Najopasnije pustinje na svijetu mogle bi biti najbolja mjesta na Zemlji za žetvu solarne energije – najobilniji i najobilniji izvor energije koji imamo. Pustinje su prostrane, relativno ravne, bogate silicijem – sirovinom za poluvodiče od kojih se izrađuju solarne ćelije – i nikad im nedostaje sunčeve svjetlosti. Zapravo, deset najvećih solarnih elektrana na svijetu nalaze se u pustinjama ili suhim područjima.
Istraživači zamišljaju da bi najveću svjetsku pustinju, Saharu, moglo pretvoriti u ogromnu solarnu farmu koja bi mogla zadovoljiti četiri puta veću svjetsku potražnju za energijom. Izrađeni su nacrti za projekte u Tunisu i Maroku koji bi opskrbljivali električnom energijom milijune kućanstava u Europi.
Dok crne površine solarnih ploča apsorbiraju većinu sunčeve svjetlosti koja do njih dopire, samo se dio (oko 15%) te dolazne energije pretvara u električnu energiju. Ostatak se vraća u okoliš kao toplina. Ploče su obično puno tamnije od tla koje prekrivaju, tako da će ogromno prostranstvo solarnih ćelija apsorbirati puno dodatne energije i emitirati je kao toplinu, utječući na klimu.
Da su ti učinci samo lokalni, možda ne bi bili važni u rijetko naseljenoj i neplodnoj pustinji. No, opseg instalacija koje bi bile potrebne da bi se smanjila svjetska potražnja za fosilnom energijom bio bi golem, pokrivajući tisuće četvornih kilometara. Toplina koja se ponovno emitira s područja ove veličine preraspodijelit će se strujanjem zraka u atmosferi, što će imati regionalne, pa čak i globalne učinke na klimu.
Zelenija Sahara
Studija iz 2018. koristila je klimatski model za simulaciju učinaka nižeg albeda na kopnenu površinu pustinja uzrokovanih postavljanjem masivnih solarnih farmi. Albedo je mjera koliko dobro površine reflektiraju sunčevu svjetlost. Pijesak, na primjer, mnogo više reflektira od solarne ploče i stoga ima veći albedo.
Model je otkrio da kada veličina solarne farme dosegne 20% ukupne površine Sahare, pokreće povratnu petlju. Toplina koju emitiraju tamniji solarni paneli (u usporedbi s pustinjskim tlom visoke refleksije) stvara veliku temperaturnu razliku između kopna i okolnih oceana koja u konačnici snižava površinski tlak zraka i uzrokuje dizanje vlažnog zraka i kondenzaciju u kapi kiše. Uz više monsunskih padalina, biljke rastu, a pustinja reflektira manje sunčeve energije, budući da vegetacija upija svjetlost bolje od pijeska i tla. S više prisutnih biljaka, više vode isparava, stvarajući vlažniji okoliš koji uzrokuje širenje vegetacije.
Ovaj bi se scenarij mogao činiti maštovitim, ali studije sugeriraju da je slična povratna sprega zadržala veći dio Sahare zelenom tijekom afričkog vlažnog razdoblja, koje je završilo tek prije 5000 godina.
Dakle, ogromna solarna farma mogla bi generirati dovoljno energije da zadovolji globalnu potražnju i istovremeno pretvori jedno od najneprijateljskijih okruženja na Zemlji u nastanjivu oazu. Zvuči savršeno, zar ne?
Ne baš. U nedavnoj studiji upotrijebili smo napredni model Zemljinog sustava kako bismo pomno ispitali kako saharske solarne farme djeluju na klimu. Naš model uzima u obzir složene povratne veze između međusobno povezanih sfera svjetske klime – atmosfere, oceana i kopna i njegovih ekosustava. Pokazalo je da bi moglo doći do neželjenih učinaka u udaljenim dijelovima kopna i oceana koji bi poništili sve regionalne prednosti u odnosu na samu Saharu.
Suša u Amazoniji, cikloni u Vijetnamu
Pokrivanje 20% Sahare solarnim farmama podiže lokalne temperature u pustinji za 1,5°C prema našem modelu. Pri 50% pokrivenosti, porast temperature je 2,5°C. Ovo se zagrijavanje na kraju širi svijetom zbog kretanja atmosfere i oceana, podižući svjetsku prosječnu temperaturu za 0,16°C za 20% pokrivenost i 0,39°C za 50% pokrivenost. Promjena globalne temperature ipak nije ujednačena – polarne regije bi se zagrijale više od tropskih, povećavajući gubitak morskog leda na Arktiku. To bi moglo dodatno ubrzati zagrijavanje, budući da topljenje morskog leda izlaže tamnu vodu koja apsorbira mnogo više sunčeve energije.
Ovaj golemi novi izvor topline u Sahari reorganizira globalnu cirkulaciju zraka i oceana, utječući na obrasce padalina diljem svijeta. Uzak pojas obilnih oborina u tropima, koji čini više od 30% globalnih oborina i podržava prašume Amazonije i Kongoa, pomiče se prema sjeveru u našim simulacijama. Za regiju Amazone to uzrokuje suše jer manje vlage stiže iz oceana. Otprilike ista količina dodatne oborine koja padne iznad Sahare zbog učinaka tamnjenja površine solarnih ploča gubi se iz Amazone. Model također predviđa češće tropske ciklone koji pogađaju obale Sjeverne Amerike i istočne Azije.
Neki važni procesi još uvijek nedostaju u našem modelu, poput prašine koja se otpuhuje iz velikih pustinja. Saharska prašina, nošena vjetrom, vitalan je izvor hranjivih tvari za Amazonu i Atlantski ocean. Dakle, zelenija Sahara mogla bi imati još veći globalni učinak nego što su sugerirale naše simulacije.
Tek počinjemo shvaćati potencijalne posljedice uspostave golemih solarnih farmi u svjetskim pustinjama. Ovakva rješenja mogu pomoći društvu u prijelazu s fosilne energije, ali studije Zemljinog sustava poput naše naglašavaju važnost razmatranja brojnih povezanih reakcija atmosfere, oceana i kopnene površine pri ispitivanju njihovih koristi i rizika.
Izvor: https://theconversation.com/