كانت المجتمعات ذات الدخل المنخفض في جميع أنحاء الولايات المتحدة لفترة طويلة أبطأ بكثير في اعتماد الطاقة الشمسية من جيرانها الأثرياء، حتى عندما تقدم الوكالات المحلية والفدرالية إعفاءات ضريبية وحوافز مالية أخرى.
لكن الأسطح التجارية والصناعية، مثل تلك الموجودة فوق مباني البيع بالتجزئة والمصانع، توفر فرصة كبيرة لتقليل ما يسميه الباحثون "فجوة حقوق الطاقة الشمسية"، وفقًا لدراسة جديدة نُشرت في عام 2019. الطاقة الطبيعة وبقيادة باحثين في جامعة ستانفورد.
وقال رام راجاجوبال، كبير مؤلفي الدراسة: "تمثل فجوة العدالة في الطاقة الشمسية مشكلة خطيرة في المجتمعات المحرومة، ويرجع ذلك جزئيًا إلى عدم المساواة في الدخل، ولكن أيضًا لأن الطاقة الشمسية السكنية ليست عملية عادةً للأشخاص الذين لا يمتلكون منازلهم". وأستاذ مشارك في الهندسة المدنية والبيئية والهندسة الكهربائية في جامعة ستانفورد. "تظهر هذه الدراسة الجديدة أن العقارات التجارية والصناعية لديها القدرة على استضافة موارد الطاقة الشمسية لسد جزء من هذه الفجوة."
الموارد غير المستغلة
أولاً، الأخبار السيئة. ووجد الباحثون أن أسطح المنازل غير السكنية تولد كهرباء أقل بنسبة 38% في المجتمعات المحرومة مقارنة بالمجتمعات الأكثر ثراء. وقد اتسعت هذه الفجوة، التي ترجع بشكل رئيسي إلى انخفاض الانتشار في المناطق الفقيرة، على مدى العقدين الماضيين. ومع ذلك، فإن هذه الفجوة أقل بكثير من فجوة الطاقة الشمسية السكنية في هذه الأحياء.
والخبر السار، كما يقول الباحثون، هو أن المباني غير السكنية لديها قدرة كبيرة غير مستخدمة لإنتاج الطاقة الشمسية لمصلحتها الخاصة ولتزويد المجتمعات المحيطة بها. وفي المجتمعات ذات الدخل المنخفض، قد تكون المؤسسات التجارية أكثر استجابة للحوافز الحكومية للطاقة الشمسية من الأسر. وجدت دراسة سابقة أجراها نفس الباحثين أن العملاء المقيمين في المجتمعات المحرومة، الذين قد يكون لديهم موارد مالية أقل وغالباً لا يمتلكون منازلهم، يظهرون استجابة أقل للإعفاءات الضريبية والحوافز المالية الأخرى.
وقال موريتز ووسو، المؤلف الرئيسي للدراسة: "باستخدام قاعدة بيانات DeepSolar في جامعة ستانفورد، قدرنا أن الألواح الشمسية في المباني غير السكنية يمكن أن تلبي أكثر من خمس الطلب السنوي على الكهرباء السكنية في ما يقرب من ثلثي المجتمعات المحرومة".
قال ووسو، الذي كان طالبًا باحثًا زائرًا في مجموعة مختبر راجاجوبال في عامي 2022 و2023: "أيضًا، ستكون التكلفة الأولية لهذه الطاقة أقل في العديد من المجتمعات من الأسعار السكنية التي تفرضها مرافق الكهرباء المحلية".
ولقياس توزيع منشآت الطاقة الشمسية غير السكنية، استخدم الباحثون صور الأقمار الصناعية والذكاء الاصطناعي لتحديد عدد وحجم المصفوفات الشمسية على الأسطح في 72,739 منطقة تعداد في جميع أنحاء الولايات المتحدة. وتعتبر حكومة الولايات المتحدة حوالي ثلث هذه المناطق محرومة.
قام الفريق بتتبع نشر الطاقة الشمسية غير السكنية بالإضافة إلى كمية الأسطح غير المستخدمة التي ستكون مرشحة جيدة لتركيب الطاقة الشمسية من عام 2006 حتى عام 2016 ثم مرة أخرى لعام 2022. ثم قاموا بحساب متوسط التكلفة السنوية لإنتاج الكهرباء الشمسية في كل منطقة، على أساس على كمية التعرض لأشعة الشمس المحلية والمتغيرات الأخرى. وتراوحت التكاليف من حوالي 6.4 سنتًا لكل كيلووات/ساعة في نيو مكسيكو المشمسة إلى ما يقرب من 11 سنتًا في ألاسكا. لكن هذه التكاليف كانت أقل من أسعار الكهرباء السكنية في العديد من تلك المناطق، حتى في العديد من الولايات الشمالية.
وأشار تشاد زانوكو، المؤلف المشارك في الدراسة الجديدة وزميل ما بعد الدكتوراه في الهندسة المدنية والبيئية، إلى أن توصيل الطاقة إلى المناطق السكنية سيتضمن تكاليف أخرى، مثل تخزين البطاريات وبناء شبكات صغيرة.
وقال زانوكو: "نحن نقدر أن تخزين البطاريات سيزيد من إجمالي تكاليف النظام بنحو 50%، ولكن حتى هذا سيكون عمليًا في ما يقرب من ثلثي المجتمعات المحرومة التي درسناها".
وفورات الحجم
وكتب الباحثون أنه إذا تمكنت المصفوفات الشمسية التجارية والصناعية من تغذية فائض الكهرباء لديها إلى شبكات الطاقة المحلية، فيمكن للسكان ذوي الدخل المنخفض الحصول على الكهرباء من خلال الاشتراكات المجتمعية بدلاً من بناء ألواحهم الخاصة على الأسطح. توفر المواقع التجارية والصناعية أيضًا وفورات حجم أكبر مقارنة بالألواح الشمسية المنزلية الفردية. وهناك ميزة كبيرة أخرى تتمثل في أن عملاء الطاقة غير السكنية قد يكونون أيضًا حساسين للغاية للحوافز الضريبية والحوافز الحكومية الأخرى، مما يؤدي إلى زيادة اعتمادها.
وأشار الباحثون إلى أن المزيد من خفض الحواجز هو قانون الحد من التضخم لعام 2022، الذي قدم مليارات الدولارات للولايات والمجتمعات المحلية للبنية التحتية للطاقة النظيفة. وقد أدت هذه الأموال بالفعل إلى خفض تكلفة الشبكات الصغيرة الجديدة.
وقال زيتشنغ وانغ، المؤلف المشارك وزميل ما بعد الدكتوراه في معهد ستانفورد للذكاء الاصطناعي الذي يركز على الإنسان: "إلى جانب الحد من انبعاثات الكربون وإبطاء تغير المناخ، فإن زيادة الوصول إلى الطاقة الشمسية من شأنها أن توفر فوائد محلية ملموسة للمجتمعات ذات الدخل المنخفض".
"وهذا من شأنه أن يعزز توليد الطاقة المحلية النظيفة ومنخفضة التكلفة، الأمر الذي من شأنه أيضًا أن يزيد من القدرة على الصمود في وجه الانقطاعات ويقلل التلوث الناجم عن محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري - والتي يقع الكثير منها في المناطق ذات الدخل المنخفض."