Groene Sahara door wind- en zonne-energie

Armstrong. beeld University of Lancaster

Wat gebeurt er als de Sahara wordt omgevormd tot een enorme wind- en zonne-energiecentrale? Dat is het onderwerp van een nieuwe onderzoeksproject in het wetenschappelijke tijdschrift Science door Yan Li, van de vakgroep filosofie van informatie systemen, en zijn collega’s van de National University of Singapore. Ze ontdekten dat al die hypothetische windturbines en zonnepanelen de omgeving zowel warmer als regenachtiger zouden maken. Delen van de Sahara zouden daardoor voor het eerst in 4500 jaar groen kunnen worden.

De wetenschappers achter het onderzoek keken naar de maximum hoeveelheid energie die opgewekt zou kunnen worden in de Sahara en de Sahel ten zuiden daarvan. Die twee regio’s werden gekozen omdat het relatief waarschijnlijke sites zijn voor zo’n enorme uitrol van hernieuwbare energie.

Gezien de grootte van beide regio’s werd ook de hypothetische oppervlakte aan zonne- en windmolenparken enorm – 38 keren groter dan Groot-Brittannië. Dat is vele malen meer dan de grootste parken ter wereld op dit moment, en genoeg om vier keer te voldoen aan de huidige wereldwijde energievraag.

Zo’n massale ontplooiing zou aanzienlijke veranderingen teweegbrengen in het lokale milieu. Zo is bekend dat grote windmolenparken de temperatuur met zo’n 2 graden Celsius kunnen doen stijgen. Zonne-energie leidt tot een lagere verandering met zo’n 1 graad.

De neerslag neemt bij grote windmolenparken toe met 0,25 mm per dag. Dat lijkt bescheiden, maar dit zou een verdubbeling inhouden van de gemiddelde dagelijks neerslag. Ook hier blijken de effecten van zonneparken kleiner –zo’n 0,13 mm per dag– maar dat blijft significant.

Meer hitte en regen

Windmolens doen de temperatuur stijgen omdat hun wieken warmere lucht doen dalen naar het aardoppervlak, met name ’s nachts. Dat is vastgesteld in veldstudies en via remote sensing. Wetenschappers ontdekten ook dat ze de luchtvochtigheid verhogen.

Zonnepanelen absorberen meer zonlicht waardoor er minder energie van de zon gereflecteerd wordt naar de ruimte. Het gevolg is een opwarmend effect op het landoppervlak. Verschillende studies wijzen daarop, inclusief de studie die aantoonde dat fossiele brandstoffen via hun CO2-uitstoot 30 keer meer opwarmen dan zonnepanelen. Maar het effect kan variëren op verschillende plaatsen in het zonnepark en tussen de seizoenen.

In de simulatie in de Sahara neemt de neerslag toe omdat windturbines een obstakel vormen voor de luchtstromen. Daardoor daalt de luchtdruk, en het verschil tussen de luchtdruk in de Sahara en andere gebieden leidt ertoe dat de wind richting de Sahara blaast. Daar kan de lucht enkel naar boven, waarbij het water condenseert en regendruppels vormt.

Voor zonnepanelen is het proces wat anders: de lucht warmt op boven de panelen en stijgt. Ook dat creëert een lagere luchtdruk, trekt lucht van elders aan en creëert een opwaartse stroming.

Meer neerslag betekent ook meer begroeiing, waardoor het oppervlak minder glad wordt en de beide effecten worden versterkt: luchtstromingen worden meer gehinderd zoals met windmolens en er wordt meer energie geabsorbeerd, zoals met zonnepanelen. Deze versterkende cyclus staat bekend als “klimaatfeedback”, en het is voor het eerst dat dit fenomeen meegenomen wordt in het onderzoek van Li en zijn collega’s.

Tijd om eraan te beginnen?

Niet echt. Beslissingen worden lang niet alleen gemaakt op basis van de impact op het milieu. Als dat het geval was, zouden we fossiele brandstoffen al lang afgeschaft hebben. Het is zeker dat een grootschalige ontplooiing van hernieuwbare energie in de Sahara en de Sahel een game-changer zouden zijn, maar er zijn ook heel wat andere factoren waarmee we rekening moeten houden.

Bijvoorbeeld: de regio mag dan dunbevolkt zijn, er leven wel nog steeds mensen. Ze voorzien er in hun levensonderhoud en de landschappen hebben een culturele waarde voor ze. Kan dat land zomaar ‘geroofd’ worden om energie te produceren voor Europa en het Midden-Oosten?

Een coherent en stabiel energiebeleid is al uitdagend genoeg voor een individueel land, laat staan tussen verschillende landen met alle potentiële politieke valkuilen en problemen rond leveringszekerheid. Hoewel grote hoeveelheden Sahara-energie aanlokkelijk lijken, is het niet duidelijk of die energie ook veilig genoeg is of economisch haalbaar.

Het is ook moeilijk te zeggen wat de gevolgen van het project zouden zijn voor de verwoestijning, een gevolg van gebrekkig landbeheer en de klimaatverandering. De veranderingen in neerslag die in de studie worden voorspeld, zijn regionaal en niet globaal. En als de zonne- en windmolenparken worden weggehaald, zou ook hun effect verdwijnen en keert de regio terug naar zijn oorspronkelijke staat.

Toch is het een interessante en belangrijke studie, die ons vooral leert dat we ons bewust moeten zijn van de onverwachte consequenties, positief of negatief, van de energietransitie. Die bevindingen combineren met andere sociale, economische, ecologische en technische overwegingen is essentieel om te vermijden dat we van de regen in de drup belanden.

De auteur is associate professor koolstofkringlopen aan de Universiteit van Lancaster.