編譯 | 張雪偉

若想扭轉(zhuǎn)全球變暖的趨勢，以可再生能源逐步取代化石燃料是必不可少的。但是，在發(fā)展綠色能源的過程中，也需要注意其他情理之中與意料之外的“副作用”，這其中就包括了大規(guī)模應(yīng)用可再生能源技術(shù)對當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊憽?/p>

試想一下，如果將撒哈拉沙漠變?yōu)榇笮吞柲茈娬九c風(fēng)電場，結(jié)果將會如何？這是伊利諾伊大學(xué)的李琰博士與同事在《科學(xué)》雜志發(fā)表的新論文論題。李琰博士對媒體表示，“我們想探究一下，如果在撒哈拉沙漠建設(shè)可為全人類提供清潔能源的大型風(fēng)電場和太陽能電站，會對當(dāng)?shù)貧夂蛴泻畏N影響。”他們發(fā)現(xiàn)，如果在撒哈拉沙漠安裝風(fēng)電機(jī)組和太陽能電池板，周邊地區(qū)會變得更加溫暖、雨量更大，甚至可使撒哈拉部分地區(qū)4500年來首次重現(xiàn)生機(jī)，改善部分不宜居住地區(qū)的情況。

研究中，科學(xué)家調(diào)查了撒哈拉沙漠及南部薩赫勒地區(qū)太陽能和風(fēng)能的資源可開發(fā)量最大值。之所以挑選這兩個地區(qū)進(jìn)行研究，是因為這里距電力負(fù)荷較大的歐洲和中東較近，并且對土地使用的要求相對較少，相對適合大型可再生能源項目的建設(shè)。兩地都有豐富的風(fēng)能和太陽能資源。李琰博士及同事認(rèn)為，特別是薩赫勒地區(qū)可從經(jīng)濟(jì)發(fā)展中獲益，也可獲取大量能源用于淡化海水，從而為城市及農(nóng)業(yè)提供水資源。

由于兩地面積廣大，上述研究中模擬的太陽能電站和風(fēng)電場面積與數(shù)個國家的國土面積相當(dāng)——比英國國土面積大38倍。上述模擬發(fā)電項目遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于任何現(xiàn)有的太陽能電站和風(fēng)電場，可提供的能源相當(dāng)于當(dāng)前全球能源消耗總量的四倍。

這將極大地改變當(dāng)?shù)丨h(huán)境。例如，大規(guī)模風(fēng)電場會將氣溫提高2℃左右，這與人們關(guān)注的全球變暖產(chǎn)生的氣溫升高相似。太陽能電站也會導(dǎo)致氣溫升高1℃左右。風(fēng)電場可帶來的日降雨量增加為0.25毫米，這一數(shù)字看起來毫不起眼，卻幾乎是此前降雨量的兩倍。與溫度增加相似，太陽能電站可帶來的日降雨量增加要小一些，為0.13毫米。但如果日積月累，年降雨量仍非?？捎^。

溫度和濕度增加的原因

風(fēng)電場會引起溫度變化，這是因為風(fēng)電機(jī)組葉片將暖空氣帶至地表，夜間效果尤其顯著。諸多實地研究和遙感利用已經(jīng)證明了這一點。隨著暖空氣的到來，空氣濕度將會增加。

太陽能電池板的存在意味著更多太陽輻射被吸收，反射回宇宙的太陽能較少，這會導(dǎo)致地表溫度提高。不過，有實驗顯示，化石燃料的碳排放導(dǎo)致氣候變暖，其程度比太陽能光伏發(fā)電設(shè)施吸收太陽輻射帶來的升溫程度嚴(yán)重30倍。各太陽能電站在不同季節(jié)導(dǎo)致的氣溫變化幅度有所不同。

圖1 目前非洲在所有大陸中太陽能資源最豐富

圖2 模擬撒哈拉地區(qū)大型風(fēng)電和太陽能發(fā)電項目對降雨量的影響

在模擬研究中，風(fēng)電機(jī)組阻擋了自由流動的空氣、降低了空氣流動速度、減小了地球自轉(zhuǎn)對空氣流動的影響，從而增加了降雨量。氣壓因此降低，而撒哈拉地區(qū)與附近區(qū)域的氣壓差導(dǎo)致空氣向撒哈拉流動。氣流相遇或聚集時，撒哈拉的空氣無處可去，只能爬升。隨著氣流上升，水蒸氣凝結(jié)，形成降雨。

太陽能電站方面，過程略有不同。太陽能電池板加熱了空氣，隨后氣流爬升。這一過程也會導(dǎo)致氣壓降低，空氣進(jìn)而匯入此處、聚集、爬升。

降雨量增大，植物也會增多。植物增多后，會像風(fēng)電機(jī)組一樣增加地表粗糙度，也會像太陽能電池板一樣吸收更多太陽輻射。這個強(qiáng)化循環(huán)為“氣候反饋”，李琰博士和同事所做研究的一個新奇方面便是合并植物反饋。

來自馬里蘭大學(xué)的薩法·莫帖夏瑞（Safa Motesharrei）博士，也是《科學(xué)》雜志上發(fā)表的那篇論文的一位主要作者。他表示，“模型預(yù)測出降水將增多，由此該地區(qū)的雨育農(nóng)業(yè)將發(fā)生實質(zhì)性變化，植被面積增大，畜牧業(yè)也將隨之發(fā)展?！?/p>

他還表示，撒哈拉、薩赫勒、中東有世界上極為干燥的地區(qū)，但這里的人口在增加、貧困程度在加劇。這項研究對解決上述地區(qū)能源、水、食物關(guān)系的錯綜復(fù)雜的可持續(xù)發(fā)展問題意義重大。

模擬何時成真

雖然在撒哈拉建設(shè)大量清潔能源項目聽起來很好，但是否能切實促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展尚不明朗。毫無疑問，在撒哈拉和薩赫勒地區(qū)發(fā)展大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電站會帶來積極影響，但同時要考慮的還有很多其他因素。

理論上，撒哈拉和薩赫勒地區(qū)人口稀少，適合可再生能源項目的建設(shè)。但是，這里畢竟有人居住，這里的地形對當(dāng)?shù)鼐用穸杂形幕瘍r值。為了向歐洲和中東供能就“奪走”這塊土地，這樣真的好嗎？

就一國家而言，保持能源政策一以貫之且基本穩(wěn)定尚且困難，更遑論考慮到所有潛在政治影響與能源安全問題，國與國之間也要保持穩(wěn)定持續(xù)的能源政策。

全球變暖已經(jīng)在撒哈拉沙漠產(chǎn)生影響，加之過度放牧等對土地的不良管理，其附近的耕地逐漸荒漠化。研究人員總結(jié)稱，如合理開發(fā)，可再生能源資源不僅可為該地供電，而且可防止全球變暖導(dǎo)致的進(jìn)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，可于全球變暖的危機(jī)中拯救人類?！?/p>

總之，這項研究有趣又重要，將研究結(jié)果與社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、技術(shù)等相結(jié)合，可確保情況不會每況愈下。

（編譯自The Conversation網(wǎng)站、英國《獨立報》）