在撒哈拉沙漠鋪滿太陽能板,發的電夠全世界用,那為何這樣不做?

全面剖析 發佈 2023-03-17T16:29:03.644314+00:00

撒哈拉沙漠,作為世界上最大的沙漠,面積達到932萬平方千米,這是一個怎樣的概念?先別急,我們來看一組圖片,如這張顯示世界各地每年日照時數的地圖,沒有任何一個國家和地區,能像撒哈拉沙漠一樣,接受如此之多的太陽照射。

撒哈拉沙漠,作為世界上最大的沙漠,面積達到932萬平方千米,這是一個怎樣的概念?

要知道我們大中國的國土面積也才960萬平方千米

如此廣袤的土地,全被沙漠所覆蓋,你是否會覺得很可惜?如何能將這一大片沙漠有效利用起來呢?

先別急,我們來看一組圖片,如這張顯示世界各地每年日照時數的地圖,沒有任何一個國家和地區,能像撒哈拉沙漠一樣,接受如此之多的太陽照射。

這樣一個和我國一般大小的沙漠,也是世界上接收最多光照的地方,其每年的平均日照時長超過3600小時,而在撒哈拉沙漠區域內,還有一部分區域,平均每年的日照時長甚至超過了4000小時

如此充足的日照,可以說相當「誘人」,太陽能潛力驚人,於是就有人萌生了一種看似瘋狂又看似可行的想法。

如果在撒哈拉沙漠,鋪滿太陽能電池板會怎麼樣呢?它能否為全世界供電呢?

撒哈拉太陽能發電廠的優點

全世界的太陽能,究竟能滿足人類多少電力需求?

對此,德國粒子物理學家格哈德·柯尼斯曾估算過,全球沙漠僅在6小時之內接收到的太陽能,就比人類一年的能源總消耗量還要多。

哪怕這其中只有一小部分被人類加以利用,所得到的太陽能就足夠滿足整個歐洲國家的用電。

如果撒哈拉沙漠能被太陽能電池板覆蓋,那麼足以滿足全世界人民的電力需求

另外,沙漠的降雨量少得可憐,上空幾乎沒有雲層遮擋,能生活在這裡的野生動物也很少,人口更是可以忽略不計。

這些因素表面上讓沙漠看似毫無用武之地,但從能源角度來說,它卻是一個巨大的寶藏。

沙科計劃

其實早在2009年時,一些野心勃勃的歐洲企業和北非國家,就看中了撒哈拉沙漠的這一優勢,並發起過一項名為「Desertec」的綠能計劃,也稱「沙科計劃」,該計劃的主要目的就是為了開發撒哈拉沙漠的太陽能資源。

起初,在他們的眼裡,撒哈拉沙漠是一個擁有巨大潛能的理想之地,因為它地處北非,靠近歐洲,地廣人稀,關鍵是日照充足。

如果能在撒哈拉投資建造大規模太陽能發電廠,再建立橫跨沙漠和地中海的輸電線路,屆時,便可以滿足歐洲國家約15%的用電需求

但是很顯然,理想很豐滿,現實很骨感,沙科計劃由於種種的不可行問題,最終只能胎死腹中。

那麼在撒哈拉沙漠建造太陽能發電廠,具體存在哪些不可行問題呢?

撒哈拉太陽能發電廠的缺點

  • 改變沙漠氣候

如果太陽能電池板,占據撒哈拉沙漠總面積的20%以上,可能會導致當地平均氣溫升高,並形成惡性循環。

在沙漠上鋪設太陽能電池板毯,會改變反照率,因為光伏電池是依靠吸收太陽輻射來產生能量。因此,與反射陽光的沙漠沙相比,光伏太陽能電池板的反照率相對更低。

然而,太陽能電池板並不能完全將吸收的太陽光轉化為電能。相反,一部分太陽能被轉化成熱量以後,甚至會改變當地的溫度。

太陽能電池板被太陽輻射加熱後,也使得近地面的低層空氣受熱,然後上升,並與高層的冷空氣相遇,致使水汽凝結,從而引起降水

降水量增加後,就會促進植被的生長,並進一步降低反照率,因為植物比沙子更能吸收陽光。

  • 乾旱、冰川融化、熱帶氣旋

除了將撒哈拉沙漠的沙地變為多雨的綠色土地以外,太陽能電池板的存在,還可能給世界其他地區造成影響或破壞。

模擬實驗表明,在20%的陸地被太陽能電池板覆蓋的情況下,當地的氣溫可能會升高約1.5℃。同理,當太陽能電池板覆蓋了50%的土地時,氣溫會升高約2.5℃。

最終在大氣和洋流的作用下,這種升高的氣溫也會導致全球氣溫的升高,就連極地地區也會受到影響,導致冰川融化。

撒哈拉沙漠及其附近地區降雨量的改變,也將影響到亞馬遜地區的降雨,使當地的降水量減少約10%——30%。水分和降水量的減少,甚至還有可能引起亞馬遜地區出現乾旱的情況。

很多朋友可能覺得難以置信,北非的撒哈拉沙漠是如何影響到南美洲的亞馬遜熱帶雨林的?

從某種角度來說,其實是撒哈拉沙漠造就了如今的亞馬遜雨林,據相關科學研究表明,非洲每年約有近20億噸的塵埃被風帶到世界各地

其中有約1200萬噸的塵埃最終落在南美洲亞馬遜地區平均每公頃土地就有113公斤塵埃,約含1.1公斤的磷酸鹽

然後在雨水的作用下,塵埃從空氣中剝離,落到地面化為養分,滋養了亞馬遜河流域的植物。因為磷酸鹽恰好是亞馬遜當地植物生長所缺少的養分。

如今撒哈拉成為了世界上最大的沙漠,但是它卻讓亞馬遜河流域成了世界最大的熱帶雨林。

另外,沙漠中的太陽能發電廠,甚至還有可能促成北美和東亞海岸熱帶氣旋的形成。

電力儲存與運輸問題

就算我們能克服沙漠太陽能發電場,所帶來的以上種種潛在災難性影響,但如何儲存和運輸這些能源,也都是棘手的問題。

  • 儲存問題

儘管沙漠被太陽偏愛,終年接受太陽光的照拂,但是由於氣候變化的影響,沒有人能保證撒哈拉沙漠是否能為我們提供足夠穩定,不間斷的太陽能

因為我們無法控制陽光,陽光也有強和弱的時候,對此我們無能為力,只能聽天由命。所以為了確保持續的電力供應,我們只能選擇在白天儘可能多的儲存太陽能。

靠什麼儲存呢?這需要擁有大量的電池,且每個太陽能面板都需要一個單獨的電池,才能進行為24小時不間斷的電源輸出。

但是電池不僅價格昂貴且不太耐用,這無疑將使得沙漠太陽能發電廠的總成本翻了近一倍

  • 長距離傳輸

將電力輸送到目的地需要電力線,目前非洲在電網方面的發展較為落後,長距離傳輸電力,不僅價格昂貴,且伴隨著一定比例的功率損失,可能導致10%——22.8%的功率損耗

想要減少傳輸過程中的電力損耗,也可以選擇使用高壓直流輸電線路,而非交流輸電線路,這樣每1000公里的能量損失可以減少到3%,但是這種電力傳輸方式同樣不便宜。

此外,非洲地區的政治環境不穩定,在該地區建造大規模的太陽能發電廠,也存在一定的風險性。

所以,我們應該干涉撒哈拉沙漠嗎?

是該人定勝天,還是順應自然呢?

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