rakentaa jättiläismäinen aurinkofarmi Saharaan ja voimistaa maailmaa? Näin se voisi vahingoittaa ilmastoa sen sijaan
maailman kieltävimmät aavikot voisivat olla maailman parhaita paikkoja kerätä aurinkovoimaa, joka on runsain ja puhtain energianlähde mitä meillä on.
aavikot ovat avaria, suhteellisen tasaisia, runsaasti piitä – puolijohteiden raaka — ainetta, josta aurinkokennot valmistetaan-ja aina auringonvaloa vaille. Itse asiassa maailman 10 suurinta aurinkovoimalaa sijaitsevat kaikki aavikoilla tai kuivilla alueilla.
tutkijat kuvittelevat, että voisi olla mahdollista muuttaa maailman suurin aavikko, Sahara, jättiläismäiseksi aurinkovoimalaksi, joka pystyisi vastaamaan nelinkertaisesti maailman nykyiseen energiantarpeeseen. Tunisiassa ja Marokossa on laadittu suunnitelmat hankkeista, jotka tuottaisivat sähköä miljoonille kotitalouksille Euroopassa.
vaikka aurinkopaneelien Mustat pinnat imevät suurimman osan niihin saapuvasta auringonvalosta, vain noin 15 prosenttia tästä tulevasta energiasta muuttuu sähköksi; loput palautetaan ympäristöön lämpönä. Paneelit ovat yleensä paljon tummempia kuin Maa ne kattavat, joten laaja aurinkokennot absorboivat paljon lisäenergiaa ja päästävät sen lämpö, vaikuttaa ilmastoon.
jos nämä vaikutukset olisivat vain paikallisia, niillä ei välttämättä olisi väliä harvaan asutulla ja karulla aavikolla. Mutta maailman fossiilisen energian tarpeeseen tarvittaisiin valtava määrä voimaloita, jotka kattaisivat tuhansia neliökilometrejä. Tämän kokoiselta alueelta vapautuva lämpö jakautuu uudelleen ilmakehän ilmavirtausten mukaan, millä on alueellisia ja jopa maailmanlaajuisia vaikutuksia ilmastoon.
massiivinen aurinkofarmilaitos voisi luoda kosteammat olosuhteet ja myös vihreämpi Saharan autiomaa
vuonna 2018 tehdyssä tutkimuksessa käytettiin ilmastomallia simuloimaan massiivisten aurinkofarmien asentamisen aiheuttamia alemman albedon vaikutuksia aavikoiden maapintaan. Albedo on mittari sille, kuinka hyvin pinnat heijastavat auringonvaloa. Esimerkiksi hiekka on paljon heijastavampaa kuin aurinkopaneeli, joten sen albedo on korkeampi.
malli paljasti, että kun aurinkofarmin koko saavuttaa 20 prosenttia Saharan kokonaispinta-alasta, se laukaisee takaisinkytkennän. Tummempien aurinkopaneelien säteilemä lämpö (verrattuna hyvin heijastavaan aavikon maaperään) luo jyrkän lämpötilaeron maan ja ympäröivien valtamerten välille, mikä lopulta alentaa pintailmanpainetta ja saa kostean ilman nousemaan ja tiivistymään sadepisaroiksi. Monsuunisateiden lisääntyessä kasvit kasvavat ja aavikko heijastaa vähemmän auringon energiaa, koska kasvillisuus imee valoa paremmin kuin hiekka ja maaperä. Kun kasveja on enemmän, vettä haihtuu enemmän, jolloin syntyy kosteampi ympäristö, joka saa kasvillisuuden leviämään.
tämä skenaario saattaa vaikuttaa mielikuvitukselliselta, mutta tutkimusten mukaan samanlainen takaisinkytkentä piti suuren osan Saharasta vihreänä Afrikan kosteana kautena, joka päättyi vasta 5 000 vuotta sitten.
niinpä jättimäinen aurinkofarmi voisi tuottaa runsaasti energiaa globaaliin kysyntään ja samalla muuttaa yhden maapallon vihamielisimmistä ympäristöistä asuttavaksi keitaaksi.
kuulostaa täydelliseltä, eikö? Ei aivan.
tuoreessa tutkimuksessa käytimme kehittynyttä maajärjestelmämallia tutkiaksemme tarkasti Saharan aurinkofarmien vuorovaikutusta ilmaston kanssa. Mallissamme otetaan huomioon maailman ilmaston — ilmakehän, meren ja maan ja sen ekosysteemien-vuorovaikutuksellisten sfäärien väliset monimutkaiset takaisinkytkennät. Se osoitti, että maan ja valtameren syrjäisillä alueilla voi olla tahattomia vaikutuksia, jotka kumoavat kaikki Saharaan liittyvät alueelliset edut.
lämpimämmän ja vihreämmän Saharan seuraukset tuntuisivat ympäri maailmaa, Amazonin kuivuudesta arktisen alueen menetykseen
, joka kattaa 20 prosenttia Saharasta aurinkovoimaloineen, nostaa paikallisia lämpötiloja autiomaassa mallimme mukaan 1,5°c: lla. 50 prosentin peittoalueella lämpötilan nousu on 2,5°C. Tämä lämpeneminen leviää lopulta ympäri maapalloa ilmakehän ja valtameren liikkeen vaikutuksesta, mikä nostaa maailman keskilämpötilaa 0,16°c 20 prosentin peittoalueella ja 0,39°C 50 prosentin peittoalueella.
maapallon lämpötilan muutos ei kuitenkaan ole yhtenäinen — napa-alueet lämpenisivät tropiikkia enemmän, mikä lisäisi merijään häviämistä arktisella alueella. Tämä voisi kiihdyttää lämpenemistä entisestään, sillä sulava merijää altistaa tummalle vedelle, joka imee itseensä paljon enemmän aurinkoenergiaa.
tämä valtava Uusi lämmönlähde Saharassa uudistaa maapallon ilman ja valtameren kiertoa vaikuttaen sademääriin ympäri maailmaa. Tropiikin kapea rankkasateiden vyöhyke, joka muodostaa yli 30 prosenttia maailman sademääristä ja tukee Amazonin ja Kongon altaan sademetsiä, siirtyy simulaatioissa kohti pohjoista.
Amazonin alueella tämä aiheuttaa kuivuutta, kun merestä saapuu vähemmän kosteutta. Suurin piirtein saman verran Saharan ylle sataa lisäsateita, jotka johtuvat aurinkopaneelien pintaa pimentävistä vaikutuksista, katoaa Amazonilta. Malli ennustaa myös tiheämpiä trooppisia hirmumyrskyjä Pohjois-Amerikan ja Itä-Aasian rannikoille.
Lu ym. (2021), kirjailija esitti
joitakin tärkeitä prosesseja puuttuu vielä mallistamme, kuten suurista aavikoista puhallettu pöly. Tuulen mukana kulkeutuva Saharan pöly on tärkeä ravinnonlähde Amazonille ja Atlantin valtamerelle.
vihreämmällä Saharalla voisi siis olla vielä suurempi maailmanlaajuinen vaikutus kuin simulaatiomme antoivat ymmärtää.
alamme vasta ymmärtää, mitä mahdollisia seurauksia massiivisten aurinkovoimaloiden perustamisella maailman aavikoille voi olla. Tämänkaltaiset ratkaisut voivat auttaa yhteiskuntaa siirtymään fossiilisesta energiasta, mutta meidän kaltaisemme maajärjestelmätutkimukset korostavat, että on tärkeää ottaa huomioon ilmakehän, merien ja maan pinnan lukuisat toisiinsa kytketyt reaktiot, kun tarkastellaan niiden hyötyjä ja riskejä.
tämä artikkeli on julkaistu uudelleen keskustelusta Creative Commons-lisenssillä.
Katso tämä TED-Ed-oppitunti ja opi aurinkoenergian suurimmasta esteestä ja siitä, miten tiedemiehet yrittävät puuttua siihen: