Zdecentralizowana energia słoneczna może pomóc zakończyć niedobór wody i żywności

Dwa miliardy ludzi nie mają dziś dostępu do bezpiecznej wody pitnej. ¹ Skutki są fatalne — dla zdrowia ludzi, bezpieczeństwa żywnościowego, równości płci i nie tylko. Kiedy spojrzymy na to, kto nie ma czystej wody, związek z ubóstwem energetycznym jest wyraźny. To ludzie z terenów wiejskich, głównie (ale nie wyłącznie) w Afryce Subsaharyjskiej. ²

Te wzorce żyją nadal, nie dlatego, że brakuje nam technologii, ale dlatego, że nadal zakładamy, że rozwiązania na dużą skalę, czy to sieć elektryczna, czy konwencjonalne systemy wodne, pewnego dnia dotrą do tych wiejskich wiosek, jeśli tylko będziemy mieć wystarczająco dużo czasu. Musimy myśleć szerzej — lub raczej mniej. Musimy przyjąć zdecentralizowane technologie energetyczne. A przemysł solarny ma do odegrania zasadniczą rolę.

Po pierwsze, jakie są konsekwencje zdrowotne polegania na niepewnej wodzie pitnej? Przyjrzyjmy się statystykom. Według Centers for Disease Control and Prevention, prawie pół miliona dzieci poniżej piątego roku życia umiera każdego roku na biegunkę na całym świecie, podczas gdy kolejne 95 000 osób umiera na cholerę, a 129 000 na dur brzuszny. A 10 milionów ludzi cierpi na trachomę, główną przyczynę ślepoty, która wynika ze złej higieny i warunków sanitarnych. ³

Na całym świecie setki milionów ludzi jest zarażonych pasożytniczymi robakami, które są zazwyczaj związane ze słabymi lub nieistniejącymi usługami sanitarnymi. Miliony cierpią na chorobę robaka gwinejskiego, paskudną infekcję pasożytniczą rozprzestrzeniającą się przez brudną wodę pitną. ⁴

To tylko kilka przykładów spośród wielu sposobów, w jakie zanieczyszczona woda prowadzi do ludzkiego cierpienia.

Oczywiście, brak bezpieczeństwa wodnego również przyczynia się do braku bezpieczeństwa żywnościowego. Według Banku Światowego liczba osób cierpiących na ostry brak bezpieczeństwa żywnościowego wzrosła ze 135 milionów w 2019 r. do 345 milionów w połowie 2022 r. Zdecydowana większość tych osób mieszka na terenach wiejskich Afryki Subsaharyjskiej, Azji Południowej i Azji Południowo-Wschodniej. ⁵

Nie powinno dziwić, że wiele osób na całym świecie cierpiących z powodu braku wody i żywności nie ma również dostępu do podstawowej energii elektrycznej. Z pewnością widziałem tę korelację na przestrzeni lat podczas moich podróży do wiosek poza siecią, w których brak możliwości niezawodnego pompowania wody do picia i nawadniania doprowadził do chronicznego złego stanu zdrowia i poważnych ograniczeń w diecie.

Coraz bardziej docenia się znaczenie dostępu do energii dla zdrowia człowieka. Ale świadomość to tylko pierwszy krok w kierunku rozwiązań, a w tym przypadku najlepszym rozwiązaniem nie jest tak proste rozszerzenie sieci.

Koszt rozbudowy sieci jest różny, ale tam, gdzie gęstość zaludnienia jest niska, tak samo jest z zachętą dla przedsiębiorstw użyteczności publicznej do rozbudowy linii i łączenia społeczności. W krajach o niskim tempie elektryfikacji rządy często są już obciążone finansowo, nie mogąc lub nie chcąc sponsorować programów rozbudowy. Podczas gdy te wyzwania ekonomiczne i polityczne rozgrywają się w dużych miastach, mieszkańcy wsi pozostają w ciemności.

Ale jest i dobra wiadomość: tam, gdzie sieć energetyczna zawiodła lub w ogóle nie istnieje, nowe technologie oferują drogę naprzód, a to właśnie rozwiązania na małą skalę wyznaczają trendy.

Znajdowanie nowych sposobów wytwarzania czystej, odnawialnej energii w odległych, niepodłączonych do sieci środowiskach może często pomóc społecznościom wiejskim zarówno poprawić dostęp do bezpiecznej wody pitnej, jak i zwiększyć produktywność rolnictwa. Ten związek energii, wody i żywności stwarza okazję — lub, jak można by argumentować, odpowiedzialność — dla innowatorów w dziedzinie energii słonecznej, aby stanęli na wysokości zadania.

I to już się dzieje. Coraz więcej startupów opracowuje nowe zastosowania energii słonecznej, które są ukierunkowane konkretnie na poprawę dostępu do wody i zwiększenie produkcji żywności. A dzięki wysoce zdecentralizowanej naturze światła słonecznego, te zastosowania można szybko wdrożyć w obszarach wiejskich, które nie są podłączone do krajowych lub regionalnych sieci użyteczności publicznej.

Wykonalność podejścia na małą skalę, zdecentralizowanego, zapewniającego bezpieczeństwo żywnościowe i wodne, została udowodniona już w 2006 r. W dystrykcie Kalalé w Beninie historyczne uzależnienie od rolnictwa zależnego od opadów deszczu doprowadziło do powszechnego głodu i niedożywienia w ciągu sześciomiesięcznej pory suchej.

Współpracując z mieszkańcami Kalalé, Solar Electric Light Fund (SELF), gdzie pracuję, opracował rozwiązanie. SELF połączył dwie technologie, które istniały od dziesięcioleci, ale rzadko były używane razem: solarne pompowanie wody i nawadnianie kropelkowe.

To proste, ale eleganckie rozwiązanie, które SELF nazwał Solar Market Garden (SMG), umożliwiło rolniczkom w dystrykcie Kalalé uprawę wysoce odżywczych produktów przez cały rok. Nie tylko poprawiła się lokalna dieta, ale kobiety mogły również po raz pierwszy w życiu zarobić znaczne dochody dzięki sprzedaży świeżych produktów na lokalnym rynku.

W raporcie opublikowanym w Proceedings of the National Academy of Sciences naukowcy ze Stanford University doszli do wniosku, że SMG „znacznie zwiększa zarówno dochody gospodarstwa domowego, jak i spożycie składników odżywczych”. ⁶

Obecnie, oprócz nawadniania kropelkowego zasilanego energią słoneczną — które stało się znacznie bardziej powszechne w ciągu ostatnich 15 lat — innym rozwiązaniem rolniczym, które rokuje duże nadzieje na poprawę bezpieczeństwa żywnościowego, jest hydroponika. ⁷

Podobnie jak nawadnianie kroplowe, hydroponika może być zasilana energią słoneczną, ale w przeciwieństwie do gospodarstw nawadnianych kroplowo, systemy hydroponiczne oferują dodatkową zaletę, polegającą na tym, że nie są ograniczone warunkami glebowymi, ponieważ zazwyczaj są instalowane w szklarniach, które można postawić niemal wszędzie.

Energia słoneczna może być również pomocna w przygotowywaniu żywności, z rozwiązaniami takimi jak piece koncentracyjne słoneczne i małe piece solarno-elektryczne, a także w przechowywaniu żywności, poprzez lodówki słoneczne i chłodnie typu walk-in. Aplikacje zasilane energią słoneczną mogą teraz zasilać cały łańcuch żywnościowy, od produkcji i przetwarzania po konsumpcję i przechowywanie w chłodni.

Ale wróćmy do wody. Jeśli chodzi o produkcję czystej wody pitnej, raz jeszcze, energia słoneczna odgrywa kluczową rolę. Oprócz wykorzystania w konwencjonalnych technologiach oczyszczania, takich jak odwrócona osmoza i filtracja, energia słoneczna pomaga teraz zasilać kolejną generację rozwiązań wody pitnej. Na myśl przychodzą dwa przykłady.

One to nowa klasa produktów „powietrze-woda”, które generują czystą wodę pitną poprzez ekstrakcję wilgoci bezpośrednio z powietrza otoczenia. Zasilane energią słoneczną, produkty te można wdrażać i obsługiwać praktycznie w dowolnym miejscu na świecie, w niektórych przypadkach nawet w suchych środowiskach pustynnych o niskim poziomie wilgotności.

Drugi przykład, który niedawno powstał w laboratorium Massachusetts Institute of Technology (MIT), to kompaktowe, przenośne urządzenie do odsalania, które zużywa mniej prądu niż ładowarka do telefonu komórkowego.

Podczas gdy konwencjonalna technologia odsalania opiera się na odwróconej osmozie, to urządzenie zasilane energią słoneczną wykorzystuje niewielki prąd elektryczny, który usuwa sól i bakterie z wody morskiej, jak również słonawej. MIT wydzielił spółkę NONA Technologies, aby skomercjalizować tę technologię.

W miarę nasilania się zmian klimatycznych nasze problemy z wodą i żywnością będą się pogłębiać. ⁸ Czysta energia jest częścią rozwiązania, nie tylko jako taktyka łagodzenia, ale także jako taktyka adaptacyjna.

Modułowe systemy zasilane energią słoneczną mogą spotkać mieszkańców wsi tam, gdzie się znajdują. Branża solarna ma nie tylko moralny imperatyw, ale także wyjątkową okazję biznesową do integracji z nowymi zdecentralizowanymi technologiami, aby zasilać naszą czystą przyszłość energetyczną. Może to stworzyć ratujące życie rozwiązania w zakresie wody i żywności.

Konwencjonalne myślenie nie dotrze do ostatnich dwóch miliardów. Czas być odważnym w dążeniu do tego, co dotrze.

Źródła

1. http://tinyurl.com/44j74rbt
2. https://tinyurl.com/yf7mnp2b
3. http://tinyurl.com/44j74rbt
4. Tamże.
5. http://tinyurl.com/a3hmmyyw
6. http://tinyurl.com/5xtezutb
7. https://tinyurl.com/2z8dar5n
8. https://tinyurl.com/2mjada7u

O autorze

Robert A. Freling jest dyrektorem wykonawczym Solar Electric Light Fund. Od Beninu po Bhutan, podróżował do najbardziej odległych miejsc na świecie, wdrażając rozwiązania zasilane energią słoneczną dla osób żyjących w ubóstwie energetycznym. Od 1995 r. opowiada się za powszechnym dostępem do energii. Jest członkiem American Solar Energy Society.