Solarni paneli u Sahari imaju negativan uticaj na klimu

Žengjao Lu, naučnik sa Katedre za fizičku geografiju i nauku o ekosistema na švedskom Univerzitetu Lund i Bendžamin Smit, profesor na Univerzitetu zapadne Australije (UWA) i direktor istraživanja na Institutu za životnu sredinu Haksburi, Univerziteta Zapadni Sidnej, upozorili su u svom nedavno objavljenom radu da će pretvaranje Sahare u gigantsku solarnu elektranu, imati negativne posledice na globalnu klimu zbog načina rada solarnih panela.

U autorskom tekstu za Konverzejšn (The Conversation) mrežu specijalizovanu za naučne članke dvojica naučnika su objasnili rezultate svog nedavno sprovedenog istraživanja, na kome se zasniva njihovo stanovište.

Najveće pustinje na svetu mogle bi biti najbolja mesta na Zemlji za sakupljanje solarne energije, kao potpuno pristupačnog i čistog izvora energije. Pustinje su prostrane, relativno ravne, i što je takođe važno, bogate silicijumom, koji se koristi za poluprovodnike od kojih su napravljene solarne ćelije, i nikada im ne nedostaje sunčeve svetlosti.

Veliki broj naučnika veruje da bi najveća pustinja na svetu, Sahara, mogla da se pretvori u džinovski solarnu farmu, sposobnu da zadovolji četiri puta veću potražnju za energijom na svetu, nego što je ona sada. U tom pravcu su već izrađeni projekti u Tunisu i Maroku za potrebe snabdevanja električnom energijom miliona domaćinstava u Evropi.

Ukoliko bi se 20 odsto Sahare pokrilo solarnim panelima, u pustinji bi došlo do rasta temperature za 1,5 stepeni Celzijusa. Pri pokrivenosti od 50 odsto, temperatura bi bila još stepen viša. (Izvor: AP / Ellon Paz)

U osnovi, princip rada je poznat. Fotonaponski paneli upijaju energiju sunca. Međutim, samo korak dalje od ovoga, otvara se pitanje efikasnosti solarnih panela ili količine električne energije koja se dobija iz solarnih elektrana.

U tom pogledu se može reći da solarni paneli u proseku apsorbuju oko 15 odsto sunčeve energije koja se u tom obimu lako pretvara u električnu energiju. Ostatak je ipak problem, jer se kao toplota vraća u životnu srednu, objašnjavaju naučnici Lu i Smit.

Razlog je to što su solarni paneli mnogo tamniji od peskovitog tla i okruženja koje pokrivaju, tako da oni absorbuju, a samim tim i oslobađaju, mnogo više toplote nego pesak u Sahari, koji u većoj meri reflektuje sunčeve zrake u odnosu na solarne panele.

U tom smislu, toplota koju emituju solarni paneli imala bi veliki uticaj na klimu, zaključuju ovi naučnici.

Da su ovi efekti samo lokalni, možda ne bi ni bili od značaja u malo naseljenoj i neplodnoj pustinji. Međutim, veličina solarnih konstrukcija koje bi bile potrebne da bi se zadovoljile svetske potrebe za energijom bila bi ogromna, i pokrivala hiljade kvadratnih kilometara pustinjskog prostranstva. Toplota koja se ponovo emituje sa prostora ovih razmera bi se preraspodelila protokom vazduha u atmosferi, stvarajući ne samo regionalne, već i globalne efekte na klimu.

Rast temperature u Sahari usrokovao bi globalno zagrevanje i to takvo da bi se polarni regioni zagrevali više od tropskog pojasa, što bi dovelo do bržeg topljenja leda na Arktiku. (Izvor: canbio.ca)

Zelenija Sahara

U ranijem istraživanju, sprovedenom 2018. godine dvojica naučnika su koristila klimatski model za simulaciju efekata sunčeve energije na pustinjsko tlo posle postavljanja mega solarnih farmi.

Već taj model je, kako kažu, otkrio da bi pretvaranje Sahare u prostor za dobijanje solarne energije, čak i kada bi se samo 20 odsto njene površine pokrilo solarnim pločama, izazvalo povratnu reakciju, sa negativnim efektima na klimu.

Toplota koju emituju tamni solarni paneli, i koja se vraća u okruženje, stvara veliku temperaturnu razliku između Sahare i okeana koji je okružuju. Ova razlika, objašnjavaju Lu i Smit, dovela bi do smanjenja atmosferskog pritiska i povećanja brzine podizanja i kondenzovanja vlažnog vazduha, što uslovljava veće količine padavina.

Sa više kiše, Sahara bi se ponovo pretvorila u područje raskošne vegetacije, što prema oceni klimatskih istraživača Žengjao Lua i Bendžamina Smita nije dobro, kako se u prvi mah čini.

Razlog je to što, kako kažu, svaki uticaj na klimatske obrasce, koliko god dobre namere bile, ima destruktivne posledice na klimu.

Sa više monsunskih kiša i vegetacija se razvija, a pustinja reflektuje manje sunčeve energije, jer vegetacija bolje upija svetlost od peska i tla. Sa više biljaka, dolazi do većeg isparavanja vode, čime se stvara vlažnije okruženje, koje opet uzrokuje širenje vegetacije.

Lu i Smit kažu da ovaj scenario može izgledati izmišljeno, ali studije sugerišu da je sličnan princip i održao vegetaciju u većem felu Sahare tokom afričkog vlažnog perioda, koji se završio tek pre 5.000 godina.

Uski pojas sa obilnim padavinama u tropskim predelima koji održava guste tropske šume na području Amazona, kao i u basenu Konga, pomerio bi se ka severu, što bi uzrokovalo sušu u regionu Amazona. (Izvor: Reuters / Marcelo Del Pozo)

Suše na području Amazona i cikloni u Vjetnamu

U poslednjem istraživanju čiji su rezultati objavljeni u februaru, naučnici su koristili napredni model Zemljinog sistema da bi se pažljivo ispitalo kako mega solarne farme u Sahari utiču na klimu.

Model dvojice naučnika uzima u obzir međusobni uticaj klimatskih fakora - atmosfere, okeana i kopna, kao i ekosistema.

Treba imati na umu da je u prirodi sve međusobno povezano, a to se odnosi kako na ekosisteme, tako i na klimatske obrasce, kažu dvojica naučnika. Pesak u Sahari, koji prenosi vetar, donosi hranljive materije u Amazon i Atlantski okean. Međutim, prekomerna toplota koju bi u pustinji stvarali solarni paneli, uticala bi na promenu protoka vazduha i kretanja u okeanu, što bi prema oceni Lu i Smita i dovelo do promena u pogledu količine padavina.

Ukoliko bi se 20 odsto Sahare pokrilo solarnim panelima, u pustinji bi došlo do rasta temperature za 1,5 stepeni Celzijusa. Pri pokrivenosti od 50 odsto, temperatura bi bila još stepen viša.

Ovo zagrevanje bi, kroz atmosferu i kretanje okeana, vremenom imalo globalni uticaj, podižući prosečnu temperaturu za 0,16 stepeni Celzijusa, i to pri pokrivenosti Sahare solarnim panelima od 20 odsto, dok bi pokrivenost pustinje od 50 odsto podigla temperaturu za 0,39 stepeni Celzijusa.

Projekat „Nur“, jedna od najvećih solarnih - fotonaponskih elektrana na svetu izgrađena u Maroku na 137 hektara, proizvodnog kapaciteta od 582 megavata. (Izvor: tunur.tn)

Globalni temperaturni pomak ipak ne bi bio ujednačen, ističu naučnici. Polarni regioni bi se zagrevali više od tropskog pojasa, što bi dovelo do bržeg topljenja leda na Arktiku i podizanja nivoa vode, a i to ima svoje posledice. Veća površina vode privlači više toplote iz atmosfere, jer je morska voda tamnija od leda i više apsorbuje toplotu, što bi dodatno ubrzalo zagrevanje.

Zaključak je da bi solarni paneli kao ogroman novi izvor toplote u Sahari imao izuzetan uticaj na promene u cirkulaciji vazduha i okeana, na globalnom nivou, i izmenio obrasce padavina širom sveta.

Uski pojas sa obilnim padavinama u tropskim predelima, što predstavlja više od 30 odsto padavina u svetu, a održava guste tropske šume na području Amazona, kao i u basenu Konga, pomera se ka severu, pokazale su računarski izvedene simulacije.

Naučnici Lu i Smit kažu da to uzrokuje sušu u regionu Amazona, jer manje vlage stiže iz okeana. Istraživanje je pokazalo da se gotovo ista količina novih padavina koja bi pala iznad Sahare, zbog atmorsferskih promena uzrokovanih većim oslobađanjem toplote pri padu sunčeve svetlosti na solarne panele, gubi na području Amazona, gde bi nastala suša. Model takođe predviđa češće tropske ciklone koji bi pogodili obale Severne Amerike i Istočne Azije.

Dvojica klimatskih istraživača još kažu da njihovom modelu još uvek nedostaju važni pokazatelji nekih procesa, poput prašine koja se podiže iz velikih pustinja. Saharska prašina, nošena vetrom, vitalni je izvor hranljivih sastojaka za Amazon i Atlantski okean. Ukoliko bi Sahara postala bogatija vegetacijom, taj bi se stimulans umanjio što bi moglo da ima još veći globalni efekat nego što su pokazale naše simulacije, ističu Lu i Smit.

Studija koja je koristila računarsko modeliranje za izvođenje zaključaka, trebalo bi da bude poziv na promišljanje za sve one koji smatraju da će izgradnja mega solarnih sistema spasiti planetu.

Tek počinjemo da shvatamo potencijalne posledice postavljanja gigantskih solarnih farmi u pustinjama po svetu, napominju dvojica naučnika. Ovakva rešenja mogu da pomognu društvu da napravi otklon od fosilnih goriva, ali studije poput naše, povlače važnost razmatranja brojnih povezanih činilaca prilikom ispitivanja koristi koje takvi potezi donose, ali i rizika, kao odgovora na takve poteze. Ti odgovori, ističu ovi klimatski istraživači, dolaze iz atmosfere, okeana, i sa samog kopna.