Tutkimus: Jos Sahara täytettäisiin aurinkokennoilla, niin pohjoisessa lämpenisi

Jos puolet Saharan autiomaan pinta-alasta peitettäisiin aurinkokennoilla, ilmasto lämpenisi maailmanlaajuisesti noin 0,4 astetta. Lisäksi Amazonin sademetsä kuivuisi selvästi nykyisestä. Lämpeneminen olisi suurinta Saharan itsensä alueella (2,5 °C), mutta seuraavaksi suurinta pohjoisilla napa-alueilla.

Jos Saharasta valjastettaisiin aurinkovoimaksi 50 prosentin sijasta vain 20 prosenttia, vaikutukset olisivat samansuuntaiset, mutta jäisivät pienemmiksi: globaalisti 0,16 °C ja Saharassa 1,5 °C. Lämpeneminen ja sen oheisvaikutukset johtuisivat siitä yksinkertaisesta seikasta, että piikennot ovat tummempia kuin hiekka ja siten heijastavat takaisin avaruuteen vähemmän Auringon valoa.

Lukuihin päätyi tuore ilmastomallitutkimus, jota johti Shengyao Lu ruotsalaisesta Lundin yliopistosta.

Yllättävän kuuloiset tulokset tarkoittavat, että edes aurinkoenergia ei olisi suuressa mittakaavassa kokonaan haitatonta, vaikka aavikoille perustettavat aurinkofarmit saattaisivat kuulostaa äkkiseltään täydelliseltä idealta mahdollisia poliittisia haasteita lukuun ottamatta.

Lu ja kollegat muistuttavat tieteellisessä raportissaan, että aurinkoenergia kannattaa kaikesta huolimatta. Saman energiamäärän tuottaminen fossiilisilla polttoaineilla lämmittäisi maailmaa vieläkin enemmän.

Saharan aurinkofarmeilla olisi myös myönteisiä vaikutuksia ilmastoon. Niistä selkein olisi eteläisen Saharan vihertyminen: Pohjois-Afrikan hillitön kuumeneminen synnyttäisi monsuuni-ilmiön, joka vetäisi päiväntasaajan sadevyöhykettä puoleensa pohjoisen pallonpuoliskon kesäkuukausina. Niinpä 50 prosentin skenaariossa puolet Saharasta muuttuisi savanniksi tai ruohoaroksi.

Tästä myönteisestä puolesta uutisoitiinkin vuonna 2018, kun eräässä aiemmassa tutkimuksessa selvitettiin aurinkofarmien paikallisia vaikutuksia.

Samalla ilmasto Saharan ja päiväntasaajan välisellä vyöhykkeellä Afrikassa viilenisi sateiden vuoksi hieman.

Vastaava, mutta luonnollisesti syntynyt mekanismi piti eteläisen Saharan vehreänä savannina vielä noin 5 000 vuotta sitten. Tutkijat huomauttavat tästä historiallisesta taustasta The Conversation -lehdessä, jossa he esittelevät työnsä tuloksia.

Sama monsuuni-ilmiö, joka muuttaisi Afrikkaa sateisemmaksi, selittää myös sen, miksi Amazonin sademetsästä tulisi 50 prosentin skenaariossa noin 30 prosenttia nykyistä kuivempi. Tuulet, jotka puhaltavat Etelä-Amerikkaan kosteutta päiväntasaajan Atlantilta, kääntyisivät osittain Afrikkaa kohti.

20 prosentin skenaario ”realistinen”

Tutkijat käyttivät piikennojen efektiivisenä albedona arvoa 0,235, mikä tarkoittaa, että kennot muuttavat 76,5 prosenttia Auringon valosta lämmöksi. Sana ”efektiivinen” puolestaan viittaa siihen, että sähkönä ympäri maailman jaettava reilun 15 prosentin osuus on jo vähennetty 76 prosentin luvusta.

Saharan maaperän albedo puolestaan on suuruusluokassa 40 prosenttia. Se vaihtelee vuoristoseutujen 30 prosentin ja hiekka-aavikoiden vajaan 50 prosentin välillä.

Kahdesta simuloidusta skenaarioista tutkijat pitivät 20 prosentin vaihtoehtoa siinä mielessä realistisena, että se voisi kuvastaa ihmiskunnan todellista energiantarvetta nähtävillä olevassa tulevaisuudessa.

Teoriassa koko maailman nykyinen energiantarve (18 TW) voitaisiin tyydyttää noin 350 000–500 000 neliökilometrin aurinkofarmilla Saharassa, ottaen huomioon kaupallisten piikennojen 15–20 prosentin hyötysuhde ja keskimäärin noin 250 W/m² säteilyteho keskiarvona vuoden ja vuorokauden ympäri. Tämä pinta-ala on hieman Suomea suurempi ja tarkoittaisi pyöreästi 5 prosenttia Saharasta.

Todellisuudessa pinta-alaa tarvittaisiin reilusti enemmän. Edes Saharassa Aurinko ei paista yöllä. Jos koko maailman energia-infrastruktuuri olisi yhden paikan varassa, täytyisi energiaa varastoida esimerkiksi vedyksi kerrassaan valtavia määriä. Tästä aiheutuvat massiiviset häviöt ja ennakoitavissa oleva kulutuksen kasvu huomioiden 20 prosentin arviota voidaan pitää mielekkäänä.

50 prosentin skenaario puolestaan oli tarkoituksellinen liioittelu, jonka päämääränä oli saada Saharan aurinkofarmien vaikutukset mahdollisimman selkeästi esille.

Lun ja kollegoiden vapaasti luettavissa oleva tieteellinen raportti on julkaistu Geophysical Research Letters -lehdessä.