Ogromne instalacje fotowoltaiczne i wiatrowe sprowadzą roślinność na Saharę?

Przejście z paliw kopalnych na energię odnawialną jest ważnym i niezbędnym krokiem w kierunku zapobiegania zmianom klimatycznym na Ziemi. Jednak w staraniach ekologicznych należy także pamiętać, że mogą pojawić się różne ich konsekwencje. Masowe wdrażanie technologii odnawialnych może wpłynąć na otaczający nas klimat.

Co by się stało, gdyby na przykład Sahara została przekształcona w gigantyczną farmę słoneczną i wiatrową? Jest to temat nowych badań opublikowanych w czasopiśmie naukowym “Science” przez zespół badawczy kierowany przez Yan Li.

Fotowoltaika od Columbus Energy

Badacze stwierdzili, że wszystkie te hipotetyczne turbiny wiatrowe i panele słoneczne mogą sprawić, że ich najbliższe otoczenie będzie zarówno cieplejsze, jak i bardziej deszczowe. W przypadku Sahary może to zmienić jej kolor na zielony – po raz pierwszy od co najmniej 4500 lat.

Naukowcy zajmujący się tymi badaniami przeanalizowali maksymalną ilość energii słonecznej i wiatrowej, którą można wygenerować z instalacji na Saharze oraz w regionie ją otaczającym, tj. Sahelu. Oba regiony zostały wybrane ze względu na fakt, że są prawdopodobnymi lokalizacjami dla tak ogromnych instalacji OZE – znajdują się dość blisko Europy oraz Bliskiego Wschodu, gdzie zapotrzebowanie na energię jest bardzo duże, a jednocześnie wymagania dotyczące wolnej przestrzeni nie są wygórowane.

Li i współpracownicy sugerują również, że zwłaszcza Sahel mógł skorzystać z rozwoju gospodarczego i większej ilości energii dla instalacji odsalania wody morskiej, zapewniającej wodę dla miast i rolnictwa w tym regionie.

Ponieważ oba regiony są tak duże, farmy słoneczne i wiatrowe, które były symulowane w tym badaniu, mają rozmiary porównywalne do powierzchni największych krajów świata. Wizualizacyjna instalacja jest 38 razy większa niż Wielka Brytania i mogłaby zapewnić nawet czterokrotnie więcej energii niż obecnie globalne zapotrzebowanie.

Powstanie takich farm doprowadziłoby do całkiem znaczących zmian w lokalnym środowisku naturalnym i klimacie. Na przykład ogromne pola wiatraków podniosłyby temperaturę o około 2°C, a paneli słonecznych o około 1°C.

Wzrosłaby również ilość opadów. W przypadku farm wiatrowych byłoby to około 0,25 mm / dzień, czyli ponad dwukrotnie więcej niż dotychczas, a w przypadku farm słonecznych o 0,13 mm / dzień.

Czemu turbiny wiatrowe oznaczają ciepło i deszcz?

Farmy wiatrowe powodują wzrost temperatury, ponieważ łopatki ich turbin przemieszczają cieplejsze powietrze z góry w dół, na powierzchnię ziemi, szczególnie w nocy. Zostało to zaobserwowane w badaniach terenowych i przy użyciu teledetekcji. Wykazano również, że zwiększają one wilgoć w powietrzu. Natomiast panele słoneczne powodują, że więcej promieniowania słonecznego jest pochłaniane, a mniej energii słonecznej odbija się z powrotem. Powoduje to większe nagrzanie powierzchni ziemi. Mimo to badania pokazują, że efekt ocieplenia spowodowanego przez paliwa kopalne jest i tak 30 razy większy niż efekty cieplne spowodowane fotowoltaiką.

W symulacji OZE na Saharze występują dodatkowe opady, ponieważ turbiny wiatrowe stanowią przeszkodę dla swobodnie płynącego powietrza, spowalniając je i redukując efekt wpływu obracania się Ziemi na przepływ powietrza. To z kolei obniża ciśnienie powietrza, a różnica ciśnień między Saharą a otaczającymi je obszarami powoduje, że wiatry kierują wilgotne powietrze nad Saharę. Kiedy powietrze napotyka pustynie unosi się i para wodna w nim zawarta skrapla się, powodując opady.

W przypadku energetyki słonecznej proces powodowania opadów przebiega nieco inaczej. Cieplejsze powietrze, ogrzewane przez panele, podnosi się, ale sprzyja to również obniżeniu ciśnienia, co powoduje dodatkowy przepływ powietrza.

Więcej opadów oznacza także bujniejszą roślinność. Wpływ na to ma pochłanianie jeszcze większej ilości promieniowania słonecznego, podobnie jak w przypadku paneli słonecznych. Ten cykl wzmacniania jest znany jako “sprzężenie klimatyczne”, a uwzględnienie tych zależności to nowy aspekt badań prowadzonych przez Li i współpracowników.

Czy nadchodzi czas na realizację tych planów?

Decyzje na temat budowy tego rodzaju instalacji nie są podejmowane wyłącznie w oparciu o ich wpływ na środowisko. Gdyby tak było, należałoby natychmiast zrezygnować z paliw kopalnych. Stworzenie mega-instalacji OZE na całej Saharze i całym Sahelu byłoby przełomem, ale najpierw trzeba wziąć pod uwagę wiele innych czynników.

Obszary te mogą być słabo zaludnione, ale żyją i rozwijają się tam osoby, dla których teren ten ma znacznie kulturowe. Nie można po prostu go pochwycić, aby dostarczać energię do Europy i Bliskiego Wschodu/

Spójna i stabilna polityka energetyczna stanowi wyzwanie dla pojedynczego kraju, a tym bardziej dla wszystkich narodów – z wszystkimi potencjalnymi implikacjami politycznymi i kwestiami bezpieczeństwa energetycznego. Jakkolwiek masowe ilości taniej saharyjskiej energii brzmią, jak spełnienie marzeń, to nie jest jasne, czy byłaby to wystarczająco bezpieczna inwestycja, aby była opłacalna ekonomicznie.

Trudno też powiedzieć, jaki wpływ miałoby pustynnienie terenu, które jest spowodowane złym zarządzaniem ziemią w tym regionie np. nadmiernym wypasanie zwierząt. 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 mógł powrócić do poprzedniego stanu. Ponadto nadal nie wiadomo, jaki wpływ miałyby instalacje OZE na tereny znajdujące się poza północną Afryką.

Przeprowadzone badania pokazują, że pod uwagę w przypadku budowy instalacji OZE należy wziąć wiele niezamierzonych i zróżnicowanych konsekwencji. Zintegrowanie tych odkryć z innymi względami: społecznymi, ekonomicznymi, środowiskowymi i technicznymi, jest niezbędne, aby podejmować racjonalne kroki w transformacji energetycznej świata.

mapy: Eviatar Bach, SolarGIS