Dlaczego nie możemy po prostu pokryć Sahary panelami słonecznymi?

Gerhard Knies, fizyk cząstek, usiadł pewnego dnia i stwierdził, że w ciągu zaledwie sześciu godzin pustynie świata otrzymują więcej energii słonecznej niż cała ludzkość zużywa w ciągu roku.
Potrzeby energetyczne świata można by zaspokoić, pokrywając zaledwie 1,2 procent Sahary panelami fotowoltaicznymi hurt.

WIĘC DLACZEGO NIE MY?

Niektórzy próbowali. W ramach inicjatywy Desertec zaplanowano umieszczenie na Saharze paneli słonecznych, które zasiliłyby znaczną część potrzeb energetycznych Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej, a jednocześnie wysłałyby 15 procent zapotrzebowania Europy na energię elektryczną za granicę. Wszystko za niską, niską cenę 400 miliardów euro. Szereg partnerów branżowych ustawiło się w kolejce, aby wziąć udział, ale do 2014 r. z siedemnastu początkowych partnerów pozostało tylko trzech.

Sprawy dość szybko okazały się niewykonalne.

Korzystanie z pustynnych dostaw energii nie stanowi problemu; ale transportowanie go tam, gdzie jest potrzebne, jest. Doprowadzenie tej energii elektrycznej tam, gdzie musi być, wymaga linii energetycznych, które doprowadzą ją do najbliższej elektrowni. Następnie musisz pingować tę energię elektryczną na całym świecie do jej nabywcy, nie tracąc jej. Plan Desertec zakładał wykorzystanie linii wysokiego napięcia prądu stałego, w których straty energii mogą wynosić zaledwie 3 procent na 1000 kilometrów, czyli znacznie mniej niż w przypadku linii prądu przemiennego, do których jesteśmy przyzwyczajeni. Ale nigdy wcześniej nie zbudowano niczego na potrzebną skalę: 30 GW mocy musiałoby zostać przetransportowanych z Sahary do Europy (ponad 3000 kilometrów), a najdłuższym dotychczas połączeniem jest chiński wysiłek transportujący 12 GW na odcinku 3000 km.

Utrzymanie farmy fotowoltaicznej to kłopot na małą skalę. Pył i piasek szybko gromadzą się na panelach słonecznych, zmniejszając ich wydajność, a chociaż trwają badania nad samoczyszczącymi, odpornymi na kurz panelami, w tej chwili po prostu stają się one zbyt zakurzone, aby można je było zoptymalizować. Chociaż można by argumentować, że utrzymanie paneli w czystości zapewniłoby pracę, to piekielne przedsięwzięcie. Piasek jest zmorą każdej technologii — nawet jeśli (jeszcze) nie znalazł się w każdym zakamarku urządzenia, dosłownie rzeźbi w niepamięć wszystko, czego dotknie. Poza tym pustynie to trudne warunki. Nie są po prostu gorące — temperatury gwałtownie zmieniają się między dniem a nocą, powodując szybkie cykle termiczne na dowolnych materiałach paneli słonecznych.

PANELE SŁONECZNE, KTÓRE MAMY DO TEJ PORY, PO PROSTU NIE RADZĄ SOBIE REGULARNIE Z TAKIM POZIOMEM NADUŻYĆ.

Nawet gdyby mogli, jest mały problem, z którym borykają się wszystkie odnawialne źródła energii: spójność. Sahara jest niezawodnie gorąca i słoneczna, ale tylko przez 20 godzin dziennie, zakładając, że masz wystarczająco dużo ogniw słonecznych hurtowo, aby zaspokoić globalną podaż po obu stronach Sahary. To większość dnia z produkcją energii, ale nadal cztery godziny bez niczego. Niewiele jest osób, które byłyby szczęśliwe, gdyby ich elektryczność była codziennie odcinana na cztery godziny.

Magazynowanie wytworzonej energii również nie jest jeszcze zbytnio możliwe. Baterie są trudne i drogie w produkcji, wymagają materiałów o rosnącym niedostatku, wytwarzają dużo zanieczyszczeń podczas produkcji i nie są szczególnie trwałe. Dostępne są inne metody magazynowania, takie jak elektrownie szczytowo-pompowe. Hydro. Na pustyni. Nawet jeśli byłoby to wykonalne lub energia elektryczna zostałaby przetransportowana do miejsca, w którym mogłaby być, obecne magazynowanie na całym świecie przy użyciu tej techniki stanowi tylko mniej niż 1 procent całej energii zużywanej na całym świecie. Istnieje potencjał europejskiej „super-sieci”, która pozwoliłaby na przesyłanie energii z regionów o nadmiernej produkcji do regionów o nadmiernym zapotrzebowaniu, zapewniając w ten sposób stałe dostawy energii elektrycznej, ale pozostajesz na łasce pogody. Tak niezawodny jak gorący słoneczny dzień na Saharze,

Wreszcie, wbrew powszechnemu przekonaniu, pustynie nie są „bezużyteczną ziemią” — są niezwykle złożonymi i delikatnymi ekosystemami, które odgrywają istotną rolę w globalnym środowisku. Co może się nie udać, jeśli w to ingerujesz? Po pierwsze, wiele pustynnych żółwi traci swoje domy.

Najgorsze, co może się przydarzyć, to zmiana klimatu na lepsze lub na gorsze. Wśród wielu czynników wpływających na lokalny klimat jest albedo, czyli procent światła słonecznego, które odbija się od ziemi. Albedo określa, jak nagrzewa się ziemia i jaka część tego ciepła jest odbijana z powrotem w powietrze, odgrywając ogromną rolę w określaniu lokalnego klimatu. Klimat lokalny z kolei wpływa na klimat globalny.

Miasta pustynne, takie jak Phoenix w Arizonie, odkryły to na własnej skórze. Gdy zaczęli brukować pustynię coraz większą ilością betonu i asfaltu, odkryli, że średnie lokalne temperatury niepokojąco szybko rosły. Panele fotowoltaiczne hurt działałyby podobnie, ale nie tylko zmieniłyby albedo, ale także dynamikę ogrzewania i chłodzenia gruntu, ponieważ teraz jest kilka bardzo gorących paneli z bardzo zacienionymi obszarami pod nimi.

Więc oprócz wszystkich innych problemów związanych z pokryciem pustyni panelami fotowoltaiczne hurt, nie wiadomo, jak taki plan wpłynie na klimat. To, co zaczyna się jako plan przeciwdziałania zmianom klimatu, może łatwo zmienić kierunek: możesz zmienić swoją ładną słoneczną pustynię w lokalną wersję Seattle; albo możesz zamienić Seattle, oddalone o te mile, w pustynię.