นักวิจัยพบว่าพลังงานหมุนเวียนมีส่วนช่วยในการอนุรักษ์น้ำบาดาลในฤดูแล้ง

          แคลิฟอร์เนียเป็นรัฐเกษตรกรรมขนาดใหญ่ของประเทศสหรัฐอเมริกาที่ได้รับผลกระทบจากภัยแล้งมาเป็นเวลาหลายทศวรรษ โดยงานวิจัยจาก Arizona State University ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Solid Earth เมื่อไม่นานมานี้ได้แสดงให้เห็นว่าความจุของชั้นน้ำ (aquifer) ของ San Joaquin Valley ใน Central Valley ได้หดตัวลงอย่างถาวรประมาณ 5.25 เปอร์เซ็นต์เนื่องจากภัยแล้งครั้งใหญ่ในปี ค.ศ.2007 ถึง 2009 และปี ค.ศ.2012 ถึง 2015 ซึ่งความจุของน้ำบาดาลที่สูญเสียไปมีมากกว่า 30 ลูกบาศก์กิโลเมตร


          คณะวิจัยได้สำรวจการหดตัวของชั้นน้ำบาดาลโดยใช้เครื่องมือหลายอย่าง ได้แก่ การตรวจวัดสนามโน้มถ่วงด้วยดาวเทียมฝาแฝดที่มีชื่อว่า Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) ระหว่างปี ค.ศ.2002 ถึง 2017 การเคลื่อนตัวในแนวดิ่งของพื้นดินด้วย GPS การหดตัวของพื้นดินด้วยเทคนิคทางเรดาร์ที่เรียกว่า InSAR และการหดตัวของชั้นดินในบ่อน้ำบาดาลด้วยเครื่อง extensometer ซึ่งการสูญเสียน้ำบาดาลปริมาณมหาศาลอย่างต่อเนื่องจะส่งผลต่อการทรุดตัวของแผ่นดิน ถนน ทางรถไฟ และโครงสร้างอื่นๆ อย่างไรก็ตาม งานวิจัยใหม่ที่ทำการศึกษาในพื้นที่เดียวกันได้พบว่าปัญหาการสูญเสียน้ำบาดาลกำลังลดลงเนื่องจากการมาถึงของพลังงานหมุนเวียน

            เมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายนที่ผ่านมา คณะวิจัยนำโดย Xiaogang He อดีตนักศึกษาปริญญาเอกจาก Princeton University ได้เผยแพร่งานวิจัยชื่อ Solar and wind energy enhances drought resilience and groundwater sustainability ลงในวารสาร Nature Communications โดยงานวิจัยดังกล่าวได้ศึกษาการใช้น้ำผิวดิน (surface water) และการอนุรักษ์น้ำบาดาล เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมในพื้นที่เกษตรกรรม


          โดยทั่วไป น้ำผิวดินส่วนหนึ่งจะถูกนำไปใช้ขับเคลื่อนกังหันของเขื่อนเพื่อผลิตไฟฟ้า การบริหารจัดการดังกล่าวจะไม่มีผลกระทบต่อปริมาณน้ำใต้ดินหากในช่วงเวลานั้นน้ำผิวดินมีปริมาณมาก แต่ในช่วงเวลาที่น้ำผิวดินมีปริมาณน้อย เกษตรกรจึงจำเป็นต้องสูบน้ำบาดาลขึ้นมาใช้แทน ซึ่งการศึกษาของคณะวิจัยเกี่ยวกับการใช้น้ำในรัฐแคลิฟอร์เนียได้แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมสามารถช่วยลดการพึ่งพาพลังงานไฟฟ้าจากเขื่อนในฤดูแล้งได้เป็นอย่างดี กล่าวคือพลังงานหมุนเวียนที่เข้ามาทดแทนจะทำให้น้ำผิวดินถูกโยกย้ายไปใช้ในพื้นที่เกษตรกรรมมากขึ้น ส่งผลให้เกษตรกรใช้น้ำบาดาลน้อยลงนั่นเอง

            ปกติแล้วพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมมักถูกนำเสนอข้อดีเนื่องจากไม่มีการปลดปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และมลภาวะทางอากาศขณะทำงาน แต่งานวิจัยนี้เป็นครั้งแรกที่มีการศึกษาผลกระทบของพลังงานหมุนเวียนในด้านความมั่นคงทางอาหารและการอนุรักษ์น้ำบาดาล อีกแง่หนึ่ง การสูบน้ำบาดาลที่น้อยลงยังสามารถลดโอกาสการเกิดหลุมยุบ (sinkhole) และแผ่นดินทรุด (land subsidence) ในพื้นที่เกษตรกรรมได้อีกด้วย

            แม้งานวิจัยนี้จะไม่ใช่การค้นพบเชิงทฤษฎีหรือเทคโนโลยีใหม่ๆ แต่ผลการศึกษาได้แสดงให้เห็น “แง่มุมอื่น” ที่ทั้งลึกและกว้างเนื่องจากการพัฒนาของพลังงานหมุนเวียน และเป็นหลักฐานอีกชิ้นหนึ่งที่ย้ำเตือนว่าพลังงานหมุนเวียนมีความสำคัญต่อความยั่งยืนในอนาคต

 

อ้างอิง
 

• https://m.phys.org/news/2019-11-solar-energy-groundwater-drought-agriculture.html?fbclid=IwAR2QJtE2WPPQfxTy0SvXxFp60BSP_uQJee5281sHyGYy5IGFvtUJ7Ic08rs
• https://phys.org/news/2019-03-western-droughts-permanent-loss-major.html?fbclid=IwAR3755h9w5oxwZPPJyE5zwR6lVCSkNCM7SI1sQ6D80jX9mfFG71FR3p_4_w
• https://www.usgs.gov/centers/ca-water-ls/science/measuring-and-monitoring?fbclid=IwAR3zhQHY4kHb7ozKYUk-5aKTg7p-c2BH0KgFvLzUMOnxKqH8TGRsRfuHk6Y
• https://blog.ucsusa.org/laura-wisland/how-should-california-design-its-renewable-energy-future-318