الألواح الشمسية في الصحراء الكبرى قد تعزز الطاقة المتجددة لكنها تضر بالمناخ العالمي

الواقع أن الصحاري الأكثر قسوة في العالم قد تكون أفضل الأماكن على وجه الأرض لحصاد الطاقة الشمسية ــ المصدر الأكثر وفرة ونظافة للطاقة التي نملكها. فالصحاري واسعة، ومسطحة نسبيا، وغنية بالسيليكون ــ المادة الخام التي تصنع منها أشباه الموصلات التي تصنع منها الخلايا الشمسية ــ ولا تفتقر أبدا إلى ضوء الشمس. والواقع أن أكبر عشر محطات للطاقة الشمسية في مختلف أنحاء العالم تقع جميعها في الصحارى أو المناطق الجافة.

ويتصور الباحثون أنه قد يكون من الممكن تحويل أكبر صحراء حارة في العالم، الصحراء الكبرى، إلى مزرعة شمسية عملاقة، قادرة على تلبية أربعة أمثال الطلب العالمي الحالي على الطاقة. وقد وضعت مخططات لمشاريع في تونس والمغرب من شأنها أن تزود ملايين الأسر في أوروبا بالكهرباء. وفي حين تمتص الأسطح السوداء للألواح الشمسية معظم ضوء الشمس الذي يصل إليها، فإن جزءا ضئيلا فقط (حوالي 15%) من تلك الطاقة الواردة يتحول إلى كهرباء. ويعود الباقي إلى البيئة في هيئة حرارة. وعادة ما تكون الألواح أغمق كثيرا من الأرض التي تغطيها، وبالتالي فإن مساحة شاسعة من الخلايا الشمسية سوف تمتص قدرا كبيرا من الطاقة الإضافية وتنبعث منها في هيئة حرارة، وهو ما يؤثر على المناخ.

15%

فقط نحو 15% من الطاقة الشمسية التي تستقبلها الألواح يتحول إلى كهرباء، بينما يعود الباقي إلى البيئة في صورة حرارة تؤثر على المناخ.

صحراء أكثر خضرة

توضح الدراسات كيف يمكن للمزارع الشمسية الضخمة أن تخفض انعكاسية سطح الصحراء، وتطلق سلسلة من التغيرات المناخية التي تزيد المطر والنباتات محليًا.

كيف تبدأ حلقة التحول المناخي في الصحراء

1

انخفاض البياض

الألواح الشمسية أغمق من الرمل، لذلك تعكس ضوءًا أقل وتمتص طاقة شمسية أكبر.

2

ارتفاع الحرارة السطحية

الحرارة المنبعثة من الألواح تخلق فرقًا حراريًا بين اليابسة والمحيطات المحيطة.

3

تنشيط الهواء الرطب

ينخفض ضغط الهواء السطحي، فيرتفع الهواء الرطب ويتكثف إلى أمطار.

4

نمو النباتات

المطر الموسمي الإضافي يسمح للنباتات بالانتشار وامتصاص مزيد من الضوء بدلًا من الرمل.

5

تعزيز الرطوبة

يزيد التبخر مع الغطاء النباتي، فتزداد الرطوبة وتستمر حلقة التغذية المرتدة.

قد يبدو هذا السيناريو خياليًا، لكن الدراسات تشير إلى أن حلقة تغذية مرتدة مماثلة أبقت جزءًا كبيرًا من الصحراء الكبرى خضراء خلال فترة الرطوبة الأفريقية، والتي انتهت منذ 5000 عام فقط. لذا، يمكن لمزرعة شمسية عملاقة أن تولد طاقة وفيرة لتلبية الطلب العالمي وفي نفس الوقت تحويل واحدة من أكثر البيئات عدائية على وجه الأرض إلى واحة صالحة للسكن. يبدو مثاليًا، أليس كذلك؟ ليس تمامًا. في دراسة حديثة، استخدمنا نموذجًا متقدمًا لنظام الأرض لفحص كيفية تفاعل مزارع الطاقة الشمسية الصحراوية مع المناخ عن كثب. يأخذ نموذجنا في الاعتبار ردود الفعل المعقدة بين المجالات المتفاعلة لمناخ العالم - الغلاف الجوي والمحيط والأرض ونظمها البيئية. أظهر أنه قد تكون هناك تأثيرات غير مقصودة في الأجزاء النائية من الأرض والمحيط والتي تعوض عن أي فوائد إقليمية على الصحراء نفسها.

الجفاف في الأمازون والأعاصير في فيتنام

مقارنة التأثيرات بحسب حجم التغطية الشمسية

نسبة تغطية الصحراء	الاحترار المحلي في الصحراء	الزيادة في متوسط الحرارة العالمية
20%	1.5 درجة مئوية	0.16 درجة مئوية
50%	2.5 درجة مئوية	0.39 درجة مئوية

يبين النموذج أن زيادة التغطية الشمسية في الصحراء لا تبقى محصورة محليًا، بل تمتد عبر الغلاف الجوي والمحيطات لتعيد تشكيل أنماط الحرارة والأمطار على مستوى العالم.

إن النطاق الضيق من الأمطار الغزيرة في المناطق الاستوائية، والذي يمثل أكثر من 30٪ من هطول الأمطار العالمي ويدعم الغابات المطيرة في حوض الأمازون والكونغو، يتحول شمالا في عمليات المحاكاة لدينا. بالنسبة لمنطقة الأمازون، فإن هذا يسبب الجفاف مع وصول كمية أقل من الرطوبة من المحيط. كما أن نفس الكمية تقريبًا من الأمطار الإضافية التي تهطل على الصحراء الكبرى بسبب تأثيرات الألواح الشمسية على تعتيم السطح تضيع من الأمازون. كما يتوقع النموذج المزيد من الأعاصير المدارية التي تضرب سواحل أمريكا الشمالية وشرق آسيا. لا تزال بعض العمليات المهمة مفقودة من نموذجنا، مثل الغبار المنبعث من الصحاري الكبيرة. الغبار الصحراوي، الذي تحمله الرياح، هو مصدر حيوي للمغذيات للأمازون والمحيط الأطلسي. لذا فإن الصحراء الأكثر خضرة قد يكون لها تأثير عالمي أكبر مما اقترحته عمليات المحاكاة لدينا. لقد بدأنا للتو في فهم العواقب المحتملة لإنشاء مزارع شمسية ضخمة في صحاري العالم. إن الحلول مثل هذه قد تساعد المجتمع على التحول من الطاقة الأحفورية، ولكن دراسات نظام الأرض مثل دراستنا تؤكد على أهمية النظر في الاستجابات العديدة المترابطة للغلاف الجوي والمحيطات وسطح الأرض عند فحص فوائدها ومخاطرها.