Overal in het land duiken zonne- en windparken op om de CO2-uitstoot te verminderen, en deze hernieuwbare energiebronnen hebben nog een ander belangrijk effect:meer water in de grond houden.

Een nieuwe door Princeton University geleide studie in Natuurcommunicatie is een van de eersten die aantoont dat zonne- en windenergie niet alleen de weerstand tegen droogte verbeteren, maar ook helpen bij de duurzaamheid van het grondwater.

Door het droogtegevoelige Californië als case study te gebruiken, de onderzoekers laten zien dat meer zonne- en windenergie de afhankelijkheid van waterkracht kan verminderen, vooral tijdens droogte. Bijgevolg, dit zou kunnen helpen om meer oppervlaktewater van waterkracht naar irrigatie te leiden, waardoor de totale grondwateronttrekking wordt verminderd.

Hoewel de reikwijdte van dit onderzoek zich richtte op de Verenigde Staten, het raamwerk is ook internationaal toepasbaar, in het bijzonder voor beleidsmakers die werken aan de doelstellingen voor duurzame ontwikkeling van de VN, zei hoofdauteur Xiaogang He, die aan de studie werkte als een Ph.D. student aan Princeton. Hij is nu een postdoctoraal onderzoeker bij Water in the West aan de Stanford University.

"Traditioneel, de maatschappelijke waarde van zonne- en windenergie is vooral gericht geweest op mitigatie van luchtvervuiling en vermindering van de CO2-uitstoot, " zei hij, een inkomende assistent-professor bij de afdeling Civiele en Milieutechniek aan de National University of Singapore. "Echter, als we het probleem vanuit een andere hoek bekijken - zoals de water-voedsel-energie-nexus - dan identificeert ons artikel enkele niet-herkende en ondergewaardeerde effecten die in eerdere onderzoeken over het hoofd zijn gezien."

Het onderzoeksteam ontwikkelde een grensverleggend kader om te kwantificeren hoe zonne- en windenergie de duurzaamheid van grondwater ten goede kunnen komen. Afruilkaders zijn met name nuttig voor beleid omdat ze naar meerdere uitkomsten kijken, zoals hoeveel zonne- en windenergie moet worden gebruikt om de economische inkomsten te maximaliseren, of hoe zonne- en windenergie kunnen zorgen voor grondwaterherstel. De onderzoekers gebruikten het raamwerk om de optimale routes te kwantificeren voor het maximaliseren van hydro-elektriciteit en landbouwinkomen, terwijl verdroging van het grondwater wordt vermeden.

Hij en zijn medewerkers gebruikten Californië als case study, aangezien het de grootste landbouwproducent in de Verenigde Staten is. Het heeft ook een van de ernstigste droogtes ooit meegemaakt tussen 2012 en 2017, die als katalysator diende om onbeperkt grondwatergebruik te reguleren. Tegelijkertijd, zonne- en windenergie begon de waterkracht in de staat te overtreffen dankzij lagere prijzen en staatsmandaten.

Hoewel de landbouwsector van de staat in die tijd nog 47 miljard dollar wist te verdienen door grotendeels te vertrouwen op niet-duurzame grondwatervoorraden, deze strategie is in de toekomst onhoudbaar. Met meer verwachte droogte in Californië - in combinatie met een grotere vraag naar water als gevolg van sociaaleconomische ontwikkeling - zal dit de grondwateropslag meer belasten, Hij zei.

Zonne- en windenergie helpen wel, en zal dat blijven doen, volgens het kader van de onderzoekers. De resultaten suggereren dat het voordelig is om gelijktijdig zonne- en windenergie in te zetten en eerder dan later regelgeving op te leggen aan het grondwatergebruik. Wanneer deze twee beleidsmaatregelen samengaan, er is een verhoogd algemeen voordeel.

"Onze resultaten suggereren ook dat beleidsmakers rekening moeten houden met de langetermijnvooruitzichten van uitputting van het grondwater bij het plannen van verdere inzet van zonne- en windenergie, "Hij zei. "Als grondwaterlagen in de toekomst steeds meer uitgeput raken, dan zal de meerwaarde van indringende zonne- en windenergie grotendeels afnemen."

Nog altijd, de onderzoekers dringen aan op voorzichtigheid bij het extrapoleren van deze bevindingen naar kleinere beleidsaanbevelingen. Ze benadrukken geïntegreerde modellering over disciplines heen, die kunnen helpen bij het aanpakken van de met elkaar verweven problemen met betrekking tot water, voedsel, en energie.

De krant, "Zonne- en windenergie verbetert de droogtebestendigheid en de duurzaamheid van het grondwater, " zal verschijnen in Natuurcommunicatie op 6 november