Περιβάλλον Ζωή και Γη

Τα παράδοξα της ενέργειας: Η καθαρή ενέργεια μπορεί να μην είναι πράσινη για πάντα

Καθώς η ζήτηση ενέργειας αυξάνεται, ακόμη και εναλλακτικές πηγές ενέργειας όπως η αιολική, η ηλιακή και την πυρηνική σύντηξη θα μπορούσαν να αρχίσουν να επηρεάζουν το κλίμα

Share

energy_consumptio_rising_2_per_cent_per_year Καθώς η ζήτηση ενέργειας αυξάνεται, ακόμη και εναλλακτικές πηγές ενέργειας όπως η αιολική, η ηλιακή και την πυρηνική σύντηξη θα μπορούσαν να αρχίσουν να επηρεάζουν το κλίμα

«Μια καλύτερη, πιο πλούσια και πιο ευτυχισμένη ζωή για όλους τους πολίτες μας». Αυτό είναι το αμερικανικό όνειρο. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι ζουν σε ένα ευρύχωρο, κλιματιζόμενο σπίτι, ένα, δύο ή τρία αυτοκίνητα  και ίσως μια βάρκα,  ένα εξοχικό σπίτι, για να μην αναφέρουμε ότι πετούν μακριά σε εξωτικούς προορισμούς.

Το πρόβλημα με αυτόν τον τρόπο ζωής είναι ότι καταναλώνεται πολλή ενέργεια. Αν ο καθένας στον κόσμο, άρχισε να ζει πλούσιοι σαν τους Αμερικανούς, εμείς θα έπρεπε να δημιουργήσουμε πάνω από 10 φορές περισσότερη ενέργεια ετησίως, από αυτή που έχουμε τώρα. Και αν, σε έναν αιώνα ή τρεις, όλοι θα περιμένουν να υπηρετηθούν από έναν στρατό από ρομπότ και να ψάχνουν που θα κάνουν διακοπές μέχρι στο διάστημα, πρόκειται να χρειαστούμε τεράστια ποσά πρόσθετης ενέργειας.

Από πού όμως θα την πάρουμε;

Είναι σαφές ότι αν συνεχίσουμε να βασιζόμαστε στα ορυκτά καύσιμα θα έχουμε καταστροφικά αποτελέσματα, λόγω των δραματικών επιπτώσεων στην άνοδο του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Ωστόσο, οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας θα επηρεάσουν κι αυτές, επίσης, το κλίμα.

Προς το παρόν, οι κλιματικές επιπτώσεις των πηγών της "καθαρής ενέργειας" είναι ασήμαντες σε σύγκριση με εκείνες που διασπείρουν αέρια του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, αλλά αν συνεχίσουμε να κάνουμε ολοένα και περισσότερη χρήση κατά τους επόμενους αιώνες, θα γίνουν όλο και πιο σημαντικές.

Ενώ αυτό το είδος της μελέτης είναι ακόμη σε πρώιμο στάδιο, έχουν ήδη αρχίσει να εμφανίζονται κάποια εντυπωσιακά συμπεράσματα. Η πυρηνική ενέργεια – συμπεριλαμβανομένης της σύντηξης – δεν είναι η μακροχρόνια απάντηση στα ενεργειακά μας προβλήματα. Ακόμα, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η αιολική ενέργεια θα πρέπει να χρησιμοποιείται με προσοχή, γιατί εγκαταστάσεις μεγάλης κλίμακας θα μπορούσαν να έχουν επιπτώσεις τόσο σε τοπικό όσο και παγκόσμιο επίπεδο. Αυτές οι επιπτώσεις δεν είναι απαραίτητα κάτι κακό, όμως. Μπορεί να είμαστε σε θέση να τις αξιοποιήσουμε για να κάνουμε Γεωμηχανική, να καταπολεμήσουμε  την υπερθέρμανση του πλανήτη.

Υπάρχει ένα βασικό πρόβλημα που αντιμετωπίζει κάθε πολιτισμός δεσμευμένος με την ενέργεια, όπως επισημαίνει ο Eric Chaisson (του Κέντρου Αστροφυσικής στο Harvard που ασχολείται με την θερμοδυναμική μελέτη των φυσικών και βιολογικών φαινομένων καθώς και με την εξέλιξη των γαλαξιών, των άστρων και της ζωής).  Όταν ξοδεύεται ενέργεια σχεδόν όλη αυτή καταλήγει να γίνεται θερμικά απόβλητα, .

Ένα μεγάλο μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας που τροφοδοτεί το κινητό τηλέφωνο ή τον υπολογιστή σας καταλήγει να θερμαίνει το κύκλωμα, για παράδειγμα. Το υπόλοιπο μετατρέπεται σε ραδιοκύματα ή φως, τα οποία μετατρέπονται σε θερμότητα όταν απορροφούνται από άλλες επιφάνειες. Το ίδιο ισχύει και όταν χρησιμοποιείτε το μίξερ στην κουζίνα, ή έναν ανεμιστήρα.

Εμείς οι άνθρωποι χρησιμοποιούμε λίγο πάνω από 16 terawatts (TW) ισχύος σε οποιαδήποτε στιγμή, που δεν είναι τίποτε σε σύγκριση με τα 120.000 TW της ηλιακής ενέργειας που απορροφάται από τη Γη την ίδια στιγμή (ενώ φτάνουν 170.000 TW και διαφεύγουν πίσω 50.000 TW). Αυτό που έχει σημασία, όμως, είναι η ισορροπία μεταξύ του πόσο ζέστη φτάνει και πόση φεύγει έξω στο διάστημα. Αν φεύγει από το πάνω μέρος της ατμόσφαιρας θερμότητα, όση εισέρχεται, η θερμοκρασία του πλανήτη παραμένει η ίδια. Αν φθάνει περισσότερη και εξέρχεται λιγότερη, τότε ο πλανήτης θα θερμανθεί. Κι έτσι θα αρχίσει να εκπέμπει όλο και περισσότερη θερμότητα μέχρι η ισορροπία αποκαθίσταται σε μια υψηλότερη θερμοκρασία.

equilibrium_energyΚατά τα τελευταία χίλια χρόνια, η Γη ήταν σχεδόν σε θερμική ισορροπία και το κλίμα άλλαξε λίγο. Τώρα, τα επίπεδα των αερίων του θερμοκηπίου αυξάνονται, και διαφεύγει περίπου 380 TW λιγότερη θερμότητα προς το διάστημα. Αποτέλεσμα: ο πλανήτης θερμαίνεται.

greenhouse_effect

Η αύξηση της θερμοκρασίας λόγω των 16 TW θερμότητας που παράγεται από τον άνθρωπο είναι πολύ μικρή σε σύγκριση με αυτή του ήλιου. Ωστόσο, εάν η ανθρωπότητα συνεχίζει να χρησιμοποιεί όλο και περισσότερη ισχύ, τότε τα θερμικά απόβλητα θα αποτελέσουν ένα τεράστιο πρόβλημα στο μέλλον. Εάν η ζήτηση για ενέργεια αυξηθεί σε 5.000 TW, ο Chaisson έχει υπολογίσει ότι θα θερμάνει τον πλανήτη κατά 3° C.

Τα θερμικά αυτά απόβλητα του πλανήτη είναι έξω από τον υπολογισμό της υπερθέρμανσης του πλανήτη, λόγω των αυξανόμενων επιπέδων του CO2. Επιπλέον, δεδομένου ότι ο υπολογισμός αυτός δεν λαμβάνει υπόψη καμία από τις ανατροφοδοτήσεις, που ενδέχεται να ενισχύσουν το φαινόμενο, ίσως η αύξηση των 3° C να  έρθει και με ενέργεια κάτω από τα 5.000 TW.

Τέτοια κολοσσιαία χρήση ενέργειας μπορεί να φαίνεται αβάσιμη. Ωστόσο, αν η κατανάλωση συνεχίζει να αυξάνεται εκθετικά – έχει αυξηθεί κατά περίπου 2 τοις εκατό ετησίως αυτόν τον αιώνα παρά την άνοδο των τιμών – θα μπορούσαμε να φτάσουμε ως τα επίπεδα αυτά γύρω στο 2.300.

Ο Chaisson περιγράφει την δουλειά του ως το έργο εκείνο που γίνεται με την ελπίδα ότι κάποιος θα αποδείξει το λάθος. Μέχρι στιγμής κανείς δεν το έχει κάνει. Αντιθέτως, η προκαταρκτική μοντελοποίηση του Mark Flanner του Εθνικού Κέντρου για την Ατμοσφαιρική Έρευνα στο Boulder του Κολοράντο, δείχνει ότι η απορριπτόμενη θερμότητα θα αναγκάσει μεγάλες βιομηχανικές περιοχές να θερμανθούν μεταξύ 0,4° C και 0,9° C έως το 2100, σε συμφωνία με τις εκτιμήσεις του Chaisson. Τα κανονικά κλιματικά μοντέλα δεν περιλαμβάνουν τα φαινόμενα των θερμικών αποβλήτων.

Μήπως αυτό σημαίνει ότι ο ανθρώπινος πολιτισμός πρέπει να περιοριστεί στη χρήση όχι περισσότερης από μερικές εκατοντάδες terawatts ενέργειας; Όχι απαραίτητα.  Εξαρτάται από πού προέρχεται η ενέργεια. Εάν μετατρέψετε την ενέργεια του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια και τη χρησιμοποιήσετε στο σπίτι σας για θέρμανση, δεν θα κάνει τον πλανήτη θερμότερο από ό,τι αν η ίδια ηλιακή ενέργεια πήγαινε στα κεραμίδια της στέγης σας. Αλλά αν θερμάνουμε το σπίτι μας με ενέργεια από ορυκτά καύσιμα ή έναν πυρηνικό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής, προσθέτετε επιπλέον θερμότητα.

«Η μόνη ενέργεια που δεν πρόκειται να θερμαίνει επιπλέον την Γη είναι η ηλιακή και τα παράγωγά της», λέει ο Chaisson, αναφερόμενος σε πηγές που καθοδηγούνται από τη θερμότητα του ήλιου – αιολική, υδροηλεκτρική και τα κύματα.

Έτσι, αν και η σύντηξη θα μπορούσε θεωρητικά να μας δώσει μια πραγματικά απεριόριστη πηγή ενέργειας, αν η ενεργειακή ζήτηση συνεχίζει να αυξάνεται δεν θα είμαστε σε θέση να την χρησιμοποιήσουμε ελεύθερα, χωρίς σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη.

Φαίνεται ότι ο μέντορας του Chaisson, ο Carl Sagan, είχε δίκιο. "Ο Sagan συνήθιζε να με νουθετεί, και εγώ τώρα νουθετώ τους μαθητές μου”, λέει ο Chaisson, “ότι οποιοσδήποτε ευφυής πολιτισμός πάνω σε οποιονδήποτε πλανήτη, θα πρέπει τελικά να χρησιμοποιεί την ενέργεια του άστρου του, αποκλειστικά και μόνο." Πιο συγκεκριμένα, θα πρέπει να περιορίζεται στην ηλιακή ενέργεια που συνήθως απορροφάται από τον πλανήτη τους – οτιδήποτε επιπλέον, συμπεριλαμβανομένων και των ηλιακών συσκευών βασισμένες στο διάστημα, πρέπει να αποφεύγεται.

Τα θερμικά απόβλητα του πλανήτη

Θεωρητικά ένας προηγμένος πολιτισμός εξωγήινων θα μπορούσε να παράγει πολλά θερμικά απόβλητα και να εξακολουθεί να διατηρεί ένα σταθερό κλίμα, χρησιμοποιώντας την γεωμηχανική για την εξουδετέρωση των θερμικών αποβλήτων του πλανήτη. Στη Γη, όμως, πιθανόν να υπάρχει μικρό περιθώριο για τη μείωση των επιπέδων των αερίων πολύ κάτω από τα προβιομηχανικά επίπεδα, επειδή τα φυτά χρειάζονται CO2. Η δε τεχνητή σκίαση του πλανήτη ή η αύξηση της ανακλαστικότητας του θα ήταν πάρα πολύ προβληματική, σε αντίθεση με αυτά που ισχυρίζεται η γεωμηχανική.

waste_heat_effectΟ Chaisson δέχεται ότι η αύξηση της θερμοκρασίας από τα θερμικά απόβλητα δεν είναι τώρα σημαντική. Παρ ‘όλα αυτά, υποστηρίζει ότι θα μπορούσε κάλλιστα να στραφούμε στην ηλιακή ενέργεια το συντομότερο δυνατό.

«Όλοι συμφωνούν ότι κάτι πρέπει να γίνει για να σταματήσει η άνοδος του CO2 στο εγγύς μέλλον, και μετά θα πρέπει να ανησυχούμε για την υπερβολική θέρμανση της ατμόσφαιρας αν γίνεται υπερβολική χρήση ενέργειας σε μακροπρόθεσμη βάση», τονίζει. "Αν μπορούμε να τα κάνουμε και τα δύο ταυτόχρονα, τότε γιατί να μην λάβουμε τώρα τα μέτρα για να τα αντιμετωπίσουμε;"

Με αυτό το ζήτημα ασχολείται ο Mark Jacobson του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ. Προωθεί ένα φιλόδοξο σχέδιο για μια μεγάλη μετάβαση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μέχρι το 2030. Προβλέπει ότι η αιολική και η ηλιακή θα δίνουν το 90 τοις εκατό αυτής. Ωστόσο, σε αυτές τις κλίμακες μεγέθους, ακόμα και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα μπορούσαν να αρχίσουν να επηρεάζουν το κλίμα.

Πάρτε την αιολική ενέργεια. Το 2010, ο Somnath Baidya Roy στο Πανεπιστήμιο του Illinois ανέφερε ότι τα αιολικά πάρκα επηρεάζουν το τοπικό κλίμα τους. Μακροχρόνια δεδομένα από ένα αιολικό πάρκο στο San Gorgonio της Καλιφόρνιας, επιβεβαίωσαν προηγούμενες προβλέψεις του μοντέλου: οι θερμοκρασίες της επιφάνειας πίσω από τις ανεμογεννήτριες ήταν υψηλότερες από ό,τι μπροστά κατά τη διάρκεια της νύχτας, αλλά 4° C χαμηλότερα από την ημέρα.

Ο Roy πιστεύει ότι η διαταραχή που δημιουργείται από τις τουρμπίνες αναρροφά τον αέρα κάτω από πάνω. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, όταν ο πιο θερμός αέρας είναι συνήθως κοντά στην επιφάνεια, αυτό δημιουργεί φαινόμενο ψύξης. Τη νύχτα, όταν ο αέρας κοντά στο έδαφος μπορεί να είναι ψυχρότερος από όσο προηγουμένως, μπορεί να έχει αποτέλεσμα την θέρμανση.

Οι επιπτώσεις αυτές θα μπορούσαν να ελαχιστοποιηθούν με την τοποθέτηση αιολικών πάρκων σε περιοχές όπου υπάρχει ήδη μεγάλη διαταραχή. Αλλά ίσως να μην θέλουν να τις ελαχιστοποιήσουν. "Μερικά από αυτά τα αποτελέσματα είναι ευπρόσδεκτα για γεωργικούς λόγους”, εξηγεί η Cristina Archer από το Πανεπιστήμιο του Delaware, η οποία μελετά την αιολική ενέργεια. Στρατηγικά τοποθετημένο αιολικά πάρκα θα μπορούσαν να κρατήσουν τις καλλιέργειες δροσερές το καλοκαίρι και να μειώσουν τον κίνδυνο του παγετού σε άλλες εποχές. Οι αγρότες στην Καλιφόρνια και τη Φλόριντα ήδη χρησιμοποιούν ειδικούς ανεμιστήρες για την καταπολέμηση του παγετού τραβώντας προς τα χαμηλά θερμότερο αέρα.

Μήπως τα υπεράκτια αιολικά πάρκα επηρεάζουν τις θερμοκρασίες της επιφάνειας της θάλασσας και τα ποσοστά εξάτμισης; Θα μπορούσαν αυτά τα τοπικά αποτελέσματα να έχουν σημαντικές περιφερειακές ή ακόμη και παγκόσμιες επιπτώσεις; Ίσως. Οι άνεμοι προφανώς διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του κλίματος. Η επιβράδυνση ή η αλλοίωση των ανέμων θα αλλάξει την κίνηση της θερμότητας και του νερού γύρω από τον πλανήτη, και, συνεπώς, τη θερμοκρασία και τις βροχοπτώσεις.

Μπορεί να φαίνεται αδιανόητο ότι η ανθρωπότητα θα μπορούσε να δημιουργήσει σημαντικές επιπτώσεις στους ανέμους, αλλά μπορεί ήδη να γίνεται. Ενώ η ταχύτητα του ανέμου πάνω από τους ωκεανούς αυξάνεται, οι επιφανειακοί άνεμοι πάνω από την Ευρώπη, την Ασία και τη Βόρεια Αμερική έχουν επιβραδυνθεί έως και κατά 15 τοις εκατό κατά μέσο όρο από το 1979. Τουλάχιστον το ήμισυ της επιβράδυνσης είναι πιθανά να οφείλεται σε αλλαγές στη χρήση γης, με περισσότερο πράσινο και, ενδεχομένως, περισσότερα κτίρια να κάνουν πιο τραχύ το γήινο ανάγλυφο.

Μια μελέτη του 2004 από τον David Keith του Πανεπιστημίου του Calgary στον Καναδά, πρότεινε ότι οι κλιματικές επιπτώσεις της αιολικής ενέργειας μπορεί να αρχίσουν να γίνονται εμφανείς στο επίπεδο των 2 TW. Σύμφωνα με τους Γερμανούς Axel Kleidon και Lee Miller από το Ινστιτούτο Max Planck, οι επιπτώσεις της αιολικής ενέργειας εξαρτώνται από το τι ποσοστό της διαθέσιμης ισχύος εξάγουμε. Πρόσφατα υπολόγισαν πόση αιολική ενέργεια υπάρχει υπολογίζοντας τα πάντα, αρχίζοντας από την εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία που κινεί τους ανέμους, δημιουργώντας διαφορές θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα. Κατέληξαν λοιπόν στο συμπέρασμα ότι το πολύ 68 TW θα μπορούσαν να εξαχθούν. Περαιτέρω μοντελοποίηση προτείνει θα μπορούσε να υπάρξουν μόλις 18 TW διαθέσιμα – πολύ χαμηλότερα από ό, τι άλλες εκτιμήσεις.

Σε ένα ακόμη πιο αμφιλεγόμενο ισχυρισμό της η ομάδα λέει ότι η εξαγωγή όλης της διαθέσιμης αιολικής ενέργειας θα παράγει μεγάλες αλλαγές στη θερμοκρασία και τις βροχοπτώσεις. Αν και αυτοί δεν υποδεικνύουν ότι ο κόσμος θα ζεσταθεί συνολικά, σύμφωνα με το μοντέλο τους οι τοπικές αλλαγές είναι συγκρίσιμες σε μέγεθος με αυτά που σχετίζονται με τον διπλασιασμό του CO2.

Ακόμα κι αν αυτό το συμπέρασμα είναι σωστό, είμαστε πολύ μακριά από την παραγωγή αυτού του επιπέδου της αιολικής ενέργειας. Στο τέλος του 2011, η παγκόσμια αιολική ικανότητα παραγωγής ήταν μόλις 0,2 TW. Αλλά και πολλοί άλλοι στον τομέα αυτό είναι εξαιρετικά δύσπιστοι για τα συμπεράσματα της ομάδας των Axel Kleidon και Lee Miller.

"Δεν πιστεύω στα αποτελέσματά τους”, λέει η γεωεπιστήμονας Cristina Archer.

“Η άποψη ότι ο αντίκτυπος από την αιολική ενέργεια είναι στο ίδιο επίπεδο με τον διπλασιασμό του CO2, είναι αηδίες," συμφωνεί ο ειδικός του κλίματος Gavin Schmidt της NASA. Θα υπάρξουν κάποιες επιπτώσεις από την παραγωγή αιολικής ενέργειας μεγάλης κλίμακας, αλλά η ομάδα του Lee Miller υπερβάλλει, πιστεύει.

Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις της Archer και του Jacobson, οι οποίες σε αντίθεση με του Kleidon βασίζονται σε πραγματικές μετρήσεις της ταχύτητας του ανέμου, υπάρχει 1.700 TW αιολικής ενέργειας σε υψόμετρο 100 μέτρα πάνω από στεριά και θάλασσα. Από το ποσό αυτό, μεταξύ 72 και 170 TW θα μπορούσε να εξαχθεί με ένα πρακτικό και οικονομικά ανταγωνιστικό τρόπο.

Η μοντελοποίηση από την ομάδα του Jacobson δείχνει ότι η εξόρυξη 11,5 TW αυτής της αιολικής ενέργειας θα μειώσει την κινητική ενέργεια του ανέμου σε απόσταση 100 μέτρων λιγότερο από 1%. Οι επιδράσεις της θερμοκρασίας και των βροχοπτώσεων είναι τόσο μικρές που δεν μπορούν να διακριθούν από τις φυσικές διακυμάνσεις, υποστηρίζει.

Ηλιακή ψύξη

Οι επιστημονικές εκτιμήσεις όπως βλέπουμε διαφέρουν. Ωστόσο, ακόμη και αν τα αιολικά πάρκα δεν καταλήγουν να έχουν σημαντικές επιπτώσεις στο κλίμα, θα μπορέσουμε να τις μετατρέψουμε προς όφελός μας. Ίσως αν τοποθετηθούν προσεκτικά τα αιολικά πάρκα θα μπορούσαν να τονώσουν τις βροχοπτώσεις στις ξηρές περιοχές, για παράδειγμα. Θα μπορούσε ακόμη να είναι δυνατή η χρήση της αιολικής ενέργειας ως μια μορφή της γεωμηχανικής.

"Μπορεί κάποιες από τις επιπτώσεις των ανεμογεννητριών κοντά στην επιφάνεια της αιολικής ενέργειας να είναι επιθυμητές; Απολύτως," λέει ο Lee Miller. Αλλά αυτό το είδος της έρευνας βρίσκεται ακόμα στα σπάργανα επισημαίνει. Αυτό που είναι σαφές, βέβαια, είναι ότι κάθε αιολικό πάρκο που δημιουργείται σημαίνει ότι διοχετεύεται στην ατμόσφαιρα λιγότερο CO2.

Σε σύγκριση με την ηλιακή ενέργεια, όμως, το αιολικό δυναμικό είναι σχετικά μικρό. "Νομίζω ότι δεν υπάρχει αρκετή αιολική ενέργεια για να συλληφθεί στη Γη,  για να μπορέσει να κάνει πολύ καλό σε μακροπρόθεσμη βάση”, πιστεύει  ο Eric Chaisson από το Χάρβαρντ. “Ούτε το νερό και τα κύματα. Ο μόνος τρόπος για να κάνουμε κάτ σωστό είναι να μάθουμε πώς να χρησιμοποιούμε την ενέργεια του ήλιου."

Μάλιστα χιλιάδες terawatts ηλιακής ενέργειας θα μπορούσαν να παραχθούν μόνο με την υπάρχουσα τεχνολογία.

Ακόμα, και η ηλιακή ενέργεια μπορεί να επηρεάσει το κλίμα, επειδή οι ηλιακοί συλλέκτες μπορούν να αλλάξουν την ανακλαστικότητα ή albedo, της επιφάνειας. Μια πρόσφατη μελέτη μοντελοποίησε τα αποτελέσματα της κατασκευής ενός εργοστασίου ηλιακής ενέργειας 1 TW στην έρημο Mojave στην Καλιφόρνια. Κατέληξε δε στο συμπέρασμα ότι η διάθεση τόσων πολλών σκοτεινών ηλιακών συλλεκτών πάνω από την ανοιχτόχρωμη άμμο θα θερμάνει τον αέρα πάνω από 0,4 °C, που επηρεάζει την θερμοκρασία και τον άνεμο σε ακτίνα 300 χιλιομέτρων.

Εάν όμως αναπτύξουμε πολύ πιο αποτελεσματικό ηλιακά πάνελ στο μέλλον, ένα παρόμοιο εργοστάσιο ηλιακής ενέργειας θα ήταν πηγή δροσιάς στην περιοχή του. Η θερμότητα θα καταλήξει εκεί όπου η ενέργεια τελικά χρησιμοποιείται. Πράγματι, ακόμα και τα υπάρχοντα ηλιακά πάνελ μπορεί να έχουν μια τοπική επίδραση ψύξης, εφόσον διατίθενται πάνω από σκούρες επιφάνειες, όπως οι μαύρες στέγες.

«Οι ηλιακοί συλλέκτες θα παίρνουν ουσιαστικά το 20 τοις εκατό του φωτός του ήλιου και θα το μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια», λέει ο Jacobson. "Με αποτέλεσμα να κρυώσει το σπίτι σας."

Επιπλέον, πολλές άλλες ανθρώπινες δραστηριότητες, από την ανάπτυξη των πόλεων έως τις καλλιέργειες, μεταβάλλουν την ανακλαστικότητα, και αυτές οι δραστηριότητες έχουν πολύ μεγαλύτερο αντίκτυπο, επειδή επηρεάζουν πολύ μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας της Γης. Οι θερμοκρασίες του αέρα στη νοτιο-ανατολική Ισπανία έχουν πέσει περισσότερο από 0,6 °C από το 1983, επειδή υπάρχουν πάρα πολλά ανακλαστικά θερμοκήπια στην περιοχή, για παράδειγμα.

Έτσι, ενώ η μεγάλης κλίμακας χρήση της ηλιακής ενέργειας θα μπορούσαν ενδεχομένως να επηρεάσει το κλίμα, οι επιπτώσεις θα είναι σχετικά μικρές, εφ’ όσον δεν θα συλλαμβάνουμε εκατοντάδες terawatts ηλιακής ενέργειας που διαφορετικά θα αντανακλάται κατ’ ευθείαν πίσω στο διάστημα. Ο προσεκτικός σχεδιασμός και η τοποθέτηση των ηλιακών εγκαταστάσεων θα πρέπει να ελαχιστοποιήσουν τις αρνητικές συνέπειες.

Μερικοί εκτιμούν ότι οποιαδήποτε συζήτηση για τις κλιματικές επιπτώσεις των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, καθώς και την απορριπτόμενη θερμότητα, αποσπά την προσοχή από το πολύ πιο επείγον καθήκον της μείωσης των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου. Αλλά αν δεν αρχίσουμε να σκεφτόμαστε γι ‘αυτό τώρα, θα μπορεί μια μέρα να ανακαλύψει ότι η προσπάθεια να λύσουμε ένα πρόβλημα το κλίμα, δημιούργησε μια άλλη.

Παραγωγή ενέργειας, ψύξη του πλανήτη

Όταν μιλάμε για την εξαγωγή της αιολικής ενέργειας, αφορά κατά κύριο λόγο τον αέρα σε υψόμετρο περίπου 100 μέτρα. Αλλά οι ταχύτητες των ανέμων αυξάνεται με το υψόμετρο. Στα τέσσερα ρεύματα αέρα που κυκλώνουν τη Γη σε ύψος πάνω από 10 χιλιόμετρα, οι ταχύτητες του ανέμου είναι συνήθως πάνω από 100 χιλιόμετρα την ώρα.

Η εκμετάλλευση αυτής της ενέργειας δεν θα είναι εύκολη, κυρίως λόγω του τρόπου με τον οποίο κινούνται τα ρεύματα του αέρα, όμως πολλές ομάδες έχουν αναπτύξει τρόπους να το καταφέρουμε. Οι περισσότεροι αφορούν δεμένους τουρμπίνες ή χαρταετούς που κινούν γεννήτριες στο έδαφος.

Σύμφωνα με ορισμένες εκτιμήσεις, η διαθέσιμη ενέργεια σε αυτά τα ρεύματα αέρα είναι περίπου 100-πλάσια της τρέχουσας παγκόσμιας ζήτησης ενέργειας. Προσομοιώσεις της Cristina Archer στο Πανεπιστήμιο του Delaware δείχνουν ότι αν καταφέρουμε να αντλήσουμε ενέργεια από τους ανέμους σε μεγάλο υψόμετρο θα καλύψουμε όλες τις τρέχουσες ανάγκες για ενέργεια και δεν θα έχει σημαντικές επιπτώσεις στο παγκόσμιο κλίμα. Αλλά το μοντέλο τους υποδεικνύει ότι η εξόρυξη μεγαλύτερων ποσών θα έχει μεγάλο αντίκτυπο. Στην ακραία περίπτωση της εξόρυξης 1000 TW, τα μοντέλα έδειξαν ότι οι μέσες επιφανειακές θερμοκρασίες έπεσαν σχεδόν 10° C, οι συνολικές βροχοπτώσεις μειώθηκαν κατά περίπου 35 τοις εκατό και διπλασιάστηκε η θαλάσσια παγοκάλυψη.

Ο λόγος, λέει ο Caldeira, είναι ότι με την επιβράδυνση των ανέμων σε μεγάλο υψόμετρο, μπορεί να επιβραδυνθεί η μεταφορά θερμότητας μεταξύ του ισημερινού και των πόλων. Κι αυτό θα μπορούσε να αναγκάσει την θέρμανση του Ισημερινού και την ψύξη των πόλων, και την αύξηση της παγοκάλυψης της θάλασσας. Περισσότερος δε θαλάσσιος πάγος σημαίνει ότι αντανακλάται περισσότερη θερμότητα από τους πόλους. Το τελικό αποτέλεσμα είναι ότι ο ισημερινός θερμαίνεται ελαφρώς, αλλά οι πόλοι θα ψυχθούν σημαντικά.

Το φαινόμενο αυτό μπορεί στην πραγματικότητα να είναι επιθυμητό για την αντιμετώπιση της υπερθέρμανσης του πλανήτη, δεδομένου ότι η Αρκτική θερμαίνεται ταχύτερα από οποιαδήποτε άλλη περιοχή στη Γη και χάνει γρήγορα θαλάσσιο πάγο. Μήπως θα μπορούσαμε να το προκαλέσουμε σκόπιμα;

"Είναι ένα από τα πράγματα που σχεδιάζουμε να δούμε στο μέλλον”, διευκρινίζει ο Caldeira.

Ωστόσο, οι Axel Kleidon και Lee Miller ισχυρίζονται πως η Archer και ο Caldeira έχουν υπερεκτιμήσει το ποσό της ενέργειας που θα μπορούσε να εξαχθεί. Νομίζουν ότι η υψηλή ταχύτητα του ανέμου στα ρεύματα του ανέμου ψηλά είναι αποτέλεσμα μιας σχεδόν έλλειψη τριβής, και όχι μια συνεχής εισροή ενέργειας. Ως εκ τούτου, εκτιμούν ότι μόνο 7,5 TW περίπου της ισχύος θα μπορούσε να εξαχθεί από τα ρεύματα, και ότι ακόμη και αυτή θα έχει σημαντική επίδραση στο κλίμα.

Από ενεργειακή άποψη είναι άσχημα τα νέα, αλλά η ψύξη του πλανήτη με αυτόν τον τρόπο φαίνεται πιο εφικτή. Σύμφωνα με το μοντέλο τους, αν ο πλανήτης ήταν μόλις κατά 0,5 °C πιο ψυχρός, η Αρκτική θα γίνει 2 °C πιο ψυχρή, όμως η Ανταρκτική αντιθέτως θερμαίνεται κατά 2 °C, ανάμεσα σε άλλα φαινόμενα. Θα πρέπει προφανώς να αποκτήσουμε μια πολύ καλύτερη κατανόηση των αλλαγών, πριν ακόμη αρχίσουμε να εκμεταλλευόμαστε την έννοια της γεωμηχανικής, συμπληρώνει ο Lee Miller.

Πηγή: New Scientist

About the author

physics4u

Leave a Comment

Share