Sahra'daki Güneş Panelleri Yenilenebilir Enerjiyi Artırabilir ancak Küresel İklim İçin Zararlı Olabilir

Álvaro Quintana

Gerçek şu ki, dünyanın en sert çölleri, sahip olduğumuz en bol ve en temiz enerji kaynağı olan güneş enerjisini hasat etmek için dünyadaki en iyi yerler olabilir. Çöller geniş, nispeten düz, yarı iletkenlerin ve güneş hücrelerinin yapıldığı hammaddeler açısından zengin ve güneş ışığından asla yoksun değiller. Aslında, dünya çapında en büyük on güneş enerji santrali, çöllerde veya kurak bölgelerde yer almaktadır.

Önemli noktaları göster

Çöller, geniş, bol güneş ışığı alan ve güneş hücrelerinin yapımında gerekli olan hammaddeler bakımından zengin oldukları için güneş tarlaları inşa etmek için ideal yerlerdir.
Sahra'daki büyük güneş tarlaları, mevcut küresel enerji talebinin dört katını karşılayacak kadar enerji üretebilir.
Çölün büyük bir kısmını güneş panelleri ile kaplamak, artan yağış ve bitki örtüsü gibi çevresel değişikliklere yol açabilir ve çölü yavaş yavaş daha yeşil alanlara dönüştürebilir.
Koyu renkli güneş panellerinin düşük albedo etkisi, yerel ve bölgesel iklimleri etkileyen geri bildirim döngüleri oluşturabilir.
Karmaşık iklim çalışmaları, devasa güneş enerjisi projelerinin küresel sıcaklık artışlarına ve küresel hava durumu düzenlerinde değişikliklere neden olabileceğini gösteriyor.
Bu değişikliklerin Amazon gibi bölgelerde kuraklığa ve Vietnam ile Kuzey Amerika gibi diğer bölgelerde kasırgaların artmasına neden olması beklenmektedir.
Çöllerde güneş enerjisinin potansiyel faydalarına rağmen, karmaşık küresel etkileri yaygın uygulama öncesinde daha entegre çalışmalar gerektirmektedir.

Araştırmacılar, dünyanın en büyük çölü Sahra'nın, mevcut küresel enerji talebinin dört katını karşılayacak dev bir güneş tarlasına dönüştürülebileceğini öngörüyor. Tunus ve Fas'ta, milyonlarca haneye elektrik sağlayacak projeler geliştirilmiştir. Güneş panellerinin siyah yüzeyleri, onlara ulaşan güneş ışığının çoğunu emerken, bu gelen enerjinin sadece küçük bir kısmı (yaklaşık %15) elektriğe dönüştürülür. Geri kalanı ısı olarak çevreye geri verilir. Paneller, üzerlerini kapladıkları topraklardan genellikle çok daha koyu olduğundan, geniş güneş hücresi alanları büyük miktarda ek enerjiyi emip ısı olarak yayarak iklimi etkiler.

Daha Yeşil Bir Çöl

2018 yılında yapılan bir çalışma, geniş ölçekli güneş tarlaları nedeniyle çöl yüzeyinde albedonun azalmasının etkilerini simüle etmek için bir iklim modeli kullandı. Albedo, yüzeylerin güneş ışığını ne kadar iyi yansıttığının bir ölçüsüdür. Kum, güneş panellerine göre daha yansıtıcıdır ve bu nedenle daha yüksek bir albedo değerine sahiptir. Model, çöl alanının %20'sini kaplayan güneş tarlalarının, geri bildirim döngüsü oluşturduğunu ortaya koydu. Koyu güneş panellerinden yayılan ısı (yüksek yansıtıcılığa sahip çöl toprağına kıyasla) kara ile çevreleyen okyanuslar arasında keskin bir sıcaklık farkı oluşturur, bu nihayetinde yüzey hava basıncını düşürerek nemli havanın yükselmesine ve yağmur damlalarına yoğunlaşmasına neden olur. Artan mevsimsel yağışlarla birlikte bitkiler büyür ve çöl, bitkilerin suları ve ışığı kum ve topraktan daha iyi emdiği için daha az güneş enerjisi yansıtır. Daha fazla bitki, daha fazla su buharlaşmasına yol açarak daha nemli bir ortam yaratır ve bitki örtüsünün gelişmesine olanak tanır.

Bu senaryo hayali gelebilir ancak çalışmalar, benzer bir geri bildirim döngüsünün Afrika Nemli Dönemi boyunca Sahra'nın büyük bir kısmını yeşil tuttuğunu, bu dönemin sadece 5.000 yıl önce bittiğini öneriyor. Dolayısıyla, dev bir güneş tarlası küresel talebi karşılayacak bol enerji üretirken, yeryüzündeki en zorlu ortamlarından birini yaşanabilir bir vahaya dönüştürebilir. İdeal gibi geliyor, değil mi? Pek sayılmaz. Son çalışmamızda, çöl güneş tarlalarının iklimle nasıl etkileşime girdiğini daha ayrıntılı olarak incelemek için gelişmiş bir Dünya sistemi modeli kullandık. Modelimiz, dünya ikliminin etkileşimli alanlarının, yani atmosfer, okyanus, kara ve bunların ekosistemleri arasındaki karmaşık geri bildirimleri dikkate aldı. Bu, çölün kendisinde herhangi bir bölgesel faydaları dengeleyen, dünyanın ve okyanusun uzak bölgelerinde istenmeyen etkilerin olabileceğini gösterdi.

Amazon'da Kuraklık ve Vietnam'da Kasırgalar

Modelimize göre Sahra Çölü'nün %20'sini güneş tarlalarıyla kaplamak yerel sıcaklıkları 1.5 Santigrat derece artırıyor. %50'lik bir kaplama ile sıcaklık 2.5 Santigrat derece artıyor. Bu ısınma, atmosferik ve okyanus dolaşımı yoluyla nihayetinde küresel olarak yayılır ve %20'lik kaplama için ortalama küresel sıcaklığı 0.16 Santigrat derece ve %50'lik kaplama için 0.39 Santigrat derece artırır. Ancak, küresel sıcaklık değişikliği eşit değildir—kutuplar, tropikal bölgelerden daha fazla ısınır ve bu da Arktik deniz buzunun kaybını artırır. Bu, deniz buzunun erimesiyle daha fazla güneş enerjisi emen koyu suları açığa çıkardığından ısınmayı hızlandırabilir. Sahra'daki bu devasa yeni ısı kaynağı, küresel hava ve okyanus dolaşımını yeniden düzenleyerek dünya çapındaki yağış düzenlerini etkiler.

Tropiklerde, dünya çapındaki yağışların %30'undan fazlasını oluşturan ve Amazon ile Kongo havzalarındaki yağmur ormanlarını destekleyen yoğun yağmur kuşağı, simülasyonlarımızda kuzeye doğru kayar. Amazon için bu, okyanustan ulaşan nem miktarının azalmasıyla kuraklığa neden olur. Güneş panellerinin karartıcı etkisi nedeniyle Sahra üzerinde düşen neredeyse ek yağmur miktarı Amazon'dan kaybedilen miktarla aynıdır. Model ayrıca Kuzey Amerika ve Doğu Asya kıyılarına daha fazla tropikal siklonun vuracağını da öngörüyor. Çöl gibi büyük alanlardan yayılan toz gibi modelimizin hala eksik olan bazı kritik süreçleri de vardır. Rüzgarla taşınan çöl tozu, Amazon ve Atlantik Okyanusu için hayati bir besin kaynağıdır. Bu nedenle, daha yeşil bir çöl, simülasyonlarımızın öngördüğünden daha büyük küresel etkiye sahip olabilir. Dünyanın çöllerinde dev güneş tarlaları yaratmanın potansiyel sonuçlarını anlamaya yeni başlıyoruz. Bu tür çözümler toplumu fosil yakıtlardan uzaklaşmaya yardımcı olabilir ancak bizimki gibi Dünya sistemi çalışmaları, atmosfer, okyanuslar ve kara yüzeyinin faydaları ve riskleri incelerken birbirine bağlı pek çok yanıtı dikkate almanın önemini vurgular.