acqua negli Stati Uniti

Non vedrai i risparmi sulla bolletta dell’acqua di casa, ma sono comunque importanti.

Questo perché il consumo di energia è strettamente legato al consumo di acqua. La produzione di energia elettrica negli Stati Uniti consuma quasi la stessa quantità di acqua del settore agricolo. Ma quella cifra non include l’acqua aggiuntiva utilizzata per produrre combustibili fossili, in primo luogo, né per gestire i rifiuti di cenere di carbone.

“Per generare elettricità per la rete, dobbiamo estrarre e bruciare carbone, frazionare e pompare gas naturale e raffreddare le centrali nucleari, il tutto comportando elevati volumi di acqua che viene continuamente persa”, ha affermato Avner Vengosh, illustre professore di qualità ambientale della Duke University alla Nicholas School of the Environment e coautore di un nuovo articolo che appare il 19 settembre a Scienza dell’ambiente totale.

“Tuttavia, con la cella solare, è un consumo una tantum di un volume di acqua molto inferiore per la produzione”, ha affermato Vengosh. “E poi, una volta installato, non c’è più alcun consumo di acqua derivante da quello per i prossimi 25 anni di utilizzo previsto”.

Attualmente, oltre il 70% dei pannelli solari mondiali viene prodotto in Cina, quindi il consumo di acqua per generare energia solare avviene all’estero.

La coautrice Erika Weinthal, professoressa di politica ambientale alla Nicholas School, ha affermato che per comprendere gli impatti più ampi sull’acqua dalla produzione di pannelli solari, è fondamentale esaminare l’intera catena di approvvigionamento in tutto il mondo.

“Dal punto di vista della contaminazione, le celle solari hanno un enorme potenziale di danni ambientali”, ha affermato Vengosh. “Contiene metalli pesanti, alcuni dei quali sono molto tossici, e quindi potrebbero avere un impatto sull’ambiente circostante in cui avviene la produzione”.

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Ma dopo, il consumo di acqua del solare è zero.

Precedenti studi hanno tentato di valutare la quantità di acqua utilizzata per le diverse fasi della produzione di energia, tipicamente espressa come il volume d’acqua per una data energia come litro o gallone per gigajoule. Nel nuovo studio, gli autori hanno combinato le fonti di energia che vengono utilizzate per generare elettricità per il settore residenziale negli Stati Uniti contigui e lo hanno tradotto nel volume del consumo di acqua in ogni stato.

Dopo aver valutato l’uso dell’acqua in tutto lo stato per il settore residenziale, il nuovo studio ha calcolato l’uso dell’acqua virtuale delle singole case in 48 stati. Questi calcoli stimano che la quantità totale di acqua consumata per alimentare il settore residenziale negli Stati Uniti sia di 2,6 trilioni di galloni.

La conversione al solare nelle case riduce l’utilizzo della rete elettrica e quindi anche il volume dell’acqua. In alcuni stati, come nel sud-ovest degli Stati Uniti, il risparmio idrico domestico individuale può raggiungere fino al 1.000% dopo l’installazione di pannelli solari sul tetto.

Questi calcoli sull’uso dell’acqua sono il seguito di un recente libro Vengosh e Weinthal pubblicato all’inizio di quest’anno sull’intersezione tra energia e qualità dell’acqua che fornisce una linea di base dettagliata per il consumo di acqua di varie fonti di combustibili fossili.

Durante la chiusura della pandemia, gli autori avevano deciso di aggiungere pannelli solari alla casa che condividono. Mentre all’inizio la motivazione principale era quella di risparmiare emissioni di carbonio, dopo un po’ si sono resi conto che può anche far risparmiare acqua.

“Quindi questo articolo è davvero un prodotto del desiderio di decarbonizzare la nostra vita personale”, ha detto Weinthal. “Insegno politica ambientale globale e insegno l’accordo di Parigi e cerco sempre di convincere gli studenti a collegare ciò che sta accadendo a livello interstatale con ciò che possiamo fare con le nostre forme di agenzia”.

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Oggi, le celle solari fotovoltaiche rappresentano circa l’1,5% della fornitura elettrica nazionale. Ciò rappresenta un risparmio di 99 miliardi di galloni d’acqua all’anno, stimano gli autori, che equivale a circa quattro giorni del consumo totale di acqua della California. Ma con l’aumentare della percentuale solare, aumenteranno anche i risparmi.

Il loro documento confronta anche il consumo di acqua per l’energia per stato, poiché ogni stato utilizza diverse fonti di energia per la generazione di elettricità e ha modelli di utilizzo e numero di case diversi.

Gli stati del New England, ad esempio, mostrano enormi vittorie per la conversione al solare perché non usano molta elettricità per l’aria condizionata e tendono a riscaldare le loro case con il petrolio, non con l’elettricità, ha detto Vengosh. Anche l’Arizona e la California, stati che hanno carenza d’acqua e molte giornate di sole, sarebbero grandi vincitori.

Nel loro libro, Weinthal e Vengosh hanno mostrato che l’uso dell’acqua è solo una parte del puzzle. La contaminazione delle risorse idriche a causa dell’estrazione del carbone, del fracking e dello smaltimento delle ceneri di carbone riduce ulteriormente la disponibilità di acqua e, pertanto, l’impronta idrica derivante dall’estrazione di combustibili fossili è molto più ampia di quanto pensiamo.

“Abbiamo anche cercato di quantificare gli effetti sulla qualità dell’acqua, come la quantità di acqua contaminata da un evento come la fuoriuscita di petrolio o lo smaltimento cronico di ceneri di carbone nelle risorse idriche”, ha affermato Vengosh. “Quindi, se conosci il volume della fuoriuscita di petrolio, puoi tradurlo nel volume di acqua che viene contaminata e persa”.

L’importante è valutare il costo totale di qualsiasi tecnologia, ha affermato Weinthal. “Dobbiamo muoverci verso le energie rinnovabili, il solare e l’eolico, ma così facendo, dobbiamo riconoscere che per qualsiasi forma di infrastruttura energetica, anche se rinnovabile, potrebbero esserci dei costi quando si tratta di acqua. Bisogna pensa all’impronta idrica per qualsiasi forma di produzione di energia”, ha affermato.

I ricercatori hanno già rivolto la loro attenzione all’uso dell’acqua e agli effetti ambientali dell’estrazione del litio, un metallo fondamentale per le batterie di prossima generazione.


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