¿Construir una granja solar gigante en el Sahara y alimentar al mundo? Así es como eso podría dañar el clima en cambio
Los desiertos más prohibidos del mundo podrían ser los mejores lugares en la Tierra para cosechar energía solar, que es la fuente de energía más abundante y limpia que tenemos.
Los desiertos son espaciosos, relativamente planos, ricos en silicio, la materia prima para los semiconductores a partir de los cuales se fabrican las células solares, y nunca carecen de luz solar. De hecho, las 10 plantas solares más grandes del mundo están ubicadas en desiertos o regiones secas.
Los investigadores imaginan que podría ser posible transformar el desierto más grande del mundo, el Sahara, en una granja solar gigante, capaz de satisfacer cuatro veces la demanda de energía actual del mundo. Se han elaborado planos para proyectos en Túnez y Marruecos que suministrarían electricidad a millones de hogares en Europa.
Mientras que las superficies negras de los paneles solares absorben la mayor parte de la luz solar que les llega, solo alrededor del 15 por ciento de esa energía entrante se convierte en electricidad; el resto se devuelve al medio ambiente como calor. Los paneles suelen ser mucho más oscuros que el suelo que cubren, por lo que una gran extensión de células solares absorberá mucha energía adicional y la emitirá como calor, afectando al clima.
Si estos efectos fueran solo locales, podrían no importar en un desierto escasamente poblado y árido. Pero la escala de las instalaciones necesarias para hacer mella en la demanda mundial de energía fósil sería enorme, abarcando miles de kilómetros cuadrados. El calor reemitido de un área de este tamaño será redistribuido por el flujo de aire en la atmósfera, teniendo efectos regionales e incluso globales en el clima.
La instalación masiva de granjas solares podría crear condiciones más húmedas y también un desierto del Sahara más verde
Un estudio de 2018 utilizó un modelo climático para simular los efectos del albedo inferior en la superficie terrestre de los desiertos causados por la instalación de granjas solares masivas. El albedo es una medida de qué tan bien reflejan las superficies la luz solar. La arena, por ejemplo, es mucho más reflectante que un panel solar y, por lo tanto, tiene un albedo más alto.
El modelo reveló que cuando el tamaño de la granja solar alcanza el 20 por ciento del área total del Sahara, se activa un bucle de retroalimentación. El calor emitido por los paneles solares más oscuros (en comparación con el suelo desértico altamente reflectante) crea una diferencia de temperatura pronunciada entre la tierra y los océanos circundantes que, en última instancia, reduce la presión del aire de la superficie y hace que el aire húmedo se eleve y se condense en gotas de lluvia. Con más lluvia monzónica, las plantas crecen y el desierto refleja menos energía del sol, ya que la vegetación absorbe mejor la luz que la arena y el suelo. Con más plantas presentes, se evapora más agua, creando un ambiente más húmedo que hace que la vegetación se propague.
Este escenario puede parecer fantasioso, pero los estudios sugieren que un bucle de retroalimentación similar mantuvo gran parte del Sahara verde durante el Período Húmedo Africano, que solo terminó hace 5.000 años.
Por lo tanto, una granja solar gigante podría generar una gran cantidad de energía para satisfacer la demanda global y convertir simultáneamente uno de los entornos más hostiles de la Tierra en un oasis habitable.
Suena perfecto, ¿verdad? No del todo.
En un estudio reciente, utilizamos un modelo avanzado del sistema de la Tierra para examinar de cerca cómo interactúan las granjas solares saharianas con el clima. Nuestro modelo tiene en cuenta las complejas reacciones entre las esferas que interactúan del clima del mundo: la atmósfera, el océano y la tierra y sus ecosistemas. Mostró que podía haber efectos no deseados en partes remotas de la tierra y el océano que compensaran cualquier beneficio regional sobre el propio Sáhara.
Las consecuencias de un Sahara más cálido y verde se sentirían en todo el mundo, desde la sequía en el Amazonas hasta la pérdida del mar en el Ártico
Cubrir el 20 por ciento del Sahara con granjas solares eleva las temperaturas locales en el desierto en 1,5°C según nuestro modelo. Con una cobertura del 50 por ciento, el aumento de temperatura es de 2,5°C. Este calentamiento eventualmente se extenderá por todo el mundo por el movimiento de la atmósfera y el océano, elevando la temperatura promedio mundial en 0.16°C para una cobertura del 20 por ciento, y 0.39°C para una cobertura del 50 por ciento.
El cambio de temperatura global no es uniforme, sin embargo, las regiones polares se calentarían más que los trópicos, aumentando la pérdida de hielo marino en el Ártico. Esto podría acelerar aún más el calentamiento, ya que el derretimiento del hielo marino expone agua oscura que absorbe mucha más energía solar.
Esta nueva fuente de calor masiva en el Sahara reorganiza la circulación global del aire y el océano, afectando los patrones de precipitación en todo el mundo. La banda estrecha de fuertes lluvias en los trópicos, que representa más del 30 por ciento de la precipitación mundial y sustenta las selvas tropicales de la cuenca del Amazonas y el Congo, se desplaza hacia el norte en nuestras simulaciones.
Para la región amazónica, esto causa sequías a medida que llega menos humedad del océano. Aproximadamente la misma cantidad de lluvia adicional que cae sobre el Sahara debido a los efectos de oscurecimiento de la superficie de los paneles solares se pierde en el Amazonas. El modelo también predice ciclones tropicales más frecuentes que golpean las costas de América del Norte y Asia Oriental.
Lu et al. (2021), El autor proporcionó
Algunos procesos importantes aún faltan en nuestro modelo, como el polvo soplado de grandes desiertos. El polvo sahariano, transportado por el viento, es una fuente vital de nutrientes para el Amazonas y el Océano Atlántico.
Por lo que un Sahara más verde podría tener un efecto global aún mayor de lo que nuestras simulaciones sugirieron.
Apenas estamos empezando a entender las consecuencias potenciales de establecer granjas solares masivas en los desiertos del mundo. Soluciones como esta pueden ayudar a la sociedad a pasar de la energía fósil, pero los estudios del sistema terrestre como el nuestro subrayan la importancia de considerar las numerosas respuestas acopladas de la atmósfera, los océanos y la superficie terrestre al examinar sus beneficios y riesgos.
Este artículo se vuelve a publicar de La Conversación bajo una licencia Creative Commons.
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