9 maja zainaugurowano w Mauretanii pierwszą elektrownię wiatrową (31.5 MW). Inwestycja kosztowała 43 miliony euro i sfinansował ją rząd Mauretanii wspólnie z Arab Fund for Economic and Social Development. Minister Energii Taleb Ould Abdi Vall powiedział, że energia odnawialna stanowić będzie 20 % krajowej produkcji do 2020 roku. To nie tylko wydarzenie symboliczne dla tego państwa. W dniach 21-22 maja w Rabacie odbyła się konferencja poświęcona odnawialnym źródłom energii i potencjale Maghrebu w jego produkcji – Maghreb Renewable Energy Congress. Wizja Europy zasilanej energią wiatrową transmitowaną przez Morze Śródziemne znad samej Sahary? Realna alternatywa dla polityki ropy i gazu? Bodziec do ekonomicznego rozwoju państw saharyjskich? Zacieśnienie relacji w basenie Morza Śródziemnego?

Polityka zrównoważonego rozwoju w Unii Europejskiej w obliczu ocieplenia klimatu i limitów wydobycia tradycyjnych surowców zakłada rozwój alternatywnych źródeł energii. W planie Energy Roadmap 2050 ogłoszonym w 2011 roku wśród źródeł energii odnawialnej dominuje wiatr. Międzynarodowa Agencja Energetyczna przewiduje, że do 2035 roku energia wiatrowa zaspokoi 40% zapotrzebowania energetycznego na kontynencie. Strategia polityczna w zakresie odnawialnych źródeł energii w kontekście współpracy z Maghrebem została jasno zadeklarowana w programie Union for the Mediterranean Solar Plan przedstawionym przez Francję w 2008 roku. Program zawiera określone cele, m.in. koncentrację na programie Sahara Wind Project. MEDA oraz EUROMED (Euro-Mediterranean Partnership) częściowo ufundowały istniejącą podwodną sieć kabli łączących Hiszpanię z Marokiem (700 MW), których możliwości przesyłowe do dnia dzisiejszego zostały podwojone. To stanowi punkt wyjścia ekspansji na południe.

Jak dotąd żadnemu krajowi na świecie nie udało się przekroczyć progu 25% udziału energii wiatrowej w krajowej produkcji energii. Prekursorzy na europejskim rynku – Niemcy i Duńczycy, mimo niewątpliwych sukcesów w implementacji planu rozwoju elektrowni wiatrowych zderzyli się z naturalną barierą: wysoką gęstością zaludnienia wykluczającą budowę kolejnych wiatrowych farm oraz idącym za tym wzrostem kosztów produkcji energii na istniejących farmach przy rosnących potrzebach konsumpcyjnych. Z podobnym problemem – ograniczoną przestrzenią z potencjałem wiatrowym – mierzy się aktualnie Hiszpania czerpiąca w tym zakresie wzory od Niemiec. Intensywnie rozważa się tam bardziej efektywne wykorzystanie rejonów nadmorskich, gdzie występują silne wiatry. Rozwój dostosowanych do tych warunków technologii uprzywilejowałby jednak znacznie pewne kraje kosztem tych pozbawionych dostępu do morza. To, w obliczu dyrektyw europejskich i drożejących paliw tradycyjnych, czyni perspektywę importu energii wiatrowej spoza kontynentu coraz bardziej prawdopodobną i opłacalną. W przeciwieństwie do Europy w regionie saharyjskim istnieją obszary o ponadprzeciętnym potencjale wiatrowym i bardzo niskiej gęstości zaludnienia (sto razy mniejszej niż w Europie), a więc globalnie niskich potrzebach konsumpcji energii. Nadmorski obszar od Maroka po Senegal stanowi jeden z największych wietrznych terenów na Ziemi. Szacuje się (na podstawie zrealizowanych testów), że w tym rejonie, w pewnych lokalizacjach pozostającym w zasięgu europejskiej sieci energetycznej, jest możliwe osiągnięcie wskaźnika wytwarzania energii na poziomie ponad 4500 godzin odpowiadających pracy z pełnym obciążeniem (FLH) rocznie. Linia brzegowa z silnymi wiatrami rozciąga się na długość ponad 2000 km. Obecna technologia pozwala na transfer energii wiatrowej z saharyjskiej Tarfai, gdzie prowadzi się pilotażowe niemieckie inwestycje, choć znawcy podkreślają, że dalsze prace w tym zakresie są niezbędne. Wskazują technologię High Voltage DC jako najbardziej perspektywiczną, pozwalająca uniknąć strat podczas transferu energii. Przy przesyle mocy przekraczającym 5 GW istniejące technologie pozwalają zminimalizować straty na odcinku 3000 km do 10%. Istniejąca strefa ekonomiczna łącząca kraje Maghrebu i Europy pozwala z optymizmem patrzeć na dążenia do urzeczywistnienia tak ambitnego planu. Jego realizacja przyniosłaby obustronne korzyści: dostarczenie do Europy taniej energii, a dla krajów saharyjskich – impuls do ekonomicznego i ekologicznego rozwoju.

Obecnie pustynia piaszczysta stanowi zaledwie 5% całkowitej powierzchni Sahary. Wysokie dobowe amplitudy temperatury skutkują erozją gleby i uniemożliwiają wegetację roślin, a co za tym idzie ludzkie osadnictwo. Większą część pustyni pokrywa pustynia kamienista – hamada, o powierzchni niestanowiącej znacznego oporu dla wiatrów wiejących z Atlantyku. W okolicach równika powietrze wznosi się do górnych warstw atmosfery. Jego masy płyną w kierunku chłodniejszych rejonów na północy. Na północnej hemisferze, w rejonie 30 równoleżnika w związku z rotacją kuli ziemskiej (siła Coriolisa) prądy powietrza skręcają zgodnie z kierunkiem wskazówek zegara i zniżają się w kierunku powierzchni Ziemi, wytwarzając wysokie ciśnienie (nazywane antycyklonem) nad Oceanem Atlantyckim. Propagatorzy projektu Sahara Wind podkreślają fakt stałości tego zjawiska, które, jak twierdzą, będzie występować, dopóki Ziemia jest okrągła, kręci się wokół własnej osi i jest wystawiona na działanie promieni słonecznych. Badania geologiczne w marokańskim Atlasie dowiodły, że wiatry te występowały w regionie już przed milionami lat. Wiatry z Atlantyku wpłynęły na bieg historii, wiodąc kolonizatorów do Nowego Świata i pisząc jego dzieje. Być może dziś znów przyczynią się do budowy nowego świata. Tego chcą twórcy projektu Sahara Wind zainicjowanego w 1993 roku przez firmę Sahara Wind Inc. Z finansową pomocą North Atlantic Treaty Organization przez ostatnie lata naukowcy z ośrodków naukowych Maghrebu stale monitorowali dane dotyczące prądów powietrznych, chcąc oszacować ich produktywność. Moc parków wiatrowych według badań może osiągnąć tu od 0,1 do 0,15 TWh/km2 (Tezlaff 1999). Instalacja turbin wiatrowych (7 MW/km2) może wyprodukować około 0,028 TWh/km2 rocznie w najlepszych lokalizacjach w południowym Maroku. Rejon około 50 km na północ od Tarfai przy instalacji turbin o mocy 2,4 MW/km2 wykazuje potencjał ponad 1000 TWh rocznie, co stanowi jedną trzecią zapotrzebowania na energię elektryczną w całej Unii Europejskiej szacowanego na 3200 TWh. Warto również zaznaczyć, że największy potencjał energetyczny region saharyjski wykazuje w okresie letnim, gdy kraje południowej Europy przeżywają wakacyjny boom turystyczny i istnieje wysoki popyt na energię, podczas gdy europejskie farmy wiatrowe największą efektywność wykazują w okresie zimowym. To czyni produkcję energii komplementarną i sprawia, że jej interkontynentalna dystrybucja ma sens także z punktu widzenia ekonomii.

Perspektywy rozwoju energii wiatrowej na Saharze zostały przedstawione na sesji Parlamentu Europejskiego w 2002 roku. Od tamtej pory powstały pierwsze regulacje wyznaczające jej ramy prawne. Dzisiejsze sieci HVDC umożliwiają realizację tego projektu. Obecnie z użyciem tej technologii transmituje się więcej niż 130 GW w ponad 140 projektach na świecie, m.in. w Itapu (Ameryka Łacińska), w The Pacific DC Intertie czy w północno-wschodnich stanach USA (w tym Nowy Jork) połączonych siecią z elektrowniami kanadyjskimi oddalonymi o ponad 3 000 km. Dla porównania: wskaźnik wytwarzania energii na terenie Niemiec to obecnie około 1900 godzin (FLH) rocznie, podczas gdy region saharyjski gwarantuje 3400. Zakładając koszty 1000 €/kW, stopę procentową w wysokości 5%, dwudziestoletnią żywotność, 2% kosztów utrzymania, cenę energii można oszacować na około 3 centy/kWh. Transfer energii z regionu Tarfaja do środkowych Niemiec wymagałby instalacji linii HVDC o długości 3500 km (w tym 28 km morskiego kabla). W tym przypadku całkowity koszt energii szacuje się na 4,4 centa/kWh. Straty na trasie przesyłu wyniosłyby około 0,004 €/kWh przy użyciu technologii HVDC (5 GW).
Za opłacalnością projektu przemawiają również niższe wymagania dla turbin wiatrowych, które nie musiałyby być wyposażone w drogie komponenty, takie jak np. kosztowne reduktory hałasu wymagane w wielu zamieszkanych rejonach Europy. W ciągu ostatniej dekady rynek turbin przeżywał wahania, wzrost cen, a w końcu transfer produkcji do krajów azjatyckich, co umożliwiło obniżenie kosztów i ponowny wzrost popytu. Począwszy od 2010 roku liderem w instalacji turbin wiatrowych pozostają Chiny (około 50% rynku). Na wschodzie kraju w prowincji Mongolia Wewnętrzna realizuje się już z powodzeniem projekty o rozmachu Sahara Wind. Obecnie jest tam preferowana produkcja większych turbin w imię reguły: podwojenie jej średnicy przynosi poczwórny wzrost jej mocy oraz zmniejsza koszty utrzymania, co ma niebagatelne znaczenie w przypadku urządzeń zlokalizowanych na pustyni z dala od ludzkich osiedli. Budowa turbin pochłonie około 80% kosztów projektu Sahara Wind (20% – sieci HVDC).

Jedna z pierwszych farm wiatrowych w północnej Afryce, Abdelkhalek Torrès, powstała w Maroku, w pobliżu Tetuanu. Jej sukces i wysoka produktywność zachęciła do dalszych inwestycji. 90 turbin o mocy 600 kW produkuje ponad 200 000 MWh rocznie. By wyprodukować taką porcję energii węglem, trzeba by wypuścić w atmosferę 230 000 ton dwutlenku węgla. By go zneutralizować należałoby zasadzić 12 milionów drzew. Kolejne farmy powstały już w pobliżu As-Sawiry i Tangeru. Potencjał saharyjskich wiatrów dostrzegło też NATO, a ściślej jej agenda Science for Peace and Security (SPS), która od 2007 roku prowadzi systematyczne badania, angażując naukowców z Francji, Niemiec, Mauretanii, Maroka i Turcji, którzy pracują nad projektem magazynowania wyprodukowanej energii wytworzonej przez wiatr.

Przeszkodą na drodze do pełnej realizacji projektu stoi czasem polityka. Przekonał się o tym niemiecki Siemens, który zainwestował w farmę wiatrową Foum El Oued (100 MW) położoną na spornym terytorium Sahary Zachodniej. Siemens podpisał w 2012 roku z lokalnym deweloperem Nareva Holding kontrakt, który zakładał instalację turbin 22 SWT-2.3-101. Firma otrzymała prawa do budowy od marokańskiego funduszu emerytalnego Caisse Interprofessionnelle Marocaine de Retraites. Był to pierwszy projekt, jaki Siemens wygrał w Afryce. Jednak Western Sahara Resource Watch (WSRW) oskarżyła firmę o legitymizowanie marokańskiej okupacji terytorium i opóźnianie referendum w sprawie niepodległości Sahrawi. Siemens na łamach „Windpower Monthly” odparł zarzuty, twierdząc, że korzyści płynące z realizacji inwestycji dla lokalnej społeczności (np. dostęp do elektryczności, możliwości zatrudnienia) eliminują jakiekolwiek wątpliwości. Budowę wiatraków zakwestionował walczący o niepodległość Sahary Zachodniej Front Polisario. „News Times Africa” w raporcie na ten temat podważył legalność inwestycji w świetle prawa międzynarodowego, które wymaga zgody na podobne inwestycje przez instytucje reprezentujące Sahrawi. Części do konstrukcji turbin przybyły na miejsce w konwojach pojazdów transportowych. Kwestionujące projekt WSRWtwierdzi, że Nareva Haloding należy do  marokańskiej rodziny królewskiej okupującej Saharę Zachodnią od 1975 roku i jest przez nią kontrolowany.

W rozwój programu Sahara Wind aktywnie włączyły się ośrodki naukowe w regionie. Specjalne kursy dla pracowników zainicjowano np. na Uniwersytecie w Nawakszucie w Mauretanii. W Maroku na Uniwersytecie Al-Akhawayn powołano Wydział Zrównoważonej Energii. W ich pracach biorą udział zaproszeni naukowcy z Europy. O komentarz do naszego raportu o energetycznym potencjale wiatru znad Sahary poprosiliśmy przedstawicieli środowisk biznesowych i naukowych.

Michał Rokosz, dział badań i rozwoju firmy Thessla Green sp. z o.o., doktorant w Instytucie Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza, Wydział Inżynierii Środowiska Politechniki Krakowskiej:
Projekty podobne do Sahara Wind Project mają z pewnością wielki potencjał rozwojowy, co związane jest z możliwością stosunkowo łatwego zagospodarowanie ogromnych terenów, o dużych średnich prędkościach wiatru, niezamieszkałych przez ludzi.
 Argumentami przemawiającymi za lokalizacją farm wiatrowych na terenach pustynnych są między innymi:

– Niska gęstość zaludnienia – która, jak wspomina się w raporcie, powoduje niskie lokalne zapotrzebowanie na energię, a więc duże nadwyżki i możliwości eksportu energii, ale także pozwala unikać wielu problemów związanych z budową turbin w pobliżu osiedli ludzkich takich jak hałas, efekt migotania cienia, wpływ pola magnetycznego w pobliżu sieci wysokiego napięcia.
– Niewielka ilość fauny i flory występująca na terenach pustynnych powoduje praktyczny brak negatywnego wpływu na lokalny ekosystem oraz krajobraz.  Tereny pustynne są idealnymi miejscami dla lokalizacji takich inwestycji.
– Stosunkowa łatwość posadowienia turbin w odróżnieniu od np. terenów morskich gdzie znaczącą część inwestycji pochłania budowa podwodnych fundamentów.
– Brak przeszkód zakłócających przepływ wiatru, co wynika z naturalnego ukształtowania terenów pustynnych (brak wysokich wzgórz) jak i z braku budowli wzniesionych przez człowieka. Niweluje to konieczność budowy wysokich masztów turbin co przekłada się na niższe koszty inwestycyjne.

Problemem do pokonania jest transport energii na duże odległości.
Opisywana w Raporcie technologia HVDC poprzez obserwowany w ostatnich latach, intensywny rozwój, szczególnie przekształtników FCC oraz wielopoziomowych MCC charakteryzujących się wysoką niezawodnością i możliwościami stosowania w systemach o dużej mocy, stwarza perspektywy przesyłu energii elektrycznej przy minimalnych stratach. Nie należy także zapominać o problemach takich jak negatywny wpływ na bezpieczeństwo energetyczne krajów, które dużą część zapotrzebowania na energię pokrywałyby ze źródeł zlokalizowanych poza swoimi granicami.
Alternatywą dla systemów o wielkich mocach, skupionych i oddalonych terenów o dużej gęstości zaludnienia mogą być systemy rozproszonej produkcji energii elektrycznej.
Systemy takie zakładają produkcje prądu za pomocą małych elektrowni wiatrowych (do 10 kW) bezpośrednio w miejscach, gdzie energia jest wykorzystywana (gospodarstwa domowe, przedsiębiorstwa itp.) oraz sprzedaż ewentualnych nadwyżek do sieci elektrycznej. Nowoczesne małe elektrownie wiatrowe nie wywierają negatywnego wpływu na środowisko oraz krajobraz, nie powodują hałasu oraz dzięki wysokiej sprawności nie wymagają bardzo wysokich prędkości wiatru, co pozwala na ich lokalizację w obszarach gęsto zaludnionych, a nawet w centrach miast.

Komentarz do Raportu  profesora Ireneusza Solińskiego z Wydziału Górnictwa i Geoinżynierii, Katedra Ekonomiki i Zarządzania w Przemyśle AGH:

Potencjał energetyczny wiatru na terenie Afryki i jej wybrzeży jest bardzo duży. Północno-zachodnie, środkowo-wschodnie i południowe obszary morskie przyległe do Afryki obfitują w wiatry o średnich prędkościach rzędu 7 m/s i więcej. Podobnie obszary lądowe na północy, wschodzie i południu dysponują dużym potencjałem energetycznym wiatru.
Średnia prędkość wiatru wynosi tu od 6 do 7 m/s. Krajami o bardzo dobrych warunkach wiatrowych na lądzie są Somalia, Sudan, Libia, Mauretania, Egipt, Madagaskar, Kenia, Czad. Duży potencjał energetyczny wiatru na morzu posiadają Mozambik, Tanzania, Angola, RPA, Namibia. W chwili obecnej najwięcej elektrowni wiatrowych pracuje w Egipcie, Maroku, RPA. Technologia elektrowni wiatrowych eksploatowanych w Afryce nie odbiega od tych zainstalowanych w Europie. Głównymi sprzedawcami turbin wiatrowych dla Afryki są: Gamesa (Hiszpania), Vestas (Dania), Alstom Ecotecnia (Hiszpania), Nordex (Niemcy), Fuhrlander (Niemcy),  Wincon (Dania) i inne. Na rynek afrykański w najbliższym czasie planują wejść: Vensys (Dania),  Siemens (Niemcy), Alstom (Francja). Te dwie ostatnie dla dużych projektów realizowanych w Maroku (250 MW). Znane nazwy producentów europejskich gwarantują wysoką jakość i niezawodność elektrowni. Bardzo dobre warunki wiatrowe, rozległe bezludne obszary pod przyszłe instalacje predysponują do zastosowania duże elektrownie o mocach rzędu 3MW i więcej. Jedynym dotychczas stosowanym sposobem magazynowania energii elektrycznej  na wielką skalę są elektrownie szczytowo-pompowe. Ich budowa wymaga jednak nie tylko wielkich nakładów finansowych ale i odpowiednich warunków naturalnych- rzeźba terenu, zasoby wodne.  Innym sposobem magazynowania nadmiaru energii elektrycznej wyprodukowanej przez elektrownie wiatrowe może być podziemne sprężanie powietrza i późniejsze jego wykorzystanie do spalania gazu w turbinach gazowych bezsprężarkowych.

Jednak na świecie znane są tylko nieliczne takie rozwiązania (Niemcy). Wielkie nadzieje budzą badania nad technologiami związanymi z magazynowaniem wodoru, uzyskanego w drodze elektrolizy wody, i produkcji energii elektrycznej w odwracalnym ogniwie paliwowym  (Reversible Fuel Cell). Jednak prace badawcze nad takim ogniwem oraz bezpiecznym przechowywaniem wodoru są jeszcze wciąż w fazie laboratoryjnej. Przesył energii elektrycznej do Europy przy pomocy linii przesyłowych wysokiego, stałego napięcia, jest metodą sprawdzoną i pozwala na minimalizację start energii. Trudności mogą być związane z budową linii przesyłowych wewnątrz kontynentu, ponieważ sieć energetyczna w niektórych krajach afrykańskich jest słabo rozwinięta. Budowa morskich farm wiatrowych jest o wiele droższa niż instalacji lądowych. Wymaga zastosowania wbitych w dno morskie fundamentów (monopiles). Uważam, iż większymi barierami stojącymi przed projektem jest obecna sytuacja w wielu krajach afrykańskich oraz ewentualne protesty ze strony organizacji ekologicznych oraz opory natury moralnej przeciwko wykorzystywaniu biednych krajów afrykańskich jako terenów pod budowy niechcianych w Europie hałaśliwych i szpecących krajobraz farm wiatrowych. Ponadto w miarę rozwoju przemysłowego państw Afrykańskich ich własna konsumpcja energii elektrycznej będzie rosnąć i wytworzona w Elektrowniach wiatrowych energia powinna ją pokryć.

Tekst pochodzi z portalu Maghreb Plus