Fuente: The Conversation - 11 de febrero de 2021
Por Zhengyao Lu y Benjamin Smith
Convertir los desiertos en granjas de energía solar podría elevar las temperaturas en todo el planeta y provocar sequías devastadoras en el Amazonas.
Los paneles solares en el Sáhara podrían impulsar las energías renovables pero dañar el clima mundial
Los desiertos más inhóspitos del mundo podrían ser los mejores lugares de la Tierra para aprovechar la energía solar, la fuente de energía más abundante y limpia que tenemos. Los desiertos son espaciosos, relativamente llanos, ricos en silicio -la materia prima de los semiconductores con los que se fabrican las células solares- y nunca escasea la luz solar. De hecho, las 10 mayores plantas solares del mundo están todas en desiertos o regiones áridas.
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Los investigadores imaginan que sería posible transformar el desierto más grande del mundo, el Sáhara, en una gigantesca granja solar capaz de satisfacer cuatro veces la demanda energética mundial actual. Se han elaborado planos para proyectos en Túnez y Marruecos que abastecerían de electricidad a millones de hogares en Europa.
Aunque las superficies negras de los paneles solares absorben la mayor parte de la luz solar que les llega, sólo una fracción (alrededor del 15%) de esa energía entrante se convierte en electricidad. El resto se devuelve al medio ambiente en forma de calor. Los paneles suelen ser mucho más oscuros que el suelo que cubren, por lo que una vasta extensión de células solares absorberá mucha energía adicional y la emitirá en forma de calor, afectando al clima.
Si estos efectos fueran sólo locales, podrían no importar en un desierto poco poblado y estéril. Pero la escala de las instalaciones necesarias para reducir la demanda mundial de energía fósil sería enorme y abarcaría miles de kilómetros cuadrados. El calor reemitido por un área de este tamaño se redistribuirá por el flujo de aire en la atmósfera, teniendo efectos regionales e incluso globales sobre el clima.
Foto: Vista por satélite de cuatro parques solares diferentes en desiertos.
En el sentido de las agujas del reloj, desde arriba a la izquierda: Parque solar Bhadla, India; parque solar Desert Sublight, EE.UU.; parque solar Hainanzhou, China y parque solar Ouarzazate, Marruecos. //Imagen cortesía de The Conversation
Un Sáhara más verde
Un estudio de 2018 utilizó un modelo climático para simular los efectos de un menor albedo en la superficie terrestre de los desiertos causado por la instalación de parques solares masivos. El albedo es una medida de lo bien que las superficies reflejan la luz solar. La arena, por ejemplo, es mucho más reflectante que un panel solar, por lo que tiene un albedo más alto.
El modelo reveló que cuando el tamaño del parque solar alcanza el 20% de la superficie total del Sáhara, se desencadena un bucle de retroalimentación. El calor emitido por los paneles solares más oscuros (en comparación con el suelo altamente reflectante del desierto) crea una gran diferencia de temperatura entre la tierra y los océanos circundantes que, en última instancia, reduce la presión atmosférica superficial y hace que el aire húmedo se eleve y se condense en gotas de lluvia. Con más lluvias monzónicas, crecen las plantas y el desierto refleja menos la energía del sol, porque la vegetación absorbe mejor la luz que la arena y el suelo. Con más plantas, se evapora más agua, lo que crea un ambiente más húmedo que hace que la vegetación se extienda.
El modelo reveló que cuando el tamaño del huerto solar alcanza el 20% de la superficie total del Sáhara, se desencadena un bucle de retroalimentación.
Este escenario puede parecer rocambolesco, pero los estudios sugieren que un bucle de retroalimentación similar mantuvo verde gran parte del Sáhara durante el Periodo Húmedo Africano, que sólo terminó hace 5.000 años.
Así pues, una gigantesca granja solar podría generar energía suficiente para satisfacer la demanda mundial y, al mismo tiempo, convertir uno de los entornos más hostiles de la Tierra en un oasis habitable. Suena perfecto, ¿verdad?
Pues no. En un estudio reciente, hemos utilizado un modelo avanzado del sistema terrestre para examinar de cerca cómo interactúan las granjas solares saharianas con el clima. Nuestro modelo tiene en cuenta las complejas retroalimentaciones entre las esferas interactivas del clima mundial: la atmósfera, el océano y la tierra y sus ecosistemas. Demostró que podría haber efectos no deseados en zonas remotas de la tierra y el océano que contrarrestaran cualquier beneficio regional sobre el propio Sáhara.
Sequía en el Amazonas, ciclones en Vietnam
Según nuestro modelo, cubrir el 20% del Sáhara con huertos solares aumenta la temperatura local del desierto en 1,5 grados centígrados. Con una cobertura del 50%, el aumento de temperatura es de 2,5 grados centígrados. Con el tiempo, este calentamiento se propaga por todo el planeta debido al movimiento de la atmósfera y los océanos, elevando la temperatura media mundial en 0,16 grados centígrados para una cobertura del 20%, y en 0,39 grados centígrados para una cobertura del 50%. Sin embargo, el cambio de temperatura global no es uniforme: las regiones polares se calentarían más que los trópicos, aumentando la pérdida de hielo marino en el Ártico. Esto podría acelerar aún más el calentamiento, ya que la fusión del hielo marino deja al descubierto agua oscura que absorbe mucha más energía solar.
Esta nueva fuente masiva de calor en el Sáhara reorganiza la circulación global del aire y los océanos, afectando a los patrones de precipitación en todo el mundo. La estrecha franja de lluvias torrenciales en los trópicos, que representa más del 30% de las precipitaciones mundiales y sustenta las selvas tropicales del Amazonas y de la cuenca del Congo, se desplaza hacia el norte en nuestras simulaciones. En la región amazónica, esto provoca sequías, ya que llega menos humedad del océano. Aproximadamente la misma cantidad de lluvia adicional que cae sobre el Sáhara debido a los efectos de oscurecimiento de la superficie de los paneles solares se pierde en el Amazonas. El modelo también prevé una mayor frecuencia de ciclones tropicales en las costas de América del Norte y Asia oriental.
Figura: Cambios globales de temperatura, precipitación y viento en superficie en simulaciones con 20% y 50% de cobertura de paneles solares en el Sahara. Lu et al. (2021), Autor proporcionado
En nuestro modelo siguen faltando algunos procesos importantes, como el polvo arrastrado por el viento desde los grandes desiertos. El polvo del Sáhara, transportado por el viento, es una fuente vital de nutrientes para el Amazonas y el océano Atlántico. Así pues, un Sáhara más verde podría tener un efecto global aún mayor de lo que sugieren nuestras simulaciones.
Apenas estamos empezando a comprender las posibles consecuencias de establecer parques solares masivos en los desiertos del mundo. Soluciones como ésta pueden ayudar a la sociedad en la transición desde la energía fósil, pero estudios del sistema terrestre como el nuestro subrayan la importancia de tener en cuenta las numerosas respuestas acopladas de la atmósfera, los océanos y la superficie terrestre a la hora de examinar sus beneficios y riesgos.
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