Крупные солнечные и ветровые электростанции влияют на местный климат: оба вида ВИЭ при достаточных масштабах увеличивают количество осадков и густоту растительного покрова и потенциально могут изменить облик Сахары, где теоретически можно построить такие большие станции.
Исследование об этом опубликовано в журнале Science, передает N+1.
Янь Ли (Yan Li) из университета штата Иллинойс и его коллеги смоделировали гипотетическое строительство в Сахаре огромных ветровых и солнечных энергетических комплексов на общей площади в 9 миллионов квадратных километров — площадь Сахары при этом оценивается в 9,2 миллиона квадратных километров, еще 3 миллиона квадратных километров приходится на Сахель, саванну к югу от пустыни. Мощность гипотетических электростанций в их модели составит 3 и 79 тераватт соответственно (при совокупном мировом потреблении энергии в 18 тераватт, по данным на 2017 год).
Авторы отмечают, что обычно при моделировании влияния таких установок на климат не оцениваются положительные обратные связи, усиливающие исходный эффект, прежде всего через растительный покров. Их климатическая модель, в свою очередь, показала, что строительство таких электростанций существенно увеличит местную температуру, количество осадков и густоту растительного покрова. Ветровые электростанции доставляют более теплый воздух вниз, перемешивая его, замедляют скорость ветра и увеличивают приземную температуру примерно на два градуса Кельвина; это усиливает испарение с поверхности, увеличивает количество осадков примерно вдвое, на 0,25 миллиметра в день, и стимулирует рост растений.
Солнечные панели уменьшают альбедо, или отражающую способность поверхности, на которой они установлены, и тоже увеличивают температуру (на 1-1,2 градуса) и количество осадков (в полтора раза, или на 0,13 миллиметра в день). Растительность в обоих случаях создает положительную обратную связь, также уменьшая альбедо — листья темнее песка — и еще больше увеличивая количество осадков. Вместе солнечные и ветровые электростанции дадут средний прирост количества осадков на 150 процентов до 0,59 миллиметра в день, причем особенно выраженным — до 500 миллиметров в год — он будет в Сахеле.
«Мы обнаружили, что масштабные солнечные и ветровые электростанции могут увеличить количество осадков и стимулировать рост растительности в этих регионах. Увеличение количества осадков — следствие сложного взаимодействия земли и атмосферы в присутствии ветрогенераторов и солнечных панелей, которые создают более неровные и темные поверхности», — сказала соавтор исследования Юджиния Калнэй (Eugenia Kalnay), которую цитирует пресс-служба университета.
Авторы заключают, что воздействие на климат для объектов ВИЭ такого масштаба будет иметь скорее положительные последствия для климата планеты в целом, а в Сахаре и Сахеле их строительство может благоприятно сказаться и на локальном климате. Пространственное разрешение их модели невелико и позволяет моделировать только очень крупные объекты: для уточнения влияния более мелких станций на местный климат нужны эксперименты с моделями с большим разрешением.
В приложении к работе авторы не дают оценок реалистичности строительства станций такого размера в Сахаре и их возможной стоимости, однако отмечают, что проекты, аналогичные инфраструктуре, необходимой для транспортировки электроэнергии потребителям в Европу и на север Африки, существуют уже сегодня, а выгоды от строительства такого источника дешевой электроэнергии, прежде всего для Сахеля, будут не только экономическими — например, это поможет удешевить опреснение и улучшит доступ к питьевой воде для жителей региона.
Массовый ввод мощностей возобновляемой энергетики — правда, не в таких масштабах — нужен человечеству, чтобы снизить выбросы парниковых газов и обезопасить себя от наиболее опасных последствий глобального изменения климата. Группа европейских ученых ранее показала, что если человечество будет наращивать долю возобновляемых источников энергии в энергобалансе на два процента в год, начинать делать это нужно до 2035 года — тогда с вероятностью 67 процентов потепление к концу нынешнего века удастся остановить на двух градусах. Если действовать решительнее и добавлять по пять процентов ВИЭ в год, дедлайн можно отложить на 10 лет. Сейчас доля возобновляемых источников энергии в мире составляет лишь 3,6 процента.
Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, страницу «Хвилі» в Facebook