Drijvende zonnepanelen kunnen broeikasgasemissies op kleine vijvers verhogen, blijkt uit onderzoek
Een onderzoeksteam onder leiding van Steven Grodsky, assistent-professor en assistent-unitleider van de New York Cooperative Fish and Wildlife Research Unit, heeft in 2023 drijvende zonnepanelen geïnstalleerd bij de Cornell Experimental Pond Facility. Deze innovatie belooft efficiëntie en het potentieel om landbouw- en natuurgebieden te sparen, maar een nieuw experiment onthult milieu-invloeden.
In de eerste manipulatieve veldstudie die de milieu-impact van drijvende zonnepanelen onderzoekt, gepubliceerd op 6 december in Environmental Science & Technology, ontdekten onderzoekers dat drijvende zonnepanelen de uitstoot van broeikasgassen in kleine vijvers met bijna 27% verhoogden. “Er zijn veel artikelen over drijvende zonnepanelen verschenen, maar deze zijn voornamelijk gebaseerd op modellering en projecties,” zegt Steven Grodsky. “Dit is de eerste manipulatieve studie die empirische resultaten oplevert. Het laat zien wat er daadwerkelijk gebeurt. We ontdekten dat er een toename van broeikasgasemissies was uit vijvers met drijvende zonnepanelen.”
Grodsky en zijn collega’s bedekten drie vijvers bij de Cornell Experimental Pond Facility met zonnepanelen, met een dekking van 70%, en ontdekten dat de uitstoot van methaan en kooldioxide bijna onmiddellijk toenam—met 26,8% vergeleken met vijvers zonder zonnepanelen—terwijl het opgeloste zuurstofgehalte in de vijvers aanzienlijk afnam. “Als je drijvende zonnepanelen plaatst, verlaag je drastisch de zuurstofbeschikbaarheid voor organismen, verstoor je ecologische processen, de afbraak, de microben, de manier waarop de wind over het wateroppervlak beweegt. Alles is met elkaar verbonden,” voegde hij eraan toe.
De gegevens zijn bijzonder belangrijk omdat veel van de ontwikkeling van drijvende zonnepanelen in de VS momenteel plaatsvindt op kleine meren en vijvers. Dit is ook relevant voor de staat New York, waar drijvende zonnepanelen als alternatief voor terrestrische zonnepanelen overwogen kunnen worden. Voorstanders in de staat zijn onder anderen de Amerikaanse vertegenwoordiger Paul Tonko, die in 2023 wetgeving meehielp opstellen die opriep tot beoordelingen en ontwikkeling van Amerikaanse reservoirs als locaties voor drijvende zonnepanelen.
De studie biedt ook positieve aspecten voor drijvende zonnepanelen: vergeleken met terrestrische zonnepanelen zijn de broeikasgasemissies (per kilowattuur opgewekte energie) van drijvende zonnepanelen waarschijnlijk nog steeds lager dan die van terrestrische zonnepanelen en fossiele brandstofproductie. Een dekking van zeventig procent vertegenwoordigt ook een uiterste limiet, en de onderzoekers deden suggesties om de impact van de panelen te verminderen, zoals het verlagen van de dekking of het installeren van een luchtpomp om het water te agiteren, hoewel meer onderzoek nodig is.
“Het draait allemaal om afwegingen,” aldus Grodsky. “Maar we moeten ons bewust zijn van wat er gebeurt om ons aan te passen—misschien door anders te situeren, of de panelen anders te ontwerpen, of het percentage dekking te veranderen.” Het artikel maakt deel uit van een breder initiatief in Grodsky’s laboratorium om milieu- en sociale overwegingen in de beoordelingen van het potentieel van drijvende zonnepanelen te integreren—en om ontwikkelaars en regelgevers te helpen meer geïnformeerde beslissingen te nemen.
“Als je kijkt naar de geschiedenis van energieovergangen—van hout naar fossiele brandstoffen, bijvoorbeeld—was alles gebaseerd op energieproductie, en het milieu werd niet in overweging genomen. Nu hebben we milieurechtvaardigheid en klimaatverandering,” zegt Grodsky. “Het idee hier is om dat in een vroeg stadium aan te pakken en onze benadering van deze energieovergang opnieuw te bekijken.”
Co-auteurs van de veldstudie zijn Nicholas E. Ray, een voormalige postdoctorale onderzoeker aan Cornell die nu assistent-professor is aan de Universiteit van Delaware; en Meredith A. Holgerson, assistent-professor in ecologie en evolutionaire biologie aan CALS.
