Keď chcete zaistiť bezpečný zdroj čistej a obnoviteľnej energie pre celú civilizáciu, nemôžete plánovať v malých číslach. Možno preto sa oči rojkov aj ambicióznych inžinierov tak často obracajú k púšťam Afriky.
Sahara je totiž možno do krajnosti nehostinným územím, ale keď príde na slnečné žiarenie, je niečo ako zlatá baňa, uvádza iDNES.cz.
Často je citovaný údaj z odhadov NASA, že každý meter štvorcový tamojšieho kamenistopiesčitého povrchu prijme ročne 2 až 3 tisíc kilowatthodín (kWh) energie.
Roznásobené rozlohou deväť miliónov kilometrov štvorcových, na Saharu pripadajúcich, stojí tu ľudstvo pred nezužitkovaným potenciálom 22 miliárd GWh čistej slnečnej energie ročne. Mnohonásobne viac, než koľko potrebuje celý svet.
Existuje však dôvod, prečo sa obávať, že pokryť Saharu panelmi nemusí byť najlepší nápad. Zvlášť, ak by nás k takémuto počinu motivovala obava o životné prostredie a klimatické zmeny. Aký?
Regionálny efekt? Radostný, pozitívny
Dôvod je nutné hľadať vo vplyve novej gigantickej elektrárne na miestne podnebné podmienky. Inak povedané, čo taká gigantická stavba môže spôsobiť na Sahare samotnej. Ide o projekt tak obrovský, že podobná analýza "vplyvov na životné prostredie" dáva veľmi dobrý zmysel.
V roku 2018 sme dostali ubezpečenie, že prípadná megastavba bude mať pozitívny dopad. Modelovacia štúdia zverejnená časopisom Science dospela k záveru, že výsledkom bude viac zelene.
Na báze klimatických modelov popisovala stav, pri ktorom by teplo sálajúce z panelov (pokrývajúcich 20 percent rozlohy púšte) vytvorilo omnoho príkrejší teplotný gradient medzi pevninou a oceánom. Došlo by aj k zníženiu tlaku vzduchu, podporila by sa kondenzácia vodných pár, a tým aj vznik dažďov.
Častejšie zrážky by podporili rast vegetácie, zvýšil by sa odpar, vytvorila sa vlhkejšia klíma. Vo výsledku, popisovanom štúdiou z roku 2018, tak máme znovu sa zelenajúcu púšť, teda skôr šťavnatú a monzúnovými dažďami zvlažovanú savanu.
Lenže táto zvodná reklama na energeticky výnosnú solárnu púšť, z ktorej sa čoskoro stane kontinentálna oáza, neberie do úvahy širšie súvislosti.
Bádatelia z univerzít v Lunde a Sydney sa totiž teraz rozhodli pozrieť na to, čo by taká kontinentálna inštalácia spôsobila s klímou v globálnom meradle, v určitom časovom odstupe po realizácii.
Solárna Sahara by nebola zadarmo
Čeng-jao Lu a Benjamin Smith využili pokročilejší ESM model, ktorý lepšie zachytáva interakcie hypotetické saharskej solárne farmy s podnebím.
Vrátane najrôznejších reakcií a spätných väzieb, či už v atmosfére, v oceánoch alebo na pevnine. A ukázalo sa, že za naskrz pozitívnym regionálnym efektom na Sahare by nasledoval rad nie až tak príjemných dôsledkov, často vo veľmi vzdialených lokalitách.
Konkrétne? Prekrytie 20 percent povrchu púšte solárnymi panelmi by viedlo k lokálnemu zvýšeniu teploty o 1,5 stuoňov Celzia. A tento "ohrev" by sa neobmedzil len na Saharu: postupne by sa prenášal, vzdušnými masami aj oceánskymi prúdmi, ďalej do sveta. Došlo by ku globálnemu otepleniu, vyčíslenému približne na 0,16 stupňov.
"Tento posun, rast teploty, by nebol uniformné," vysvetľuje Smith. "Polárne regióny by sa otepľovali výraznejšie než napríklad trópy. Čo by však viedlo k naviazanej strate ľadovej pokrývky v arktických oblastiach. Čo by ale ďalej akcelerovalo otepľovanie."
Prečo? Pretože miznúci ľad na póloch odhaľuje tmavšiu vodu, ktorá viac absorbuje dopadajúce slnečné žiarenie. Tým to ale nekončí.
Nový masívny zdroj tepla nad Saharou by sa veľmi pravdepodobne premenil a ovplyvnil systémy cirkulácie vzdušných más a morských prúdov.
"V našich simuláciách by došlo k výraznej premene priebehu a výdatnosti zrážok nad tropickými oblasťami, nad Amazóniou a pralesmi v povodí Konga," dodáva Lu.
Zaujímavým výstupom je, že nad Amazóniou by v priemere podľa modelov pršalo zrovna o toľko menej, o koľko viac by napršalo nad solárnou Saharou.
Spomenúť sa oplatí aj výrazné zvýšenie výskytu tropických cyklón, zasahujúcich Severnú Ameriku a pobrežia východnej Ázie, a celkové zosilnenie efektu El Niño.
A svoj diel nedobrých správ by dostali aj ihličnaté lesy na severnej pologuli. Zelenajúca sa Sahara, osadená solárnymi panelmi, by tak - aspoň podľa modelov ESM - mohla prísť svet celkom draho.
Vymeníme elektrinu za tropické lesy?
"V našich modeloch zatiaľ chýbajú niektoré podstatné procesy, ktoré by bolo potrebné vziať tiež do úvahy," pripúšťa Lu a Smith. "Napríklad dáta o prenose prachových častíc z púšte do oceánov."
Môže sa to zdať podružné, ale práve tento "saharský piesok" unášaný vzduchom patrí k veľmi podstatným zdrojom živín pre morské mikroorganizmy i na živiny chudobnú Amazóniu.
Dá sa pritom predpokladať, že zelenšia, vegetáciou prekrytá Sahara, by prachové mračná poriadne neuvoľňovala. Efekt solárnych panelov by tak mohol byť ešte výraznejší.
"Zatiaľ stojíme ešte len na samom počiatku hlbšieho porozumenia následkom výstavby naozaj masívnych solárnych fariem vo svetových púšťach," dodávajú autori.
Pochvaľujú si pritom, že solárna energetika ponúka potenciál k zmene, k prechodu od fosílnych palív k udržateľnosti a sebestačnosti.
Ale varujú pred tým, že podobné megalomanské zámery silne podnecujú efekt, ktorý by solárne mega-farmy na Sahare mohli mať na globálnu klímu.
"Do budúcnosti by nás zrejme nemal zaujímať len efekt solárnych fariem na zníženie emisií CO2, ale aj ďalšie, opomínané efekty solárnych fariem na lokálnu alebo regionálnu klímu," uzatvárajú tému autori.
Keď chcete zaistiť bezpečný zdroj čistej a obnoviteľnej energie pre celú civilizáciu, nemôžete plánovať v malých číslach. Ale chce to dávať pozor, aby sa za zelenú púšť neplatilo vyprahnutým pralesom.
Stará myšlienka
Myšlienke na využitie africkej púšte na výrobu elektriny zo Slnka tým zrejme neodzvoní. Je rovnako lákavá ako originálna.
Opomenúť by sme určite nemali prapôvodného autora nápadu na zužitkovanie neobmedzeného zdroja slnečnej energie z púští.
Amerického inžiniera a objaviteľa, Franka Shumana. Ten prorokoval Afrike i svetu žiarivú solárnu budúcnosť už v roku 1913. Pripravovaný zázrak v údolí Nílu prerušila vojna.
V roku 1986 spočítal nemecký fyzik Gerhard Knies, zrejme pod vplyvom čerstvých dojmov z kolapsu černobyľskej jadrovej elektrárne, že za púhych šesť hodín len táto púšť prijme svojím povrchom viac energie, než koľko ľudstvo spotrebuje za celý rok.
Takže tá hypotetická solárna elektráreň Sahara by dokázala s prehľadom vyrobiť 7000-krát viac elektriny, než koľko momentálne potrebuje a spotrebuje celá Európa.
Uvedená suma energie by napríklad bola ekvivalentná 36 miliardám barelov ropy každý deň. A pritom skoro bez emisií skleníkových plynov! Je to tiež 2000-krát viac, než koľko dokáže vyrobiť najväčšia elektráreň na svete.
V súvislosti s veľkými číslami a neskromnými počtami musíme spomenúť aj nevšednú diplomovú prácu, ktorá si v roku 2005 vydobyla pozornosť svetových médií.
Nadine Mayová z univerzity v nemeckom Braunschweigu v nej predstavila svoju víziu saharskej solárnej mega-farmy (s rozmermi 254 x 254 km2), ktorá by teoreticky postačovala k nasýteniu celého sveta hladujúceho po energii.
Počas posledného storočia sa však v realizácii príliš nepokročilo. Posledný pokus o transfer čistej energie z Afriky do Európy (projekt Desertec, s odhadovanými nákladmi 400 miliárd eur) skončil v roku 2013 nepekným debaklom.
Mrzieť nás to úplne nemusí, Knies, Mayová aj Shuman urobili počas svojich inšpiratívnych výpočtov rad pochybení. Napríklad počítali so 100-percentnou účinnosťou solárnych systémov, nebrali do úvahy chýbajúcu infraštruktúru a rozvodné siete, absenciu zdrojov teplonosného média pre koncentračné solárne elektrárne a ďalšie podružnosti.
Lenže myšlienka na osadenie aspoň časti Sahary solárnymi panelmi je ale príliš príťažlivá na to, aby sa nad ňou nedalo aspon snívať. V značne skromnejších proporciách sa ju teraz pokúšajú naplniť marocký Noor Complex a tuniský TuNur.