Czy powinniśmy zamienić Saharę w wielką farmę słoneczną? / Amin Al-Habaibeh

Wydmy w algierskiej Saharze. CC BY-SA 4.0

Za każdym razem, gdy odwiedzam Saharę, jestem pod wrażeniem, jak słoneczna i gorąca jest tam pogoda i jak czyste może być niebo. Poza kilkoma oazami jest tam niewiele roślinności, a większość największej pustyni świata pokryta jest skałami, piaskiem i wydmami. Saharyjskie słońce jest wystarczająco silne, aby dostarczać Ziemi znaczną ilość energii słonecznej.

Statystyki są oszałamiające. Gdyby pustynia była krajem, byłaby piątym co do wielkości krajem na świecie – jest większa od Brazylii i nieco mniejsza od Chin i USA. Każdy metr kwadratowy otrzymuje średnio od 2000 do 3000 kilowatogodzin energii słonecznej rocznie, według szacunków NASA. Biorąc pod uwagę, że Sahara zajmuje około 9 mln km², oznacza to, że całkowita dostępna energia – to znaczy, gdyby każdy cal pustyni pochłonął każdą kroplę energii słonecznej – wynosi ponad 22 miliardy gigawatogodzin (GWh) rocznie.

To znowu duża liczba, która wymaga pewnego kontekstu: oznacza to, że hipotetyczna farma słoneczna pokrywająca całą pustynię produkowałaby 2000 razy więcej energii niż nawet największe elektrownie na świecie, które generują zaledwie 100 000 GWh rocznie. W rzeczywistości jej produkcja byłaby równoważna ponad 36 miliardom baryłek ropy dziennie – to około pięciu baryłek na osobę dziennie. W tym scenariuszu Sahara mogłaby potencjalnie produkować ponad 7000 razy więcej energii elektrycznej niż potrzebuje Europa, niemal bez emisji dwutlenku węgla.

Globalne poziome napromieniowanie, miara ilości energii słonecznej otrzymywanej rocznie. Global Solar Atlas / World Bank

Co więcej, Sahara ma również tę zaletę, że jest bardzo blisko Europy. Najkrótsza odległość między Afryką Północną a Europą wynosi zaledwie 15 km w Cieśninie Gibraltarskiej. Ale nawet znacznie większe odległości, przez główną szerokość Morza Śródziemnego, są całkowicie praktyczne – w końcu najdłuższy na świecie podwodny kabel energetyczny biegnie przez prawie 600 km między Norwegią a Holandią.

Przez ostatnią dekadę naukowcy (w tym ja i moi koledzy ) badali, w jaki sposób energia słoneczna na pustyni mogłaby sprostać rosnącemu lokalnemu zapotrzebowaniu na energię i ostatecznie zasilić również Europę – i jak to mogłoby działać w praktyce. Te akademickie spostrzeżenia przełożono na poważne plany. Najbardziej znaną próbą był Desertec, projekt ogłoszony w 2009 r., który szybko pozyskał mnóstwo funduszy od różnych banków i firm energetycznych, zanim w dużej mierze upadł, gdy większość inwestorów wycofała się pięć lat później, powołując się na wysokie koszty . Takie projekty są hamowane przez szereg czynników politycznych, handlowych i społecznych , w tym brak szybkiego rozwoju w regionie.

Planeta Tatooine z filmów Gwiezdne Wojny została sfilmowana w południowej Tunezji. Amin Al-Habaibeh , Autor dostarczył

Do nowszych propozycji zalicza się projekt TuNur w Tunezji, który ma zasilić ponad 2 mln europejskich domów, lub kompleks elektrowni słonecznych Noor w Maroku, który również ma eksportować energię do Europy.

Dwie technologie

W tej chwili istnieją dwie praktyczne technologie wytwarzania energii słonecznej w tym kontekście: skoncentrowana energia słoneczna (CSP) i zwykłe panele fotowoltaiczne. Każda z nich ma swoje zalety i wady.

Skoncentrowana energia słoneczna wykorzystuje soczewki lub lustra, aby skupić energię słoneczną w jednym miejscu, które staje się niesamowicie gorące. To ciepło generuje następnie energię elektryczną za pomocą konwencjonalnych turbin parowych. Niektóre systemy wykorzystują stopioną sól do magazynowania energii, co pozwala na produkcję energii elektrycznej również w nocy.

Skoncentrowana elektrownia słoneczna w pobliżu Sewilli w Hiszpanii. Lustra skupiają energię słoneczną na wieży w centrum. Novikov Aleksey / shutterstock

CSP wydaje się być bardziej odpowiednia dla Sahary ze względu na bezpośrednie słońce, brak chmur i wysokie temperatury, co czyni ją bardziej wydajną . Jednak soczewki i lustra mogą zostać pokryte przez burze piaskowe, podczas gdy turbiny i systemy ogrzewania parowego pozostają złożonymi technologiami. Ale najważniejszą wadą tej technologii jest wykorzystanie ograniczonych zasobów wodnych .

Zamiast tego panele fotowoltaiczne zamieniają energię słoneczną na energię elektryczną bezpośrednio za pomocą półprzewodników. Jest to najpopularniejszy rodzaj energii słonecznej, ponieważ może być podłączony do sieci lub rozprowadzany do użytku na małą skalę w poszczególnych budynkach. Ponadto zapewnia rozsądną moc wyjściową w pochmurną pogodę.

Ale jedną z wad jest to, że gdy panele stają się zbyt gorące, ich wydajność spada. Nie jest to idealne rozwiązanie w części świata, w której latem temperatury mogą łatwo przekroczyć 45°C w cieniu, a zapotrzebowanie na energię do klimatyzacji jest największe w najgorętszych porach dnia. Innym problemem jest to, że burze piaskowe mogą pokryć panele, co jeszcze bardziej obniży ich wydajność.

Obie technologie mogą wymagać pewnej ilości wody do czyszczenia luster i paneli w zależności od pogody, co również sprawia, że ​​woda jest ważnym czynnikiem do rozważenia. Większość badaczy sugeruje zintegrowanie dwóch głównych technologii w celu opracowania systemu hybrydowego.

Tylko niewielka część Sahary mogłaby produkować tyle energii, ile obecnie produkuje cały kontynent afrykański. Wraz z rozwojem technologii solarnej, rzeczy będą stawać się tańsze i bardziej wydajne. Sahara może być niegościnna dla większości roślin i zwierząt, ale mogłaby przynieść zrównoważoną energię do życia w całej Afryce Północnej – i poza nią.

Kliknij tutaj, aby zapisać się na nasz newsletter dotyczący działań klimatycznych. Zmiana klimatu jest nieunikniona. Nasza odpowiedź na nią nie jest.

Ten artykuł został zaktualizowany 30 kwietnia w celu skorygowania błędu. Saharyjska energia słoneczna mogłaby potencjalnie produkować ponad siedem tysięcy razy więcej energii elektrycznej niż zapotrzebowanie Europy (nie 7).

Opublikowano: 24 kwietnia 2019, 17:00 CEST Zaktualizowano: 30 kwietnia 2019 r., 12:24 CEST

Powyższy artykuł ukazał sie pierwotnie na stronie The Conversation

Link do artykułu: https://theconversation.com/should-we-turn-the-sahara-desert-into-a-huge-solar-farm-114450