Sa mạc Sahara có nên biến thành một trang trại năng lượng mặt trời khổng lồ?

Sa mạc Sahara có nên biến thành một trang trại năng lượng mặt trời khổng lồ? Naeblys / màn trập

Bất cứ khi nào tôi đến thăm Sahara, tôi bị ấn tượng bởi trời nắng và nóng như thế nào và bầu trời có thể rõ ràng như thế nào. Ngoài một vài ốc đảo còn có thảm thực vật nhỏ và hầu hết sa mạc lớn nhất thế giới đều được bao phủ bởi đá, cát và cồn cát. Mặt trời Sahara đủ mạnh để cung cấp cho Trái đất năng lượng mặt trời đáng kể.

Các số liệu thống kê là tâm-boggling. Nếu sa mạc là một quốc gia, nó sẽ là lớn thứ năm trên thế giới - nó lớn hơn Brazil và nhỏ hơn một chút so với Trung Quốc và Mỹ. Trung bình mỗi mét vuông nhận được, giữa 2,000 và 3,000 kilowatt giờ năng lượng mặt trời mỗi năm, theo Ước tính của NASA. Với sa mạc Sahara có diện tích khoảng 9m km², điều đó có nghĩa là tổng năng lượng có sẵn - nghĩa là, nếu mỗi inch của sa mạc ngấm vào từng giọt năng lượng của mặt trời - là hơn 22 tỷ gigawatt giờ (GWh) mỗi năm.

Đây lại là một con số lớn đòi hỏi một số bối cảnh: nó có nghĩa là một trang trại năng lượng mặt trời giả định bao phủ toàn bộ sa mạc sẽ tạo ra năng lượng gấp 3 lần so với các nhà máy điện lớn nhất thế giới, nơi chỉ tạo ra 2,000 GWh một năm. Trên thực tế, sản lượng của nó sẽ tương đương với hơn 100,000 tỷ thùng dầu mỗi ngày - đó là khoảng năm thùng mỗi người mỗi ngày. Trong kịch bản này, Sahara có khả năng sản xuất hơn bảy lần nhu cầu điện của châu Âu, gần như không có khí thải carbon.

giải pháp khí hậu Chiếu xạ ngang toàn cầu, thước đo lượng năng lượng mặt trời nhận được mỗi năm. Atlas năng lượng mặt trời toàn cầu / Ngân hàng Thế giới

Hơn nữa, Sahara cũng có lợi thế là rất gần với châu Âu. Khoảng cách ngắn nhất giữa Bắc Phi và Châu Âu chỉ là 15km tại Eo biển Gibraltar. Nhưng thậm chí khoảng cách xa hơn, trên khắp chiều rộng chính của Địa Trung Hải, là hoàn toàn thiết thực - xét cho cùng, thế giới cáp điện dưới nước dài nhất chạy trong gần 600km giữa Na Uy và Hà Lan.

Trong thập kỷ qua, các nhà khoa học (bao gồm cả tôi và các đồng nghiệp của tôi) đã xem xét làm thế nào năng lượng mặt trời sa mạc có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng địa phương ngày càng tăng và cuối cùng cũng cung cấp năng lượng cho châu Âu - và cách thức này có thể hoạt động trong thực tế. Và những hiểu biết học thuật này đã được dịch trong các kế hoạch nghiêm túc. Nỗ lực cao nhất là Desertec, một dự án được công bố tại 2009 đã nhanh chóng nhận được rất nhiều tiền từ các ngân hàng và công ty năng lượng khác nhau trước khi sụp đổ phần lớn khi hầu hết các nhà đầu tư rút tiền năm năm sau, trích dẫn chi phí cao. Những dự án như vậy được giữ lại bởi một loạt các chính trị, thương mại và xã hội các yếu tố, bao gồm thiếu sự phát triển nhanh chóng trong khu vực.

giải pháp khí hậu Hành tinh Tatooine từ các bộ phim Chiến tranh giữa các vì sao được quay ở miền nam Tunisia. Amin Al-Habaibeh, tác giả cung cấp

Các đề xuất gần đây hơn bao gồm TuNur dự án ở Tunisia, nhằm mục đích cung cấp năng lượng nhiều hơn các ngôi nhà châu Âu 2m, hoặc Nhà máy điện mặt trời phức hợp Noor ở Morocco cũng nhằm mục đích xuất khẩu năng lượng sang châu Âu.

Hai công nghệ

Có hai công nghệ thực tế tại thời điểm này để tạo ra điện mặt trời trong bối cảnh này: năng lượng mặt trời tập trung (CSP) và các tấm pin mặt trời quang điện thông thường. Mỗi thứ đều có ưu và nhược điểm riêng.

Năng lượng mặt trời tập trung sử dụng thấu kính hoặc gương để tập trung năng lượng của mặt trời vào một điểm, trở nên cực kỳ nóng. Nhiệt này sau đó tạo ra điện thông qua các tuabin hơi thông thường. Một số hệ thống sử dụng muối nóng chảy để lưu trữ năng lượng, cho phép điện cũng được sản xuất vào ban đêm.

giải pháp khí hậu Một nhà máy năng lượng mặt trời tập trung gần Seville, Tây Ban Nha. Những chiếc gương tập trung năng lượng của mặt trời vào tòa tháp ở trung tâm. Novikov Aleksey / màn trập

CSP dường như phù hợp hơn với Sahara do mặt trời trực tiếp, thiếu mây và nhiệt độ cao khiến nó hiệu quả hơn. Tuy nhiên, các thấu kính và gương có thể bị bao phủ bởi bão cát, trong khi các hệ thống sưởi ấm bằng tua bin và hơi nước vẫn là những công nghệ phức tạp. Nhưng nhược điểm quan trọng nhất của công nghệ là sử dụng nguồn nước khan hiếm.

Các tấm pin mặt trời quang điện thay vì chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện trực tiếp bằng cách sử dụng chất bán dẫn. Đây là loại năng lượng mặt trời phổ biến nhất vì nó có thể được kết nối với lưới điện hoặc phân phối để sử dụng quy mô nhỏ trên các tòa nhà riêng lẻ. Ngoài ra, nó cung cấp đầu ra hợp lý trong thời tiết nhiều mây.

Nhưng một trong những nhược điểm là khi các tấm quá nóng, hiệu quả của chúng giảm xuống. Đây không phải là lý tưởng ở một phần của thế giới nơi nhiệt độ mùa hè có thể dễ dàng vượt quá 45 ℃ trong bóng râm, và cho rằng nhu cầu năng lượng cho điều hòa không khí mạnh nhất vào những thời điểm nóng nhất trong ngày. Một vấn đề khác là bão cát có thể bao phủ các tấm, làm giảm hiệu quả của chúng.

Cả hai công nghệ có thể cần một lượng nước để làm sạch gương và bảng tùy thuộc vào thời tiết, điều này cũng làm cho nước trở thành một yếu tố quan trọng cần xem xét. Hầu hết các nhà nghiên cứu đề nghị tích hợp hai công nghệ chính để phát triển một hệ thống lai.

Chỉ một phần nhỏ của Sahara có thể tạo ra nhiều năng lượng như toàn bộ lục địa châu Phi hiện tại. Khi công nghệ năng lượng mặt trời được cải thiện, mọi thứ sẽ chỉ trở nên rẻ hơn và hiệu quả hơn. Sahara có thể khắc nghiệt đối với hầu hết các loài thực vật và động vật, nhưng nó có thể mang lại năng lượng bền vững cho cuộc sống trên khắp Bắc Phi - và hơn thế nữa.

Giới thiệu về Tác giả

Amin Al-Habaibeh, Giáo sư Hệ thống Kỹ thuật Thông minh, Đại học Nottingham Trent

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

{amazonWS: searchindex = Books; Keywords = giải pháp biến đổi khí hậu; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}