可再生能源项目或使绿植重现撒哈拉

编译 | 张雪伟

若想扭转全球变暖的趋势，以可再生能源逐步取代化石燃料是必不可少的。但是，在发展绿色能源的过程中，也需要注意其他情理之中与意料之外的“副作用”，这其中就包括了大规模应用可再生能源技术对当地气候的影响。

试想一下，如果将撒哈拉沙漠变为大型太阳能电站与风电场，结果将会如何？这是伊利诺伊大学的李琰博士与同事在《科学》杂志发表的新论文论题。李琰博士对媒体表示，“我们想探究一下，如果在撒哈拉沙漠建设可为全人类提供清洁能源的大型风电场和太阳能电站，会对当地气候有何种影响。”他们发现，如果在撒哈拉沙漠安装风电机组和太阳能电池板，周边地区会变得更加温暖、雨量更大，甚至可使撒哈拉部分地区4500年来首次重现生机，改善部分不宜居住地区的情况。

研究中，科学家调查了撒哈拉沙漠及南部萨赫勒地区太阳能和风能的资源可开发量最大值。之所以挑选这两个地区进行研究，是因为这里距电力负荷较大的欧洲和中东较近，并且对土地使用的要求相对较少，相对适合大型可再生能源项目的建设。两地都有丰富的风能和太阳能资源。李琰博士及同事认为，特别是萨赫勒地区可从经济发展中获益，也可获取大量能源用于淡化海水，从而为城市及农业提供水资源。

由于两地面积广大，上述研究中模拟的太阳能电站和风电场面积与数个国家的国土面积相当——比英国国土面积大38倍。上述模拟发电项目远远大于任何现有的太阳能电站和风电场，可提供的能源相当于当前全球能源消耗总量的四倍。

这将极大地改变当地环境。例如，大规模风电场会将气温提高2℃左右，这与人们关注的全球变暖产生的气温升高相似。太阳能电站也会导致气温升高1℃左右。风电场可带来的日降雨量增加为0.25毫米，这一数字看起来毫不起眼，却几乎是此前降雨量的两倍。与温度增加相似，太阳能电站可带来的日降雨量增加要小一些，为0.13毫米。但如果日积月累，年降雨量仍非常可观。

温度和湿度增加的原因

风电场会引起温度变化，这是因为风电机组叶片将暖空气带至地表，夜间效果尤其显著。诸多实地研究和遥感利用已经证明了这一点。随着暖空气的到来，空气湿度将会增加。

太阳能电池板的存在意味着更多太阳辐射被吸收，反射回宇宙的太阳能较少，这会导致地表温度提高。不过，有实验显示，化石燃料的碳排放导致气候变暖，其程度比太阳能光伏发电设施吸收太阳辐射带来的升温程度严重30倍。各太阳能电站在不同季节导致的气温变化幅度有所不同。

图1 目前非洲在所有大陆中太阳能资源最丰富

图2 模拟撒哈拉地区大型风电和太阳能发电项目对降雨量的影响

在模拟研究中，风电机组阻挡了自由流动的空气、降低了空气流动速度、减小了地球自转对空气流动的影响，从而增加了降雨量。气压因此降低，而撒哈拉地区与附近区域的气压差导致空气向撒哈拉流动。气流相遇或聚集时，撒哈拉的空气无处可去，只能爬升。随着气流上升，水蒸气凝结，形成降雨。

太阳能电站方面，过程略有不同。太阳能电池板加热了空气，随后气流爬升。这一过程也会导致气压降低，空气进而汇入此处、聚集、爬升。

降雨量增大，植物也会增多。植物增多后，会像风电机组一样增加地表粗糙度，也会像太阳能电池板一样吸收更多太阳辐射。这个强化循环为“气候反馈”，李琰博士和同事所做研究的一个新奇方面便是合并植物反馈。

来自马里兰大学的萨法·莫帖夏瑞（Safa Motesharrei）博士，也是《科学》杂志上发表的那篇论文的一位主要作者。他表示，“模型预测出降水将增多，由此该地区的雨育农业将发生实质性变化，植被面积增大，畜牧业也将随之发展。”

他还表示，撒哈拉、萨赫勒、中东有世界上极为干燥的地区，但这里的人口在增加、贫困程度在加剧。这项研究对解决上述地区能源、水、食物关系的错综复杂的可持续发展问题意义重大。

模拟何时成真

虽然在撒哈拉建设大量清洁能源项目听起来很好，但是否能切实促进经济发展尚不明朗。毫无疑问，在撒哈拉和萨赫勒地区发展大规模可再生能源发电站会带来积极影响，但同时要考虑的还有很多其他因素。

理论上，撒哈拉和萨赫勒地区人口稀少，适合可再生能源项目的建设。但是，这里毕竟有人居住，这里的地形对当地居民而言有文化价值。为了向欧洲和中东供能就“夺走”这块土地，这样真的好吗？

就一国家而言，保持能源政策一以贯之且基本稳定尚且困难，更遑论考虑到所有潜在政治影响与能源安全问题，国与国之间也要保持稳定持续的能源政策。

全球变暖已经在撒哈拉沙漠产生影响，加之过度放牧等对土地的不良管理，其附近的耕地逐渐荒漠化。研究人员总结称，如合理开发，可再生能源资源不仅可为该地供电，而且可防止全球变暖导致的进一步沙漠化。李琰博士表示，“我相信，加大可再生能源的利用力度，可于全球变暖的危机中拯救人类。”

总之，这项研究有趣又重要，将研究结果与社会、经济、环境、技术等相结合，可确保情况不会每况愈下。

（编译自The Conversation网站、英国《独立报》）