15.2 Dhana ya Smarthoods

Kufungua uwezo kamili wa Nexus ya Chakula na Maji ya Nishati kuhusiana na mikrogridi iliyopangwa, mbinu iliyounganishwa kikamilifu inalenga si tu nishati (microgridi) na chakula (aquaponics) lakini pia katika kutumia mzunguko wa maji wa ndani. Ushirikiano wa mifumo mbalimbali ya maji (kama vile ukusanyaji wa maji ya mvua, uhifadhi na matibabu ya maji machafu) ndani ya mikrogridi ya jumuishi ya maji huzaa uwezo mkubwa wa ufanisi, ustahimilivu na mzunguko. Dhana ya Microgridi ya Chakula kilichounganishwa kikamilifu na ya kuimarishwa-Maji ya Nishati itaanzia sasa itajulikana kama Smarthood (jirani ya smart) na inaonyeshwa kwenye Mchoro 15.2.

Faida ya kutekeleza aquaponics katika dhana ya Smarthoods ni uwezo wake wa kuchangia kuboresha mchanganyiko wa virutubisho, nishati na maji (Mchoro 15.1). Uwezo huu ushirikiano unaendelea vizuri zaidi ya tayari zilizotajwa

Chakula na Maji ya Nishati Nexus

30% ya mahitaji ya nishati duniani ni kutumika kwa ajili ya kilimo 70% ya mahitaji ya kimataifa ya maji safi ni kutumika kwa ajili ya kilimo

Kielelezo 15.1 Nexus ya Chakula na Maji ya Nishati inaonyesha ushirikiano kati ya nishati, maji na uzalishaji wa chakula (kulingana na IRENA 2015)

img src=“vyombo vya habari/image-20201002190013698.png” ALT=“Mifumo ya Aquaponics iliyopigwa kwa njia ya Smarthood” =“zoom: 67%;”/

Mtini. 15.2 ushirikiano wa mifumo ya aquaponics iliyopigwa (kama ilivyoelezwa katika Chap. 8) katika mazingira madaraka ya ndani kama iliyoundwa kwa ajili ya dhana Smarthoods. Mishale ya kijani inaonyesha kwa kiwango gani mfumo wa aquaponics unaweza kuingiliana na mfumo wa jumla. Mishale nyekundu inawakilisha mtiririko wa joto, mishale ya bluu inapita maji na nguvu za mishale ya njano inapita

crossovers kati ya nishati na mifumo ya chakula. Kwa mfano, mito ya taka inayojitokeza inaweza kutibiwa katika mitambo ya anaerobic (kwa mfano UASB) na kuzalisha biogas na bio-fertiliser (Goddek et al. 2018). Hata sludge ya taka ya demineralized inaweza kutumika kama mbolea ya kioevu kwenye mimea ya kawaida.

img src=” https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/f2cdbb3a-7dbf-4352-b468-af02021d0f64.jpg “style=“zoom: 75%;”/

mtini. 15.3 Illustrated picha ya De Ceuvel (chanzo: Metabolic - www.metabolic.nl)

Mfano 15.1

Mfano wa awali wa maendeleo ya miji jumuishi aquaponic microgridi ni De Ceuvel, shipyard awali kutelekezwa katika Amsterdam-Kaskazini ambayo imekuwa waongofu katika kujitegemea ofisi nafasi na kitovu burudani. De Ceuvel hutumika kama testbed kwa teknolojia mpya na sera zinazolenga kujenga uchumi wa mviringo. Ina microgridi ya umeme yote ikiwa ni pamoja na PV ya jua, pampu za joto na biashara ya nishati ya wenzao juu ya blockchain kwa kutumia ishara yao ya nishati: Jouliette ¹. Kituo kidogo cha aquaponic kinazalisha mimea na mboga kwa mgahawa wa tovuti. Mgahawa huo hutumia biogas inayotokana na taka za kikaboni zinazozalishwa ndani ya nchi kwa ajili ya shughuli zao za kupikia pamoja na joto la nafasi. Aidha, kuna sasa maabara ambayo hutumiwa kupima ubora wa maji na kuchimba phosphates na nitrati.

Ingawa De Ceuvel sasa si kikamilifu kutumia aquaponics kituo kuongeza kubadilika kwa microgridi yake, sensorer ni kuwa imewekwa kufuatilia nishati na madini mtiririko ili kutathmini utendaji wake. Data hii itatumika kusaidia katika maendeleo ya karibu zaidi na nadhifu miji jumuishi aquaponics microgrids, kama vile dhana Smarthoods mapendekezo katika sura hii. Matukio ya matumizi ya mapema yaliyopatikana katika maabara ya kuishi ya miji kama De Ceuvel ni muhimu kwa maendeleo mafanikio ya dhana ya Smarthoods (Mchoro 15.3).

Ingawa mbinu kamili ya mifumo ya FWE ya miji kama vile dhana za Smarthoods hutoa faida nyingi, ushirikiano wa mifumo ya aquaponics ndani ya microgrids bado hutegemea sana kesi. Mifumo ya uzalishaji wa chakula cha maji ya maji ni sifa ya mavuno ya juu na nyayo za chini za maji, virutubisho na nishati kuliko mifumo ya kawaida ya kilimo; hata hivyo, pia ni gharama kubwa zaidi ya kujenga. Kwa hiyo ni bora inafaa katika maeneo ambayo yanahitaji mavuno makubwa kutokana na, kwa mfano, mapungufu ya nafasi. Katika maeneo makuu ya miji, huenda daima kuwa na nafasi ya kutosha ya kujenga kituo cha aquaponics, ambapo kwa maeneo ya vijiumbe gharama ya ardhi inaweza kuwa chini sana ili kuidhinisha kujenga kituo cha aquaponics cha hali ya sanaa; kituo cha kilimo cha kawaida na gharama za chini za fedha na mavuno yatakuwa inafaa zaidi katika vile kesi. Kesi bora zaidi ya matumizi ya kituo cha aquaponic kilichounganishwa ni moja ambapo nafasi ya kutosha inapatikana, na mavuno makubwa kwa kila eneo yanahitajika ili kukabiliana na gharama za matumizi ya ardhi. Vitongoji vya miji na maeneo mengine ya miji (kwa mfano ghala iliyoachwa) ni hivyo uwezekano mkubwa wa kuona utekelezaji wa kwanza wa microgrids kuunganishwa na kituo cha aquaponic (angalia Mfano 15.1).