Když chcete zajistit bezpečný zdroj čisté a obnovitelné energie pro celou civilizaci, nemůžete plánovat v malých číslech. Možná proto se oči snílků i ambiciózních inženýrů tak často obracejí k pouštím Afriky.
Sahara je totiž možná do krajnosti nehostinným územím, ale když přijde na sluneční záření, je něco jako zlatý důl. Často je citován údaj z odhadů NASA, že každý metr čtvereční tamního kamenito-písčitého povrchu přijme ročně 2 až 3 tisíce kilowatthodin (kWh) energie.
Roznásobeno rozlohou devět milionů kilometrů čtverečních, na Saharu připadajících, stojí tu lidstvo před nezužitkovaným potenciálem 22 miliard GWh čisté sluneční energie ročně. Mnohonásobně víc, než kolik potřebuje celý svět.
Existuje ovšem důvod, proč se obávat, že pokrýt Saharu panely nemusí být nejlepší nápad. Zvlášť, pokud by nás k takovému počinu motivovala obava o životní prostředí a klimatické změny. Jaký?
Regionální efekt? Radostný, pozitivní
Důvod je nutné hledat ve vlivu nové gigantické elektrárny na místní podnební podmínky. Jinak řečeno, co taková gigantická stavba může způsobit na Sahaře samotné. Jde o projekt tak ohromný, že podobná analýza „dopadů na životní prostředí“ dává moc dobrý smysl.
V roce 2018 jsme dostali ujištění, že případná megastavba bude mít pozitivní dopad. Modelovací studie zveřejněná časopisem Science dospěla k závěru, že výsledkem bude více zeleně.
Na bázi klimatických modelů popisovala stav, při němž by teplo sálající z panelů (pokrývajících 20 % rozlohy pouště) vytvořilo mnohem příkřejší teplotní gradient mezi pevninou a oceánem. Došlo by také ke snížení tlaku vzduchu, podpořila by se kondenzace vodních par, a tím i vznik dešťů.
Častější srážky by podpořily růst vegetace, zvýšil by se odpar, vytvořilo se vlhčí klima. Ve výsledku, popisovaném studií z roku 2018, tak máme znovu se zelenající poušť, tedy spíše šťavnatou a monzunovými dešti svlažovanou savanu.
Jenže tato svůdná reklama na energeticky výnosnou solární poušť, ze které se brzy stane kontinentální oáza, nebere v potaz širší souvislosti. Badatelé z univerzit v Lundu a Sydney se totiž nyní rozhodli podívat na to, co by taková kontinentální instalace způsobila s klimatem v globálním měřítku, v určitém časovém odstupu po realizaci.
Solární Sahara by nebyla zadarmo
Čeng-jao Lu a Benjamin Smith využili pokročilejší ESM model, který lépe zachycuje interakce hypotetické saharské solární farmy s podnebím. Včetně nejrůznějších reakcí a zpětných vazeb, ať už v atmosféře, v oceánech nebo na pevnině. A ukázalo se, že za veskrze pozitivním regionálním efektem na Sahaře by následovala řada ne až tak příjemných důsledků, často ve velmi vzdálených lokalitách.
Konkrétně? Překrytí 20 % povrchu pouště solárními panely by vedlo k lokálnímu zvýšení teploty o 1,5 °C. A tento „ohřev“ by se neomezil jen na Saharu: postupně by se přenášel, vzdušnými masami i oceánskými proudy, dál do světa. Došlo by ke globálnímu oteplení, vyčíslenému přibližně na 0,16 °C.
„Tento posun, růst teploty, by nebyl uniformní,“ vysvětluje Smith. „Polární regiony by se oteplovaly výrazněji než třeba tropy. Což by ale vedlo k navázané ztrátě ledového pokryvu v arktických oblastech. Což by ale dále akcelerovalo oteplování.“
Proč? Protože mizející led na pólech odhaluje tmavší vodu, která více absorbuje dopadající sluneční záření. Tím to ale nekončí. Nový masivní zdroj tepla nad Saharou by velmi pravděpodobně proměnil a ovlivnil systémy cirkulace vzdušných mas a mořských proudů. „V našich simulacích by došlo k výrazné proměně průběhu a vydatnosti srážek nad tropickými oblastmi, nad Amazonií a pralesy v povodí Konga,“ dodává Lu. Zajímavým výstupem je, že nad Amazonií by v průměru podle modelů pršelo zrovna o tolik méně, o kolik více by napršelo nad solární Saharou.
Zmínit se vyplatí i výrazné zvýšení výskytu tropických cyklón, zasahujících Severní Ameriku a pobřeží východní Asie, a celkové zesílení efektu El Niño. A svůj díl nedobrých zpráv by dostaly i jehličnaté lesy na severní polokouli. Zelenající se Sahara, osazená solárními panely, by tak – alespoň podle modelů ESM – mohla přijít svět docela draho.
Západ Sahary
Vyměníme elektřinu za tropické lesy?
„V našich modelech zatím chybí některé podstatné procesy, které by bylo třeba vzít také v potaz,“ připouští Lu a Smith. „Například data o přenosu prachových částic z pouště do oceánů.“ Může se to zdát podružné, ale právě tento „saharský písek“ unášený vzduchem patří k velmi podstatným zdrojům živin pro mořské mikroorganismy i na živiny chudou Amazonii.
Dá se přitom předpokládat, že zelenější, vegetací překrytá Sahara, by prachová mračna neuvolňovala. Efekt solárních panelů by tak mohl být ještě znatelnější. „Zatím stojíme teprve na samém počátku hlubšího porozumění následkům výstavby opravdu masivních solárních farem ve světových pouštích,“ dodávají autoři.
Pochvalují si přitom, že solární energetika nabízí potenciál ke změně, k přechodu od fosilních paliv k udržitelnosti a soběstačnosti. Ale varují před tím, že podobné megalomanské záměry silně podněcují efekt, který by solární mega-farmy na Sahaře mohly mít na globální klima.
„Do budoucna by nás nejspíš neměl zajímat jen efekt solárních farem na snížení emisí CO2, ale i další, opomíjené efekty solárních farem na lokální či regionální klima,“ uzavírají téma autoři. Když chcete zajistit bezpečný zdroj čisté a obnovitelné energie pro celou civilizaci, nemůžete plánovat v malých číslech. Ale chce to dávat pozor, aby se za zelenou poušť neplatilo vyprahlým pralesem.
Takto saharský prach zabarvil písek v alpském lyžařském rezort Anzére ve Švýcarsku. (6. února 2021)
Stará myšlenka
Myšlence na využití africké pouště pro výrobu elektřiny ze Slunce tím nejspíš neodzvoní. Je tak lákavá jako nepůvodní.
Opomenout bychom určitě neměli prapůvodního autora nápadu na zužitkování neomezeného zdroje sluneční energie z pouští. Amerického inženýra a objevitele, Franka Shumana. Ten prorokoval Africe i světu zářivou solární budoucnost už v roce 1913. Chystaný zázrak v údolí Nilu přerušila válka.
V roce 1986 spočítal německý fyzik Gerhard Knies, patrně pod vlivem čerstvých dojmů z kolapsu černobylské jaderné elektrárny, že za pouhých šest hodin jen tato poušť přijme svým povrchem víc energie, než kolik lidstvo spotřebuje za celý rok.
Takže ona hypotetická solární elektrárna Sahara by dokázala s přehledem vyrobit 7000krát více elektřiny, než kolik momentálně potřebuje a spotřebuje celá Evropa. Uvedená suma energie by například byla ekvivalentní 36 miliardám barelů ropy každý den. A přitom skoro bez emisí skleníkových plynů! Je to také 2000krát víc, než kolik dokážou vyrobit Tři soutěsky, největší elektrárna na světě.
V souvislosti s velkými čísly a neskromnými počty musíme zmínit i nevšední diplomovou práci, která si v roce 2005 vydobyla pozornost světových médií. Nadine Mayové z univerzity v německém Braunschweigu v ní představila svou vizi saharské solární mega-farmy (o rozměrech 254 x 254 km2), jež by teoreticky postačila k nasycení celého světa hladovějícího po energii.
Během posledního století se ovšem v realizaci příliš nepokročilo. Poslední pokus o transfer čisté energie z Afriky do Evropy (projekt Desertec, s odhadovanými náklady 400 miliard eur) skončil v roce 2013 nehezkým debaklem.
Projekt na supersíť obnovitelných zdrojů elektřiny Desertec
Mrzet nás to úplně nemusí, Knies, Mayová i Shuman učinili během svých inspirativních výpočtů řadu pochybení. Například počítali se 100 % účinností solárních systémů, nebrali v potaz chybějící infrastrukturu a rozvodné sítě, absenci zdrojů teplonosného média pro koncentrační solární elektrárny a další podružnosti.
Jenže myšlenka na osazení alespoň části Sahary solárními panely je ale příliš přitažlivá na to, aby se nad ní nedalo aspoň snít. Ve značně skromnějších proporcích se ji nyní pokoušejí naplnit marocký Noor Complex a tuniský TuNur.
