Zagłębie energetyczne

Ogromne farmy słoneczne i wiatrowe mogłyby przywrócić roślinność na Saharze


Przejście z paliw kopalnych na energię odnawialną jest ważnym i niezbędnym krokiem w kierunku zapobiegania zmianom klimatycznym. Jednak w naszych staraniach o ekologię musimy także pamiętać o innych konsekwencjach, zarówno zamierzonych, jak i niezamierzonych – w tym, w jaki sposób masowe wdrażanie technologii odnawialnych może wpłynąć na otaczający je klimat.
Co by było, gdyby na przykład Sahara została przekształcona w gigantyczną farmę słoneczną i wiatrową? Jest to temat nowych badań opublikowanych w Science przez Yan Li i współpracowników. Stwierdzili, że wszystkie te hipotetyczne turbiny wiatrowe i panele słoneczne sprawią, że ich najbliższe otoczenie będzie zarówno cieplejsze, jak i bardziej deszczowe, i może zmienić kolor Sahary na zielony po raz pierwszy od co najmniej 4500 lat.
Naukowcy zajmujący się badaniem przeanalizowali maksymalną ilość energii słonecznej i wiatrowej, którą można wygenerować na Saharze oraz w regionie przejściowym na południu, w regionie Sahelu. Oba regiony zostały wybrane, ponieważ są względnie prawdopodobnymi miejscami dla tak ogromnego rozpowszechnienia energii odnawialnej, będąc dość blisko dużego zapotrzebowania ze strony Europy i Bliskiego Wschodu, a jednocześnie ograniczając inne wymagania dotyczące ziemi. Oba posiadają znaczne potencjalne zasoby energii wiatrowej i słonecznej. Li i współpracownicy sugerują również, że zwłaszcza Sahel mógłby skorzystać z rozwoju gospodarczego i mieć więcej energii dla odsalania, zapewniając wodę dla miast i rolnictwa. Afryka ma największe zasoby energii słonecznej na całym świecie– zdecydowanie twierdzą naukowcy.
Ponieważ oba regiony są tak duże, farmy słoneczne i wiatrowe, które były symulowane w tym badaniu, mają rozmiar całych krajów – 38 razy większych niż Wielka Brytania. Będą one znacznie większe niż jakiekolwiek istniejące farmy słoneczne i wiatrowe i mogą zapewnić nawet czterokrotnie więcej energii niż obecnie zużywa się na całym świecie.
Doprowadziłoby to do całkiem znaczących zmian w lokalnym środowisku – ogromne farmy wiatrowe podniosłyby na przykład temperaturę o około 2 , podobnie jak w przypadku globalnego ocieplenia, o które się martwimy. Solary spowodowałby mniejszą zmianę temperatury, bo tylko o około 1 .
Wzrost opadów o 0,25 mm dziennie związany z farmami wiatrowymi brzmi mniej skromnie, ale byłby to prawie dwukrotność poprzedniej ilości opadów. Ponownie, efekt związany z farmami słonecznymi byłby mniejszy – wzrost o 0,13 mm / dzień – ale nadal znaczący, gdy by zsumować cały rok. Dlaczego turbiny i panele oznaczają ciepło i deszcz
Farmy wiatrowe w dużej mierze powodują wzrost temperatury, ponieważ ich łopatki turbin dostarczają cieplejsze powietrze na powierzchnię, szczególnie w nocy. Zostało to zaobserwowane w badaniach terenowych i przy użyciu teledetekcji. Wykazano również, że zwiększają one wilgoć w powietrzu.
Panele słoneczne oznaczają, że więcej promieniowania słonecznego jest pochłaniane, a mniej energii słonecznej odbija się z powrotem w kosmos. Powoduje to nagrzanie powierzchni ziemi. Przeprowadzono kilka badań, w tym jeden pokazujący, że efekt ocieplenia powodowanego przez paliwa kopalne, poprzez emisje węgla, był 30 razy większy niż efekt cieplny spowodowany fotowoltaiką słoneczną pochłaniającą więcej promieniowania słonecznego. Jednak efekty temperaturowe mogą różnić się w obrębie farm słonecznych i sezonu.
W symulacji Sahary występują dodatkowe opady, ponieważ turbiny wiatrowe stanowią przeszkodę dla swobodnie płynącego powietrza, spowalniając go i redukując efekt obracania się Ziemi na przepływie powietrza. To obniża ciśnienie powietrza, a różnica ciśnień między Saharą a otaczającymi je obszarami powoduje, że wiatr tam płynie. Kiedy powietrze napotyka na Saharę lub się do niej zbliża, nie ma innego wyjścia, niż wiać. Gdy powietrze unosi się, para wodna w nim skrapla się i tworzą się krople deszczu.       
W przypadku energii słonecznej proces przebiega nieco inaczej: cieplejsze powietrze, ogrzewane przez panele, po prostu się podnosi. Jednak sprzyja to również niskim ciśnieniom, które powodują przepływ powietrza, zbiegają się i wznoszą. Więcej opadów oznacza także większą roślinność. Zwiększa to szorstkość powierzchni, podobnie jak w przypadku turbin wiatrowych, i powoduje pochłanianie większej ilości promieniowania słonecznego, podobnie jak w przypadku paneli słonecznych. Ten cykl wzmacniania jest znany jako klimatyczne sprzężenie zwrotne, a uwzględnienie w tych zależnościach roślinności jest nowym aspektem badań prowadzonych przez Li i współpracowników.
Czy już czas, aby stało się to rzeczywistością? Nie do końca. Decyzje nie są podejmowane wyłącznie w odpowiedzi na wpływ na środowisko – gdyby tak było, musielibyśmy już zrezygnować z paliw kopalnych. Z pewnością prawdą jest, że produkowanie mega-odnawialnej energii na całym obszarze Sahary i Sahelu byłoby przełomem, ale najpierw trzeba wziąć pod uwagę wiele innych czynników.
Obszary te mogą być słabo zaludnione, ale ludzie tam żyją, ich źródła utrzymania istnieją, a krajobrazy mają dla nich wartość kulturową. Czy ziemia naprawdę może zostać tak przekształcona, by dostarczać energię do Europy i Bliskiego Wschodu?
Spójne i stabilne polityki energetyczne stanowią wyzwanie dla pojedynczego kraju, a tym bardziej dla wszystkich narodów, z wszystkimi potencjalnymi implikacjami politycznymi i kwestiami bezpieczeństwa energetycznego. Choć masowe ilości taniej saharyjskiej energii brzmią jak wielka rzecz, nie jest jasne, czy byłaby to wystarczająco bezpieczna inwestycja, aby ekonomia mogła się spinać.
Trudno też powiedzieć, co oznaczałoby pustynnienie, które jest spowodowane złym zarządzaniem ziemią, takim jak nadmierne wypasanie, a także klimat. Zmiany w analizie opadów w tym badaniu miały charakter regionalny, a nie globalny, a po usunięciu farm wiatrowych i słonecznych ich efekty zniknęłyby, a grunt mógłby powrócić do poprzedniego stanu.
Ogólnie rzecz biorąc, jest to interesująca i ważna część badań, podkreślająca potrzebę brania pod uwagę niezamierzonych konsekwencji, czy to pozytywnych, czy negatywnych, transformacji energetycznej. Zintegrowanie tych odkryć z innymi względami społecznymi, ekonomicznymi, środowiskowymi i technicznymi jest niezbędne, abyśmy nie przeskoczyli z patelni do ognia.

Trzeba znaleźć także odpowiedź na pytanie, kto będzie dbał o tę infrastrukturę. Wierzyć się nie chce, że robić to będą niedawni nomadowie i rolnicy wypasający kozy.

Źródło: Science

Quartz

Nic szczególnego

Kategoria: Bracia mniejsi, przyroda (4), Polityka, geopolityka (6), Różne ciekawe historie (5), Różności niesklasyfikowane (8)

Dodaj komentarz