今年歐亞大陸大旱讓許多人見識到乾旱的威脅，其實在美國加州乾旱已經持續 22 年，去年甚至是 1,200 年來最乾旱的一年，為對抗新氣候模式，美國政府已將氣候適應下的創新基礎建設計畫列為重要政策，也催生許多抗旱的相關研究。現在加州也將展開一項概念驗證，即在灌溉運河安裝太陽能電池板遮陽棚，不僅能增加新能源發電，還能減少水分蒸發，成為全美首例。
過去 30 年美國西部天氣愈來愈極端，乾旱、熱浪、野火更加頻繁且規模愈來愈大。整個美國西部的大旱已經持續 22 年，2021 年特別嚴重，現在整個地區正處於至少 1200 年來最乾旱的時期。迫使加州採取許多措施應對氣候變化，包括北加州農民開始種植墨西哥抗旱植物龍舌蘭，政府宣布 2035 年禁售汽油車。
去年加州科學家想到一個方法，在運河上建太陽能板，既可以增加太陽能發電，又可以減少水資源因高溫而蒸發，還能減少水生植物擴張，維持水質。印度已經在運河上安裝太陽能電池板。美國科學家計算出若太陽能電池板覆蓋加州大約 4,000 英里的公共供水系統基礎設施，預計可以為該州每年節省 630 億加侖的水，足以灌溉 50,000 英畝的農田，或滿足超過 200 萬人的住宅用水需求。
太陽能電池板每年產生的 13 吉瓦太陽能，將相當於該州當前裝機容量六分之一，如果加州所有 4,000 英里的運河都覆蓋太陽能電池板，可產生 13 吉瓦可再生能源。1 吉瓦足以為 750,000 戶家庭供電，該計畫足以為 975 萬戶家庭供電。截至 2021 年 7 月，加州有 1,310 萬戶家庭。
科學家表示，運河的水還可以冷卻太陽能電池板，提高發電效率。而太陽能電池板可為水面提供遮蔭和防風保護，減少蒸發，減少水生植物生長，改善水質。加州大約 1%~2% 的水在炎熱的陽光下蒸發掉，面對乾旱條件，任何一滴水都彌足珍貴。
現在加州將開始驗證概念，規劃三個地點預計生產 5 兆瓦的可再生能源電力，可以進一步驗證太陽能電池板是否因中午遮蔭和減少風力，降低運河中的水分蒸發速度，以及是否可以減少植物生長來改善水質，減少運河維護需求，當然也要驗證可再生電力生產的能力。加州目標是到 2030 年 60% 的電力來自可再生能源。
參與這項計畫的 Solar AquaGrid 執行長表示，研究和常識告訴我們，在乾旱加劇的時代，是時候限制蒸發了，初步研究顯示，與地面安裝的太陽能系統相比，在開放的運河上安裝太陽能電池板可以大幅度節省水、能源和成本，還可因冷卻容易而提高太陽能發電效率。加州太陽能運河計畫資金來自政府資助的 2 千萬美元，預計將於秋季動工，2024 年完工，包括能源存儲，研究當太陽能發電因雲層覆蓋效率降低時，存儲設施如何支援當地電網。
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(首圖來源：Project Nexus)
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