Warum ist es eine sehr schlechte Idee, die Sahara mit Solarzellen zu bedecken?

Könnte eine so einfache Idee wie die Bedeckung der Sahara mit Sonnenkollektoren eine Lösung für den Klimawandel sein? Eine Studie bewertete die Folgen der Verwirklichung dieses Projekts und war nicht ermutigend.

Solarenergie, Sahara
Studie bewertet die Nebenwirkungen der Errichtung eines riesigen Windparks in der Wüste

Jeden Tag erreicht die Sonne die Erde mit 15.000 Mal mehr Energie, als die Menschheit verbraucht. Die Entscheidung, fossile Brennstoffe nicht durch erneuerbare Energien zu ersetzen, ist also nicht eine Frage der Knappheit, sondern der Technologie, um diese Ressourcen optimal zu nutzen.

Solarmodule haben in den letzten Jahrzehnten große Fortschritte gemacht, vor allem in Bezug auf die Wärmespeicherung: Die heutigen Batterien können Energie für 24 Stunden speichern, sodass sie auch nachts und bei Bewölkung genutzt werden kann.

Was hält uns also davon ab, ein riesiges, sonniges und unwirtliches Gebiet, wie z.B. eine Wüste, mit einem riesigen Netz von Paneelen zu bedecken, um den gesamten Planeten mit Energie zu versorgen? Die Antwort ist klar: die Nebenwirkungen.

Verstärkter Klimawandel

Forscher sehen die Möglichkeit, die größte Wüste der Welt, die Sahara, in einen gigantischen Solarpark zu verwandeln, der bis zum Vierfachen des derzeitigen Energiebedarfs der Erde decken kann. In Tunesien und Marokko sind bereits Projekte geplant, die Millionen von Haushalten in Europa mit Strom versorgen sollen.

Doch wenn dies in so großem Maßstab geschieht, könnte dies zu ernsthaften Problemen führen. Eine neue Studie, die in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, kommt zu dem Schluss, dass die massive Aufstellung von Sonnenkollektoren die Windzirkulation auf dem Planeten verändern und das Klima langfristig verändern kann, selbst an Orten, die weit von der Wüste entfernt sind.

Sonnenkollektoren verändern die natürlichen Eigenschaften der Erdoberfläche, wie z. B. die Albedo und die Oberflächenrauhigkeit.

Die Forscher simulierten riesige Solarparks in Nordafrika, die 5 Prozent, 20 Prozent und 50 Prozent der Region abdeckten, und bewerteten die Folgen. Das erste, was ihnen auffiel, war, dass die Paneele viel dunkler sind als der Sand, so dass sie mehr Wärme absorbieren und die in den Weltraum zurückgeworfene Energie verringern (Albedo). Dies führt zu einer zusätzlichen Erwärmung der Umwelt, nicht nur lokal, sondern global.

erneuerbare Energie
Photovoltaik-Solarenergie für jede der Studiensimulationen

Das Modell ergab, dass eine Rückkopplungsschleife in Gang gesetzt wird, wenn der Solarpark 20 % der Gesamtfläche der Sahara bedeckt. Die von den Sonnenkollektoren abgegebene Wärme erzeugt einen spürbaren Temperaturunterschied zwischen dem Land und den umliegenden Ozeanen. Dies wiederum verringert den Luftdruck an der Oberfläche und führt dazu, dass feuchte Luft aufsteigt und zu Regentropfen kondensiert.

Würden 20 % der Sahara mit Solarparks bedeckt, würde die lokale Temperatur in der Wüste um 1,5 °C steigen. Bei einer Abdeckung von 50 % beträgt der Temperaturanstieg 2,5 °C. Weltweit würde die Durchschnittstemperatur bei einer Abdeckung von 20 % um 0,16 °C und bei einer Abdeckung von 50 % um 0,39 °C ansteigen.

Wenn der Monsunregen zunimmt, wächst die Vegetation und die Wüste reflektiert weniger Sonnenenergie, da Pflanzen das Licht besser absorbieren als Sand und Erde. Wenn sich die Vegetation ausbreitet, verdunstet mehr Wasser, wodurch eine feuchtere Umgebung entsteht, die das Pflanzenwachstum weiter begünstigt.

Nun, aber Energie zu gewinnen und die Wüste in eine Oase zu verwandeln, klingt doch toll, oder?

Eine unaufhaltsame Kette des Wandels

Seltsamerweise hängen viele der größten und komplexesten Ökosysteme von der trockenen Wüste Sahara ab. Der Amazonas beispielsweise wird durch Staub gedüngt, der aus der Sahara über den Atlantik transportiert wird, und die Hitze der Sahara beeinflusst aufgrund der Atlantikwinde die Niederschlagsmuster. Die Entfernung des Staubs aus der Luft und die Abkühlung der Sahara könnten sich erheblich auf den Amazonas auswirken.

Wolkendecke, Solarpark
Globale Antwort in der Wolke

In den Simulationen verschiebt sich das schmale Niederschlagsband in den Tropen, das mehr als 30 % der weltweiten Niederschläge ausmacht und die Regenwälder des Amazonas und des Kongo versorgt, nach Norden. Dies führt zu Dürreperioden im Amazonasgebiet, da weniger Feuchtigkeit aus dem Ozean eintrifft.

Darüber hinaus sagt das Modell häufigere tropische Wirbelstürme an den Küsten Nordamerikas und Ostasiens und eine geringere Bewölkung über Mittelamerika, Südamerika, Südafrika, den zentralen und östlichen Vereinigten Staaten, Zentralasien und Nordwestchina voraus, insbesondere im Sommer. In anderen Regionen, wie z. B. der Wüste Sahara, wird die Bewölkung stärker sein, sodass die Module weniger Energie erzeugen.

Der Atlantik wird auch durch den Staub der Sahara-Wüste gedüngt. Der nährstoffreiche Sand führt zu Phytoplanktonblüten. Diese Blüten produzieren einen Großteil des Sauerstoffs auf der Erde, so dass es auch zu einem Rückgang des Sauerstoffgehalts kommen kann.

Zusätzlich zu all diesen Konsequenzen, die uns bereits die Idee, einen Solarpark in der Wüste zu errichten, überdenken lassen, muss man bedenken, dass Solarmodule bei Temperaturen über 45 °C an Effizienz verlieren..


Quellenhinweis:

Long, J., Lu, Z., Miller, PA y col. Los parques solares fotovoltaicos a gran escala en el Sahara afectan el potencial de generación de energía solar a nivel mundial. Entorno Terrestre Comunitario 5 , 11 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-023-01117-5