Czy można zamienić pustynię Saharę w ogromną baterię słoneczną?

W 1986 roku wzrost napięcia podczas kontroli bezpieczeństwa na Chernobyl reaktorze spowodował katastrofalny wybuch. Trzydzieści jeden człowiek zginął na miejscu, jeszcze więcej umierali z powodu skutków emisji. Wraz z awarią w Fukushimie w 2011 roku, jest to jeden z dwóch najgorszych wypadków jądrowych, które są oznaczone maksymalnym poziomie ważności — 7. Wsparcie dla energetyki jądrowej gwałtownie spadła na całym świecie właśnie z powodu tych wydarzeń.

Ale Gerhard Nies, fizyk cząstek z Niemiec, postanowił zadać proste pytanie. Paliwa kopalne, takie jak węgiel, ropa naftowa i gaz ziemny, przeszły długą drogę, zanim stał się naszym energetycznym źródłem, a częściowo zawdzięczamy energetycznym zapasem słońca. Rośliny i zwierzęta, pochowany pod ziemią, tysiące lat zamieniły się w to paliwa kopalne. Radioaktywny uran, подпитывающий elektrownie atomowe, również stał się produktem ubocznym syntezy jądrowej w gwiazdach. Czy nie będzie taniej, łatwiej i czyściej otrzymywać energię od słońca bezpośrednio?

Nies wykonał proste obliczenia i okazało się, że za sześć godzin światowych pustyni otrzymują więcej energii słonecznej, niż cała ludzkość zużywa w ciągu roku. Potrzeby energetyczne świata można zaspokoić, pokrywając jedynie 1,2% Sahary bateriami słonecznymi. Nies prawdopodobnie nawet nie myślałem o emisji dwutlenku węgla — bo pewnego dnia paliwa kopalne kiedyś się skończy, ale zmiana klimatu wzmacnia motywację zajmować się takim projektem. I, oczywiście, wszystko to wygląda bardzo prosto: sam Nies byłem zdziwiony, jak mówią, nie jesteśmy tak głupi jak widok, że do tej pory do tego nie doszli?

Oczywiście, trudno jest przekonać ludzi do inwestowania w takie zniechęcające i ambitny plan — i która wymaga ogromnych inwestycji, nie obiecujących żadnej poważnej zysku — ale inicjatywa Desertec był prawdziwą próbą wykazania działanie koncepcji.

Plan polegał na tym, aby umieścić panele słoneczne na Saharze, które będą zapewniać większą część mocy produkcyjnych na Bliskim Wschodzie i w Afryce Północnej, a także zapewnią eksport energii na 60 miliardów dolarów, która zadowoli 15% zapotrzebowania na energię elektryczną w Europie. Tymczasem europejczycy — importując energię pustyni — mogliby zaoszczędzić do 30 euro za Mw·h na rachunkach za energię elektryczną. Wszystko pokona w końcu.

Projekt Desertec zaczął rozwijać się w 2009 roku i wkrótce ma obok branżowych partnerów, w tym EON, Deutsche Bank i Siemens. Ich inwestycje były potrzebne, ponieważ projekt szacuje się na 400 miliardów euro — mimo, że przez kilka lat pracy jest już окупал sam siebie. Jednak projekt utknęły w martwym punkcie, a do 2014 roku z siedemnastu pierwotnych partnerów z branży pozostało tylko trzy.

Co się stało z Desertec? Przyczyną tego są dwa zestawy czynników. Po pierwsze, to problemy, które przez wiele lat byli prześladowani przejście do odnawialnych źródeł energii. Po drugie, jest to wyjątkowe geopolityczne i problemy logistyczne słonecznych na Saharze. Oba zasługują na uwagę.

Zmniejszenie luki

Pierwsze — to wspólne problemy odnawialnych źródeł energii. Plan Desertec na myśli tworzenie scentralizowanej stacji elektroenergetycznej, która będzie rozdawać energii elektrycznej na trzy kontynenty, i przekazywać energię na takie duże odległości może być problem.

Plan był w użyciu wysokonapięciowych linii przesyłowych dc — zamiast linii prądu zmiennego, do których jesteśmy przyzwyczajeni. Na dużych odległościach utrata energii może wynosić zaledwie 3% na 1000 kilometrów, co jest znacznie mniej, niż w przypadku z prądem zmiennym. Ale nic na taką skalę wcześniej nie został wzniesiony; największy obwód znajduje się w Brazylii, to linia Rio Madeira, oddająca 6,3 Gw na 2400 kilometrów. Aby Desertec był udany, z Sahary do Europy należy przesyłać do 30 Gw energii na odległość ponad 3000 kilometrów. A jednak, to może być całkiem realne na tle wiadomości o tym, że w lipcu 2016 roku Chiny zaczęły finansować zespół linię transmisji prądu stałego, który będzie przekazywać 12 Gw 3000 kilometrów.

I to nie tylko w przekazywaniu energii. Co zrobić, gdy słońce na niebie nie ma? A przecież jest to poważny problem dla odnawialnych źródeł energii.

Magazynowanie energii może być częścią rozwiązania, ale nie jest jeszcze opracowany. W skali repozytorium obecnie dominuje гидроэлектричество z pompowane. Ta prosta technika określa 99% światowego magazynu, ale przy całym przechowywane w 127 Gw to wciąż mniej niż 1% całej mocy używanej światem. Naukowcy branży energetycznej mówią o hipotetycznej "europejskiej суперсети", która pozwoli przenosić moc z regionów nadmiernej produkcji do regionów nadmiernego spożycia. To samo dzieje się wewnątrz krajów w celu zapewnienia ciągłego zaopatrzenia w energię elektryczną, ale dzieje się to w dużej mierze dzięki temu, że produkcja energii w oparciu o paliwa kopalne można zwiększać lub zmniejszać.

I są precedensy dla takiego systemu: Francja i wielka Brytania są połączone linią wysokiego napięcia w 2 Gw. Wysokiego napięcia prądu stałego pozwala na przesyłanie energii w obu kierunkach, w zależności od zapotrzebowania; zwykle brytyjczycy importują francuskiej energii elektrycznej, ale nie zawsze. Fiordy Norwegii pozwalają produkować 98% energii elektrycznej w elektrowniach wodnych; wiatry Danii pozwalają produkować 50% własnej energii elektrycznej poprzez odnawialnych źródeł energii; kable idące w całej Skandynawii, gwarantują, że każdy może uzyskać energię,jeśli wieje wiatr lub świeci słońce. Badania wykazały, że obszar morza Śródziemnego ze źródłem energii jak Desertec może zapewnić 80% swoich potrzeb energetycznych kosztem jednej tylko energii słonecznej, nie martwiąc się o прерываниях.

Oczekuj nieoczekiwanego

Podczas Gdy ludzie traktowali projekt, który mógłby skupić światowe dostawy energii w Libii i Algierii, jakieś bardziej konkretne problemy — wojna domowa w Libii i niestabilność polityczna w Cukrze. Dodaj do tego to, że projekt planuje zakończyć się tylko do 2050 roku i przemysłowych partnerów musiał przekonywać chyba, że obietnic krótkoterminowych korzyści.

Jest bardziej cienka polityczna problem praw do zasobów naturalnych.

Jak to bywa z wieloma odważnymi, futurystycznymi projektami, niewielka ingerencja rządu może uniemożliwić projektu jak Desertec. Kraju wzbogacili się kosztem eksportu ropy naftowej lub węgla; czy może światło słoneczne kiedyś odegrać podobną rolę? Na pierwszy rzut oka, to jeszcze jeden bonus w schemacie Desertec; biedne kraje Afryki stały się niezwykle cenne kosztem eksportu energii na świecie, zapewniając przy tym własne potrzeby. Ale w praktyce rozpocznie się kolejna империалистическая obsługa. To tylko nowa forma eksploatacji zasobów i historia pamięta wiele smutnych opowieści na ten temat.

Jest jeszcze inny powód zatrzymania rozwoju Desertec.

Projekt wspierał skoncentrowaną energię słoneczną, w której paraboliczne lustra koncentrowali światło słoneczne, które кипятил wodę, która się wprawiać w ruch turbiny wiatrowe. Technologia ta pozwoliła przyciągnąć do projektu Siemens. Problem w tym, że gdy Desertec zaczął się rozwijać, cena słonecznych zaczęła gwałtownie spadać. Od 2009 do 2014 roku cena ogniwa fotowoltaiczne spadła o 78% i nadal spada. Tylko przez pięć lat fotowoltaiczne elementy staniały pięć razy. Dlatego Siemens opuściła projekt.

Desertec nadal żyć małymi formami; trwa budowa elektrowni w Maroko, które pozwolą zaspokoić lokalny popyt na energię w kraju. Może warto zacząć od tego: budować własną produkcję w krajach Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej. W końcu to nie pierwszy i nie ostatni projekt, który obiecał zapewnić świat bezgranicznej energii i który jest w impasie; historycy pamiętają "Атлантропу" — plan wywodzić się cieśninę gibraltarską i używać go do energetyki wodnej, do której był ogromny interes w 1920 roku.

A jednak perspektywa pozostaje zbyt kuszące. Energia słoneczna, którą można byłoby wydobywać w światowych pustynie, jest tylko jednym z niewielu możliwych sposobów, aby wykorzystać odnawialne źródła energii w celu zapewnienia potrzeb ludzi na dużą skalę. Pewnego dnia będziemy znacznie bardziej efektywnie korzystać z tego, co daje nam słońce. Nam trzeba.