サハラ砂漠に巨大な太陽光発電所を建設し、世界に電力を供給する？
世界で最も禁止されている砂漠は、私たちが持っている最も豊富で清潔なエネルギー源である太陽光発電を収穫するための地球上で最高の場所
砂漠は広く、比較的平坦で、太陽電池が作られる半導体の原料であるシリコンが豊富で、太陽光が不足することはありません。 実際には、世界中の10最大の太陽光発電所は、すべての砂漠や乾燥地域に位置しています。
研究者たちは、世界最大の砂漠であるサハラ砂漠を、世界の現在のエネルギー需要の4倍を満たすことができる巨大な太陽農場に変えることが可能であると想像している。 ヨーロッパの何百万世帯に電力を供給するチュニジアとモロッコのプロジェクトのための青写真が策定されています。
太陽電池パネルの黒い表面は太陽光の大部分を吸収しますが、入ってくるエネルギーの約15%が電気に変換され、残りは熱として環境に戻されます。 パネルは、通常、彼らがカバーする地面よりもはるかに暗いので、太陽電池の広大な広がりは、追加のエネルギーの多くを吸収し、気候に影響を与える、熱とし
これらの影響が局所的なものであれば、人口がまばらで不毛な砂漠では問題にならないかもしれない。 しかし、世界の化石エネルギー需要に凹みを作るために必要な設備の規模は、数千平方キロメートルをカバーし、広大であろう。 このサイズの領域から再放出される熱は、大気中の空気の流れによって再分配され、気候に地域的、さらには世界的な影響を及ぼします。
大規模な太陽農場の設置は、より湿気の多い条件を作り出す可能性があり、またより環境に優しいサハラ砂漠
2018年の研究では、大規模な太陽農場の設置に起因する砂漠の地表面への低アルベドの影響をシミュレートするために気候モデルを使用した。 アルベドは、表面が太陽光をどれだけうまく反射するかの尺度です。 たとえば、砂は太陽電池パネルよりもはるかに反射性が高いため、アルベドが高くなります。
このモデルは、太陽農場の大きさがサハラ砂漠の総面積の20％に達すると、フィードバックループを引き起こすことを明らかにしました。 （反射性の高い砂漠の土壌と比較して）暗い太陽電池パネルから放出される熱は、最終的に表面の空気圧を低下させ、湿った空気を上昇させ、雨滴に凝縮させる土地と周囲の海洋との間に急激な温度差を生じさせる。 モンスーンの降雨量が多いほど、植物は成長し、植生は砂や土壌よりも光をよく吸収するので、砂漠は太陽のエネルギーをあまり反映しません。 より多くの植物が存在すると、より多くの水が蒸発し、植生が広がるより湿気の多い環境を作り出します。
このシナリオは架空のように見えるかもしれませんが、研究では、同様のフィードバックループが5,000年前に終わったアフリカの湿気の多い期間にサハラの緑の大部分を保っていたことを示唆しています。
だから、巨大な太陽光発電所は、世界的な需要を満たすために十分なエネルギーを生成すると同時に、地球上で最も敵対的な環境の一つを居住可能な
完璧に聞こえるでしょうか？ そうではありません。
最近の研究では、高度な地球システムモデルを使用して、サハラの太陽農場が気候とどのように相互作用するかを綿密に調べました。 私たちのモデルは、世界の気候の相互作用する領域、すなわち大気、海洋、土地とその生態系との間の複雑なフィードバックを考慮に入れています。 それは、土地と海の遠隔地に意図しない影響があり、サハラ自体に対する地域の利益を相殺する可能性があることを示しました。
アマゾンでの干ばつから北極での海の損失まで、より暖かく環境に優しいサハラ砂漠の結果が世界中で感じられるだろう
サハラ砂漠の20％を太陽農場でカバーすることは、我々のモデルによると砂漠の局所的な気温を1.5℃上昇させる。 50パーセントのカバレッジでは、温度上昇は2.5℃です。 この温暖化は最終的に大気と海洋の動きによって世界中に広がり、世界の平均気温を0.16℃で20％、0.39℃で50％上昇させます。
しかし、地球の温度シフトは一様ではない—極地は熱帯よりも暖かくなり、北極では海氷の損失が増加するだろう。 融解する海氷がはるかに多くの太陽エネルギーを吸収する暗い水を露出させるので、これはさらに温暖化を加速する可能性があります。
サハラ砂漠のこの巨大な新しい熱源は、世界の空気と海洋の循環を再編成し、世界中の降水パターンに影響を与えます。 私たちのシミュレーションでは、世界の降水量の30％以上を占め、アマゾンとコンゴ盆地の熱帯雨林を支えている熱帯地方の狭帯域の大雨が北にシフト
アマゾン地域では、海からの水分の到着が少ないため、干ばつが発生します。 太陽電池パネルの表面暗色化効果のためにサハラ砂漠に落ちる追加の降雨量とほぼ同じ量がアマゾンから失われます。 このモデルはまた、北米と東アジアの海岸を襲うより頻繁な熱帯低気圧を予測しています。
(2021)、著者は
大きな砂漠から吹き出された塵のようないくつかの重要なプロセスがまだ私たちのモデルに欠けていると提供しました。 風に運ばれたサハラ砂漠の塵は、アマゾンと大西洋にとって重要な栄養源です。
だから、より環境に優しいサハラは、我々のシミュレーションが示唆したよりもさらに大きなグローバルな効果を持つことができます。
私たちは、世界の砂漠に巨大な太陽農場を設立することの潜在的な結果を理解し始めているだけです。 このような解決策は、社会が化石エネルギーから移行するのを助けるかもしれませんが、私たちのような地球システム研究は、その利益とリスクを調
この記事はクリエイティブ-コモンズ-ライセンスの下で会話から再発行されています。
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