2019-11-06 19:26:01
太阳能和风能为干旱农业保留地下水

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太阳能和风电场正在全国各地兴起,以降低碳排放量,这些可再生能源还具有另一个重要作用:将更多的水留在地下。

普林斯顿大学领导的一项新的《自然通讯》研究报告首次表明,太阳能和风能不仅可以增强抗旱能力,而且还有助于地下水的可持续性。

研究人员以易受干旱影响的加利福尼亚为例,研究表明,增加太阳能和风能可以减少对水电的依赖,尤其是在干旱期间。因此,这可以帮助将更多的地表水从水力发电转移到灌溉,从而减少总体地下水抽取。

研究的主要作者何小刚说,虽然这项研究的范围集中在美国,但该框架也可以在国际上应用,特别是为致力于实现联合国可持续发展目标的决策者。 。普林斯顿大学的学生。他现在是斯坦福大学的西方水博士后研究员。

新加坡国立大学土木与环境工程系新任助理教授何说:“传统上,太阳能和风能的社会价值主要集中在减轻空气污染和减少碳排放上。” “但是,如果我们以不同的角度看待这个问题,例如水-食物-能量的联系,那么我们的论文就会发现一些未被认可和未被充分认识的效应,这些效应在过去的研究中被忽略了。”

研究团队开发了一个权衡前沿的框架,以量化太阳能和风能如何有益于地下水的可持续性。权衡框架对政策特别有用,因为它们着眼于多种结果,例如应使用多少太阳能和风能以最大化经济收入,或者太阳能和风能如何确保地下水的回收。研究人员使用该框架量化了最大化水电和农业收入的最佳途径,同时避免了地下水的枯竭。

他和他的合作者以加利福尼亚为案例研究,因为它是美国最大的农业生产国。它还经历了2012年至2017年间有史以来最严重的干旱之一,这是调节无节制的地下水使用的催化剂。与此同时,得益于较低的价格和国家规定,太阳能和风能发电在该州开始超过水力发电。

尽管该州的农业部门在此期间仍主要依靠不可持续的地下水存储来赚取470亿美元,但这种策略在未来是站不住脚的。他说,随着加利福尼亚州预计将出现更多干旱,再加上由于社会经济发展而导致的需水量增加,这将给地下水储存增加负担。

根据研究人员的框架,太阳能和风能正在帮助并将继续这样做。结果表明,同时部署太阳能和风能,以及早于晚于地下水的使用规定是有益的。当这两个策略协同工作时,总体收益就会增加。

他说:“我们的结果还表明,决策者在计划进一步部署太阳能和风能时需要考虑到地下水枯竭的长期前景。” “如果将来地下水蓄水层继续枯竭,那么渗透的太阳能和风能的附加值将大大减少。”

不过,研究人员在将这些发现推论至较小规模的政策建议时仍应谨慎行事。他们强调跨学科的集成建模,这可以帮助解决与水,食物和能源有关的相互交织的问题。

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