Czy gigantyczny system fotowoltaiczny na Saharze może zaspokoić nasze potrzeby energetyczne?

Na gigantycznej afrykańskiej pustyni brakuje wielu rzeczy, jednak z pewnością nie należą do nich piasek i światło słoneczne. Niektórzy zadają sobie w związku z tym pytania na temat megaprojektów elektrowni słonecznych zlokalizowanych w tym obszarze. Czy mogą stać się rzeczywistością? Zapytaliśmy o to naszego eksperta, Khamida Mahkamova, który postanowił rzucić nieco światła na tę kwestię.

Energia

© chungking/stock.adobe.com

Odnawialne źródła energii są niezwykle ważnym czynnikiem wspierającym dążenia Europy do stania się pierwszym kontynentem neutralnym pod względem emisji dwutlenku węgla. Zarówno postępujący kryzys klimatyczny, jak i gwałtowny wzrost cen gazu ziemnego sprawiły, że ponownie wybrzmiały głosy nawołujące do przejścia na niskoemisyjny system energetyczny.

Na szczęście Europa nie zasypia gruszek w popiele – z 2 664 TWh energii elektrycznej wyprodukowanej na Starym Kontynencie w 2020 roku aż 34 % pochodziło ze źródeł odnawialnych. Problem polega jednak na tym, że choć w najbliższym czasie z pewnością nie zabraknie nam energii ze źródeł odnawialnych, musimy zbudować infrastrukturę, która pozwoli nam na jej wykorzystanie.

Zaspokojenie całkowitego zapotrzebowania Europy na energię wyłącznie przy użyciu odnawialnych źródeł energii wymagałoby realizacji dużej liczby projektów infrastrukturalnych. Każda z tych inwestycji konkuruje jednak z innymi formami użytkowania terenu, takimi jak zabudowa mieszkaniowa i przemysłowa, uprawy rolne czy tereny zielone.

Nieopodal Europy znajduje się jednak ogromna przestrzeń, w przypadku której nie musimy martwić się o dostęp do energii odnawialnej. Mowa oczywiście o Saharze w Afryce. Powstaje pytanie – czy jedna gigantyczna elektrownia słoneczna może zastąpić źródła energii rozsiane po całej Europie?

„Jeśli uda się znaleźć rozwiązania wszystkich wyzwań inżynieryjnych, środowiskowych i politycznych, jak najbardziej stanie się to możliwe. Sahara pozwala na wytwarzanie energii elektrycznej w ilościach pozwalających na pokrycie dużej części obecnego zapotrzebowania UE na energię elektryczną dzięki elektrowniom słonecznym”, twierdzi Mahkamov, profesor inżynierii mechanicznej i budowlanej Uniwersytetu w Northumbrii.

„Biorąc pod uwagę fakt, że całkowita powierzchnia Sahary szacowana jest na około 9,3 miliona kilometrów kwadratowych, a średnie nasłonecznienie wynosi 263 W/m2, ponadto uwzględniając obecny poziom rozwoju i sprawności współczesnych rozwiązań pozwalających na wykorzystywanie energii słonecznej, musimy docenić potencjał tej pustyni w zakresie wytwarzania energii elektrycznej, choć nie możemy zapominać o wahaniach wydajności produkcji ze względu na pory roku”, wyjaśnia naukowiec.

Jednak diabeł tkwi w szczegółach.

Słońce, piasek i energia słoneczna

Według Mahkamova, zanim zbudujemy gigantyczną elektrownię słoneczną na Saharze, musimy najpierw zbadać długofalowe skutki środowiskowe i społeczne pokrycia tak dużego obszaru panelami fotowoltaicznymi.

Pozostaje jeszcze kwestia instalacji olbrzymiego elementu krytycznej infrastruktury w dużej odległości od Europy oraz trudne warunki panujące na pustyni. Montaż instalacji fotowoltaicznej na Saharze z pewnością będzie wiązał się z wieloma problemami wynikającymi z burz piaskowych oraz nieustannego przemieszczania się piasku, co prowadziłoby do większych wymogów w zakresie konserwacji i utrzymania.

Co więcej, w przeciwieństwie do paneli słonecznych zainstalowanych na dachu, olbrzymie instalacje fotowoltaiczne muszą spełniać szereg wyjątkowych wymogów. „Taka instalacja wymaga zastosowania zróżnicowanych technologii przetwarzania energii – jest to wymagane w celu zapewnienia niezawodności i ciągłości produkcji, a także pełnego wykorzystania nieregularnego spektrum promieniowania słonecznego”, dodaje Mahkamov.

Innym trudnym do zignorowania i oczywistym problemem jest fakt, że budowa olbrzymiej elektrowni słonecznej na Saharze będzie wiązała się z koniecznością importu energii oraz wszelkimi problemami wynikającymi z zależności od innych podmiotów.

Zalety niewielkich projektów

Mahkamov twierdzi, że powinniśmy przede wszystkim skupić się na rozbudowie infrastruktury fotowoltaicznej na terenie Europy. Co więcej, możemy rozpocząć ten proces już teraz od montażu paneli słonecznych w pobliżu naszych własnych domów.

W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu Innova MicroSolar konsorcjum działające pod kierownictwem Mahkamova opracowało wysokowydajny i tani system wykorzystujący zjawisko koncentracji energii słonecznej pozwalający na kogenerację energii elektrycznej i ciepła na niewielką skalę. Zamiast jednej gigantycznej elektrowni słonecznej, wystarczy wyobrazić sobie tysiące mniejszych instalacji.

„Nasz system może zagwarantować największe oszczędności energii w południowych państwach członkowskich UE, a w wybranych miejscach zaspokoi całe zapotrzebowanie na energię elektryczną”, podsumowuje badacz. „W przypadku montażu naszej instalacji w jednorodzinnym budynku mieszkalnym emisje CO2 mogą zostać zmniejszone nawet o 70–95 % na południu Europy. W innych krajach stopień ograniczenia emisji wynosi średnio około 30 %”.

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o badaniach prowadzonych przez Mahkamova: Niewielkie systemy solarne o wielkim potencjale

Słowa kluczowe

Innova MicroSolar, system fotowoltaiczny, Sahara, energia, energia odnawialna, neutralna pod względem emisji, naturalna, energia słoneczna