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Mudar para energia solar e eólica reduzirá o uso de água subterrânea

Imagem: Stanford University

Os pesquisadores do IIASA exploraram os caminhos ideais para gerenciar as trocas de água subterrânea e hidrelétrica para diferentes condições de disponibilidade de água na Califórnia.

A combinação de energia solar e eólica com a energia hidrelétrica pode beneficiar o nexo água-comida-energia.

A Califórnia é o maior produtor agrícola dos EUA. No meio de uma das secas mais devastadoras já registradas (2012–2017), o setor agrícola ainda ganhou US $ 47 bilhões e contribuiu com 13% da produção agrícola total do país em 2015. Essa capacidade de manter a receita agrícola, juntamente com a resiliência geral do setor agrícola, dependiam amplamente do uso insustentável das águas subterrâneas, que, embora efetivamente compensassem o impacto da seca, contribuíam para o esgotamento severo das águas subterrâneas.

Durante a parte mais seca da seca, a diminuição da disponibilidade de água de superfície também viu a geração de energia hidrelétrica da Califórnia cair substancialmente abaixo da média de longo prazo. Esse déficit de energia foi compensado pela eletricidade gerada pela frota solar e eólica em rápido crescimento no estado, bem como pelo aumento do uso de gás natural e eletricidade comprados de fontes fora do estado. De fato, em 2012, a geração de energia solar e eólica excedeu a energia hidrelétrica na Califórnia devido ao declínio do custo das turbinas eólicas e da energia solar fotovoltaica, juntamente com a popularidade e rigor do Padrão de Portfólio de Renováveis ​​(RPS), que exige mais de um terço do estado com geração de eletricidade proveniente de energia solar e eólica até 2030. A partir do próximo ano, a energia solar será obrigatória para casas recém-construídas na Califórnia.

Aumentando a resiliência a choques hidroclimáticos

De acordo com um novo estudo publicado na Nature Communications, existem benefícios subestimados da energia solar e eólica no nexo água-comida-energia que ainda são pouco compreendidos, mas têm implicações para otimizar as compensações entre energia e produção de alimentos, bem como para melhorar a resiliência à seca e a sustentabilidade dos recursos hídricos. O estudo é o primeiro a quantificar os benefícios adicionais da energia solar e eólica na melhoria da resiliência a choques hidroclimáticos como secas, além de seu papel tradicional de melhorar a qualidade do ar e mitigar as emissões de gases de efeito estufa.

“A energia solar e eólica na Califórnia aumentará a resiliência à seca e beneficiará a sustentabilidade das águas subterrâneas e, portanto, criará um valor agregado para a produção de energia e alimentos”, explica o principal autor do estudo, Xiaogang He, um ex-aluno do IIASA Young Scientists Summer Program (YSSP) 2017 . Atualmente, ele é pós-doutorado em Engenharia Civil e Ambiental no programa Water in the West de Stanford e professor assistente no departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade Nacional de Cingapura.

Solar e eólica também podem melhorar a resiliência à seca

Os autores explicam que anteriormente, os benefícios da energia solar e eólica eram geralmente avaliados em termos de substituição de combustíveis fósseis e redução da poluição do ar. Com base em suas análises, eles descobriram que o aumento da penetração de energia solar e eólica também pode, na verdade, aumentar a resiliência à seca e a sustentabilidade das águas subterrâneas, desviando a alocação das águas superficiais da energia hidrelétrica para a irrigação e, assim, reduzindo a captação das águas subterrâneas.

“O estudo destaca os co-benefícios entre o fornecimento de energia e o meio ambiente, no sentido de que a manutenção da sustentabilidade das águas subterrâneas pode compensar parcialmente o impacto das regulamentações sobre as águas subterrâneas - como a Lei de Gerenciamento Sustentável das Águas Subterrâneas, recentemente aprovada - na perda de receita agrícola”, afirma o co-autor do estudo. Justin Sheffield, professor de hidrologia e sensoriamento remoto na Universidade de Southampton, no Reino Unido.

Beneficiando-se mutuamente o nexo água-alimento-energia

De acordo com os pesquisadores, seu principal objetivo era determinar como identificar os caminhos ideais para o gerenciamento de trade-offs de águas subterrâneas e hidrelétricas em relação a diferentes condições de disponibilidade de água sob a influência de maior penetração da energia solar e eólica no mix de energia. Seus resultados indicam que a combinação de energia solar e eólica com sistemas hidrelétricos pode alcançar um benefício mútuo subestimado para o nexo água-alimento-energia.

No estudo, a Califórnia foi usada como um estudo de caso para desenvolver uma estrutura de fronteira de trade-off para quantificar o valor para a sustentabilidade da água da energia solar e eólica. Os pesquisadores, no entanto, alertam que essa estrutura de modelagem representa como a Califórnia responderia a futuros aumentos no uso de fontes de energia renováveis, o que significa que as recomendações de políticas devem ser vistas com cuidado para que essa estrutura seja aplicada em escalas menores. Relacionados a isso, os autores afirmam que a análise econômica atual pode ser estendida para incorporar o bem-estar social, calculando o valor presente das receitas atuais e futuras dos usos das águas subterrâneas. Os autores enfatizam que a importância do uso de uma estrutura de modelagem integrada entre as disciplinas para abordar os problemas entrelaçados em água, alimentos e energia não pode ser enfatizada demais.

Possíveis implicações para a Califórnia - ou outros países

“O valor social não descoberto e subestimado da energia solar e eólica pode ajudar a desenvolver caminhos de impacto no apoio a políticas e levar a mudanças práticas positivas para a água e a segurança alimentar sustentáveis. Nosso trabalho é único e oportuno e pode ter amplo interesse e implicações para a Califórnia, outros estados nos EUA - e até outros países. Nossa estrutura é suficientemente flexível para ser aplicada para gerenciar melhor as compensações entre água, comida e energia nas regiões em desenvolvimento e facilitar o progresso em direção aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU ”, conclui o co-autor do estudo Peter Burek, pesquisador da Programa de Água IIASA. (mfo)

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Fonte: https://www.pveurope.eu/News/Installation/Switching-to-solar-and-wind-will-reduce-groundwater-use?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=20191129_Renewables+with+most+benefits%2C+solar+and+wind+reduce+gr

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