تُعدّ الطاقة الكهرومائية والتقنيات المرتبطة بالمياه، على سبيل المثال، طاقة المحيطات والأمواج، من المصادر المتجددة، لأن وقودها يتجدد بشكل طبيعي اعتمادًا على وفرة المياه، كما أنها بدائل نظيفة لحرق الوقود الأحفوري الذي يفاقم تغير المناخ، ولا تتطلب الكهرباء المائية شراء أنواع الوقود للتوليد، على عكس الغاز الطبيعي والفحم...
بقلم: نوار صبح
تُعدّ الطاقة الكهرومائية والتقنيات المرتبطة بالمياه، على سبيل المثال، طاقة المحيطات والأمواج، من المصادر المتجددة، لأن وقودها يتجدد بشكل طبيعي اعتمادًا على وفرة المياه، كما أنها بدائل نظيفة لحرق الوقود الأحفوري الذي يفاقم تغير المناخ.
ولا تتطلب الكهرباء المائية شراء أنواع الوقود للتوليد، على عكس الغاز الطبيعي والفحم وغيرهما من محطات حرق الوقود؛ إذ تقتصر التكاليف الوحيدة على بناء وتشغيل مرافق التوليد، حسب تقرير ريسرتش آند ماركتس (researchandmarkets).
وعلى ضوء التطورات الملموسة التي شهدها عام 2022، ستنمو سوق الطاقة الكهرومائية العالمية من 300.5 مليار دولار في عام 2022 إلى 319.14 مليار دولار في عام 2023، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 6.2%، بحسب ما اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.
أبرز أرقام الطاقة الكهرومائية
أضافت أسواق الطاقة الكهرومائية العالمية ما لا يقلّ عن 22.2 غيغاواط في عام 2022، بإجمالي قدرة مركبة تبلغ 1220 غيغاواط.
وزاد التوليد بنسبة 5% خلال عام 2021، ليصل إلى 4,429 تيراواط/ ساعة، حسب تقرير الحالة العالمية لمصادر الطاقة المتجدّدة لعام 2023، الصادر عن شبكة سياسات الطاقة المتجددة للقرن الـ21 (آر إن إي 21).
وكانت السعة المضافة في عام 2022 أقلّ بكثير من 30 غيغاواط من إضافات الطاقة الكهرومائية اللازمة سنويًا للحفاظ على ارتفاع درجة الحرارة العالمية دون درجتَين مئويتين بحلول عام 2050.
وفي عام 2022، مثّلت الطاقة الكهرومائية 37% من إجمالي الطاقة المتجددة في العالم، وأضافت 2% من السعة الإجمالية لجميع مصادر الطاقة المتجددة.
انخفاض مستويات المياه
أثار انخفاض مستويات المياه، المرتبط جزئيًا بتغير المناخ، مخاوف بشأن البنية التحتية للطاقة الكهرومائية وتطوير المرافق والتخزين في المستقبل.
وشهدت أفريقيا وآسيا وأوروبا وأميركا الشمالية حالات جفاف شديدة في عام 2022، ما قلَّل من إمدادات المياه وقدرة استعمال المحطات.
في حوض نهر زامبيزي بين زامبيا وزيمبابوي، انخفض مخزون سدّ كاريبا بقدرة 2.13 غيغاواط (الأكبر في العالم) إلى 0.97% من مخزونه القابل للاستعمال في ديسمبر/كانون الأول 2022.
وأدى ذلك إلى تقنين الكهرباء وانقطاعها، وتحولت هذه المناطق إلى استعمال الفحم لتلبية احتياجات الكهرباء.
في المقابل، يمكن أن يؤدي تغير المناخ إلى تغيير الإنتاج الموسمي، ما يتسبب في إنتاج المناطق الثلجية مزيدًا من الطاقة الكهرومائية في الشتاء، حيث تحلّ الأمطار محلّ الثلوج، وتظهر قلة الكهرباء في الربيع والصيف بسبب انخفاض ذوبان الجليد.
شأنها شأن الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح، هيمنت الصين على سوق الطاقة الكهرومائية العالمية في عام 2022، بإجمالي قدرة مركبة تفوق قدرة البلدان الـ4 التالية مجتمعة (البرازيل والولايات المتحدة وكندا والاتحاد الروسي).
وأنتجت البلدان الـ4 الأبرز في توليد الطاقة الكهرومائية (الصين والبرازيل وكندا والولايات المتحدة) أكثر من بقية دول العالم مجتمعة، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.
من جهتها، واصلت البلدان النامية ريادتها في حصص الطاقة الكهرومائية بمزيج الطاقة، إذ تولِّد كوستاريكا 73% من كهربائها بالطاقة الكهرومائية، وتنتج فنزويلا، عاشر أكبر منتج في العالم، 68 تيراواط/ساعة.
طاقة المحيطات
تمثّل تقنيات طاقة المحيطات أصغر حصة في سوق الطاقة المتجددة، على الرغم من وجود مورد عالمي ضخم، بحسب تقرير الحالة العالمية لمصادر الطاقة المتجدّدة لعام 2023، الصادر عن شبكة سياسات الطاقة المتجددة للقرن الـ21 (آر إن إي 21).
وقد تباطأت عمليات انتشار مولدات طاقة المحيطات في عام 2022، بعد الزيادة الكبيرة في عام 2021، في أعقاب جائحة كوفيد-19.
ونُشِر ما مجموعه 1,9 ميغاواط في عام 2022، بانخفاض من 4.6 ميغاواط في عام 2021، وكانت القدرة التشغيلية التقديرية المركبة في عام 2022 تبلغ 514 ميغاواط.
ويمثّل نظامان لطاقة المد والجزر، هما محطة لا رانس بقدرة 240 ميغاواط في فرنسا ومحطة سيهوا بقدرة 254 ميغاواط في جمهورية كوريا، غالبية هذه القدرة.
ونظرًا لأن المواقع المحتملة محدودة، وهناك حاجة إلى هندسة بيئية واسعة النطاق؛ قُدِّم عدد قليل من المقترحات لتوسيع استعمال هذا النوع من الأنظمة.
وتُعدّ محولات طاقة الأمواج محور جهود التنمية، وقد تركزت التطورات إلى حدّ كبير في أوروبا، على الرغم من أن دعم الإيرادات وبرامج البحث والتطوير الطموحة في مناطق أخرى حفّزت على زيادة التطوير والنشر، لا سيما في كندا والولايات المتحدة والصين.
على صعيد آخر، تقترب محولات طاقة الأمواج من مرحلة النضج، وقد نُشِر نحو 41 ميغاواط من قدرة تيار المد والجزر منذ عام 2010.
وتستند معظم المشروعات، التي تستهدف الإنتاج على نطاق صناعي، على توربينات المحور الأفقي المركبة في قاع البحر أو على منصة عائمة، وأظهرت هذه الأجهزة موثوقية كبيرة، وتجاوز التوليد الإجمالي 80 غيغاواط/ ساعة بدءًا من نهاية عام 2022.
في عام 2022، واصل قطاع طاقة المحيطات العالمي رحلته إلى التسويق، مع إعلانات تمويل جديدة مهمة واستمرار المشروعات الرائدة الناجحة لإثبات موثوقيتها.
وتُعدّ معظم عمليات النشر مشروعات تجريبية، مع نحو 60 فريقًا نشطًا يختبرون أجهزتهم في البحر المفتوح، ونُشِرت 5 محولات لطاقة الأمواج بإجمالي 2.7 ميغاواط بنجاح في عام 2022، وفق ما رصدته منصة الطاقة المتخصصة.
في الصين، نُشِر توربين إضافي 1.6 ميغاواط ورُبِط بالشبكة في مشروع إل إتش دي التجريبي لطاقة تيار المد والجزر في مدينة تشوشان بمقاطعة تشنجيانغ، ما رفع السعة الإجمالية للمشروع إلى 3.3 ميغاواط.
ويعمل المشروع التجريبي بشكل مستمر لأكثر من 5 سنوات، في محطة جيانغشيا لطاقة المد والجزر التابعة لشركة سي إتش إن إنرجي، وبُنِيَت محطة رديفة للطاقة الشمسية الكهروضوئية بقدرة 100 ميغاواط في خزان المحطة.
من جهتها، نشرت شركة مينستو المتخصصة بالطاقة المتجددة جهازًا ثانيًا بقدرة 100 كيلوواط في جزر فارو، وهي منطقة دنماركية في شمال الأطلسي، ونجحت في تصدير الكهرباء إلى الشبكة.
ويعمل المحول المتميز وفقًا لمبادئ مماثلة لطائرة ورقية تحلّق في مهب الريح، باستعمال قوة الرفع الهيدروديناميكية الناتجة عن التيار تحت الماء لتحريك طائرة ورقية مقيدة تحرّك مولدًا.
وابتكرت شركة مينستو خطة شاملة لبناء مصفوفات طاقة المد والجزر على نطاق واسع في جزر فارو، وتحديد 4 مواقع إضافية، والتحقق من قدرتها على تلبية 40% من طلب الجزر على الكهرباء.
وقامت شركة كيودين ميراي إنرجي اليابانية بنشر محول طاقة الأمواج من سيميك أتلانتيس إنرجي بقدرة 500 كيلوواط في محافظة ناغازاكي، اليابان، جزءًا من مشروع وزارة البيئة لتعزيز طاقة المد والجزر.
اضف تعليق