System nawadniania upraw o zerowym zużyciu energii i niskim zużyciu wody
Technologia opracowana i przetestowana w ramach finansowanego ze środków UE projektu MASLOWATEN została przekazana do 27 europejskich małych i średnich przedsiębiorstw, które aktualnie komercjalizują i instalują systemy w gospodarstwach rolnych. „Fotowoltaiczne systemy nawadniające wcale nie należą do przyszłości”, zapewnia koordynator projektu, dr Luis Narvarte z Politechniki w Madrycie. „One należą do teraźniejszości, a my przewidujemy szybki wzrost rynku dla tych rozwiązań”.
Palący problem
Nawadnianie ma istotne znaczenie dla bezpieczeństwa żywności, wielkości zatrudnienia i rozwoju gospodarczego. Choć nawadniane pola uprawne stanowią zaledwie 20 % powierzchni ziemi przeznaczonej pod uprawę, odpowiadają za produkcję ponad 40 % żywności na świecie. Na obszarach, gdzie zmienność roczna i sezonowa opadów jest wysoka, irygacja pól jest konieczna dla zapewnienia dywersyfikacji upraw, odpowiedniej wielkości i jakości zbiorów oraz stabilnych dostaw żywności. Jednak zależność od nawadniania i presja z tym związana nieustannie rosną. Pomimo obaw związanych z niedoborem wody, pola są zbyt często nawadniane przez niewydajne systemy bez kontroli zapotrzebowania na wodę. „Ponadto unowocześnione systemy nawadniające to ciśnieniowe systemy zraszające, obrotowe i kropelkowe”, zauważa dr Narvarte. „Takie systemy zużywają energię elektryczną wytwarzaną przez konwencjonalne źródła i emitują CO2”. A to już stanowi poważny problem. Dr Narvarte szacuje, że obszarom śródziemnomorskim grozi wzrost całkowitego zużycia wody do nawadniania pól od 4 % do 18 % na skutek samych tylko zmian klimatu, jeśli tamtejsze systemy nawadniające nie zostaną udoskonalone.
Zrównoważone rozwiązania rynkowe
Członkowie projektu MASLOWATEN poszukiwali możliwości przyspieszenia komercjalizacji w sektorze rolnictwa inteligentnych systemów nawadniających zasilanych z odnawialnych źródeł energii, aby móc przekazać rolnikom narzędzia do zrównoważonej wysokowydajnej produkcji. Częściowo udało im się ten cel osiągnąć poprzez zniesienie barier technologicznych związanych z wielkoskalowymi systemami nawadniającymi wykorzystującymi zjawisko fotowoltaiki. „Niektóre z problemów, jakie udało się nam pokonać, związane były z przerwami w dostawie energii spowodowanymi, na przykład, chwilowym zachmurzeniem oraz dostosowaniem produkcji energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej do zapotrzebowania na wodę”, tłumaczy dr Narvarte. I dodaje: „Mieliśmy możliwość ocenić działanie systemów demonstracyjnych przez okres dwóch lat”. W trakcie trwania projektu pięć pełnowymiarowych systemów demonstracyjnych zostało zainstalowanych na obszarze Hiszpanii, Portugalii, Maroka oraz Włoch. Każdy z systemów pilotażowych był dostosowany do różnych potrzeb rolników, kooperatyw, społeczności i przemysłu rolnego, a następnie monitorowany przez dwa lata, tak aby można było wykazać jego techniczną niezawodność, ekonomiczną wykonalność i troskę o środowisko. „Po tym czasie użytkownicy końcowi opowiadali nam o swoich doświadczeniach, a teraz, proszę mi wierzyć, polecają systemy nawadniające o dużej mocy innym rolnikom”. Systemy demonstracyjne przyniosły również imponujące oszczędności. Dzięki wykorzystaniu energii elektrycznej z odnawialnych źródeł rolnicy zapewnili sobie oszczędności kosztów energii na poziomie od 60 % do 80 %, zaś szacunkowe zużycie wody zmniejszyło się od 22 % do 34 %. „Ustaliliśmy, że okres zwrotu kosztów inwestowania w energooszczędność i zmniejszenie emisji CO2 wynosić będzie od 2 do 9 lat. To oznacza, że okres zwrotu nakładów na energię i emisję CO2 potrzebnych do ich wytworzenia wyniesie od 2 do 9 lat. Żywotność tej technologii oceniamy zaś na ponad 25 lat”. Zespół projektowy opracował narzędzia, np. specyfikacje techniczne obejmujące poziom jakości i wykonania, modele symulacyjne, akredytacje w zakresie ochrony środowiska oraz biznes plany dotyczące komercjalizacji, mające ułatwić wejście na rynek systemów nawadniających o dużej mocy, wykorzystujących zjawisko fotowoltaiki. Dr Narvarte jest przekonany, że zrównoważone rozwiązania dla najbardziej palących globalnych problemów są właśnie wprowadzane w życie. „Najważniejszym celem projektu MASLOWATEN było wprowadzenie na rynek naszego rozwiązania oraz wywarcie realnego wpływu na gospodarkę europejską i środowisko”, tłumaczy badacz. „Według naszych szacunków potencjał rynku dla tej technologii wynosi około 16 GW dla samej tylko Europy południowej, co przekłada się na potencjalny zysk rzędu około 24 mld EUR, ponad 290 tys. nowych miejsc pracy i ponad 16 mln ton mniej emisji CO2 rocznie”.
Słowa kluczowe
MASLOWATEN, fotowoltaika, nawadnianie, woda, odnawialne, energia, Hiszpania
