المرجعيات الجغرافية - السياسية والاقتصادية للطاقة الحرارية الأرضية

أما بالنسبة للبلدان النامية، فإن أمن الطاقة ليس مجرد قياس تقني، بل هو شرط مسبق للحد من الفقر، والنمو الصناعي، والاستقرار السياسي، فالاعتماد التقليدي على الوقود الأحفوري المستورد يعرض هذه البلدان إلى تقلب الأسعار العالمية، وتعطل الإمداد، وتزايد الديون الخارجية، والطاقة الحرارية الأرضية، المستمدة من الحرارة الداخلية للأرض، توفر مساراً سيادياً ومستداماً، بخلاف ما يتوفر من موارد الطاقة الشمسية والريحية المتقطعة، يمكن أن تعمل محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية على مستوى عال من الطاقة

How Geothermal Energy Works

وتُستخدم نظم الحرارة الأرضية في المياه الحرارية في خزانات الصخور والسائل على بعد بضعة كيلومترات دون السطح، وأكثرها شيوعاً هي محطة البخار الضوئي التي تستخدم مياه ساخنة عالية الضغط من آبار تحت الأرض وتُضخ إلى البخار عند الوصول إلى السطح لتقود التربينات، أما بالنسبة لمناطق المستودعات ذات الحرارة الدنيا، فإن محطات الدورة الثنائية تنقل الحرارة من السائل الحراري إلى جيل ثانوي أقل.

الطاقة الحرارية الأرضية في المناطق النامية

إن الإمكانات التقنية للطاقة الحرارية الأرضية في البلدان النامية هائلة، إذ يقدر أن نظام التحول في شرق أفريقيا وحده يحتوي على 15-20 من الأسلحة النووية ذات القدرة الحرارية الأرضية القابلة للاستغلال، وقد بدأت بلدان مثل إندونيسيا والفلبين وكينيا وإثيوبيا بالفعل في الاستفادة من هذه الموارد، ولكن العديد من البلدان الأخرى - من تنزانيا إلى غواتيمالا إلى ميانمار - لا تزال غير متطورة إلى حد كبير بسبب القيود الرأسمالية، والثغرات التنظيمية، ونقص الموظفين ذوي المهارات.

ألف - المزايا الاستراتيجية لأمن الطاقة

استقلال الوقود وقابلية تحقيق الاستقرار

وكل ساعة من الكهرباء الحرارية الأرضية تحل محل النفط أو الغاز الطبيعي أو الفحم المستورد، وتحسن مباشرة التوازن التجاري للأمة، وفي كينيا، حيث يزود الطاقة الحرارية الأرضية الآن نحو نصف الكهرباء في البلد، تقدر الحكومة وفورات سنوية تزيد على بليون دولار في واردات الوقود، لأن " الوقود " الحراري الجغرافي مجاني ومحلي، ويمكن أن تغلق اتفاقات شراء الطاقة الطويلة الأجل في تعريفات مستقرة، مقارنة بصدمات المستهلكين والصناعات الدولية.

عناصر تجديدات متقطعة

ومع توسع البلدان النامية في القدرة على الرياح والطاقة الشمسية، تواجه مشغلات الشبكات تحديات في مجال مراقبة الترددات وتخزينها، وتوفر محطات الطاقة الحرارية الأرضية إمدادات ثابتة يمكن إرسالها يمكن أن توازن بين الناتج المتغير للمتجددات، مما يقلل الحاجة إلى منشآت البطاريات الكبيرة، ففي الفلبين، مثلا، يوفر الطاقة الحرارية الأرضية حوالي 12 في المائة من مجموع الجيل، ويعمل كعنصر أساسي موثوق يسمح بزيادة تغلغل الطاقة الشمسية خلال فترات الذروة النهارية دون المساس بالاستقرار.

التوليد الموزع والتحصين الريفي

وهناك العديد من البلدان النامية لديها شبكات مجزأة ذات معدلات منخفضة للكهرباء في المناطق النائية، حيث يتم نشر وحدات صغيرة الحجم ذات طاقة حرارية صغيرة، تكون صغيرة جداً من نوع MW-5 بالقرب من المراكز السكانية أو المناطق الصناعية، وتفادي الهياكل الأساسية للنقل المكلّف التكلفة، وفي إثيوبيا، يمكن أن تُوفّر محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية في ألوتو - لانغانو للمجتمعات المحلية والمزارع المجاورة، مما يدل على مدى قدرة تد الاستخدامات المباشرة للزراعة (مثلاً، والاحتباس الحراري).

معالجة التكاليف العليا

وأهم العوائق التي تحول دون تنمية الطاقة الحرارية الأرضية هي كثافة رأس المال في الاستكشاف والحفر، إذ يمكن أن يتطلب مشروع نموذجي للحرارة الأرضية يتراوح بين ٥٠ و ٣٠٠ مليون دولار في الاستثمار الأولي، حيث تمثل الحفر ٤٠ إلى ٦٠ في المائة من التكاليف، وتتحمل آبار الاستكشاف مخاطر الفشل بنسبة ١٥ إلى ٢٥ في المائة، وهو ما يتجنبه رأس المال الخاص في كثير من الأحيان دون آليات للإزالة من المخاطر، وقد أنشأت مصارف التنمية المتعددة الأطراف ومؤسسات تمويل المناخ أدوات هادفة:

  • Partial risk guarantees] from the World Bank’s Global Geothermal Development Plan (GGDP) cover exploration losses, encouraging early-stage drilling.
  • Concessional loans] from the African Development Bank and the Asian Development Bank provide longer repayment periods (15-25 years) at low interest rates.
  • Technical assistance programs] help countries build regulatory frameworks, conduct resource assessments, and train local engineers.

وقد تم اليوم بناء التوسع الناجح في كينيا من 45 ميغاواط في عام 2004 إلى أكثر من 950 ميغاواط على نماذج التمويل المختلط هذه، التي تجمع رأس المال المجازر بالاستكشاف المدعوم من الحكومات مع الاستثمار الخاص من خلال اتفاقات شراء الطاقة.

الاعتبارات البيئية والاجتماعية

الانبعاثات واستخدام الأراضي

ولا تُعد الطاقة الحرارية الأرضية خالية تماما من الانبعاثات، بل إن النباتات المولدة التي تُنبعث من ثاني أكسيد الكربون تقريبا، ولكن محطات البخار الضوئية يمكنها أن تطلق كميات من سلفيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون والميثان من الخزان، وتحتاج تكنولوجيات القطع الحديثة، مثل إعادة الحقن المغلقة والحفر، إلى الحد الأدنى من هذه الانبعاثات إلى مستويات أدنى بكثير من مستويات محطات الوقود الأحفوري)٥(.

استهلاك المياه والنزعة السيزمية المحفزة

ويمكن أن تستهلك النباتات الحرارية الأرضية من 20 إلى 60 لتراً من المياه لكل ساعة من ساعات التبريد وإعادة الحقن، تبعاً لتصميم النباتات، وفي المناطق التي تُعدّ شبكات الهواء، تعتبر بديلاً، وإن كانت تقلل من الكفاءة الحرارية بنسبة 5 إلى 10 في المائة، وتُحدث زلزالاً من الزلازل التي تُحدثها الزلازل التي تُحدثها الكائنات الحية الاصطناعية والتي تُحدث مخاطراً موثقاً جيداً، ولا سيما في النظم الجيولوجية.

المشاركة المجتمعية وتقاسم المنافع

وقد تم إثبات المشاريع الناجحة للحرارة الأرضية التي تدمج المجتمعات المحلية كجهات معنية، كما تم في إندونيسيا، تخصيص جزء من إيراداتها لصناديق تنمية القرى، ولجان الاتصال المجتمعية التي تجتمع كل ثلاثة أشهر لمعالجة الشواغل، في إطار مشروع " ساروللا " (Sarulla geothermal) الذي يُسهم في تحقيق النمو الجغرافي في إندونيسيا.

دراسات الحالة: تطوير الأمم التي تقود الطريق

كينيا - قائد الطاقة الحرارية الأرضية لأفريقيا

وقد تطورت حقول أوكلاريا في كينيا بالقرب من بحيرة نيفاشا على مدى ثلاثة عقود، حيث بلغت القدرة على تركيبها الآن أكثر من 950 ميغاواط - وهي واحدة من أكبر خمسة منتجين للطاقة الحرارية الأرضية على الصعيد العالمي، وقد تحسنت نسبة الطاقة الكهربائية في كينيا (كينغن) التي تملكها الدولة، والتي أصبحت الآن شريكة في الشركات الدولية (مثلاً، هيونداي، أورومات) ووفرت التمويل من البنك الدولي، ومصرف التنمية الأفريقي، بنسبة 80 في المائة، ومعدل النجاح في عام 2010 في التنمية الفرنسي

الفلبين - تأطير النار

إن الفلبين هي ثاني أكبر منتج للطاقة الحرارية الأرضية في العالم بعد الولايات المتحدة، حيث تبلغ قدرتها على تركيب نحو 935 1 ميغاواط. وقد قامت شركة ليت المحدودة للطاقة بإعادة توليد الطاقة في مقاطعة ليتي، ليس فقط شبكة الجزيرة، بل تغذي أيضاً ترابط في فيساياس، مما قلل من اعتماد المنطقة على النباتات التي تعمل في مجال حرائق النفط، وقد قامت شركة تنمية الطاقة، وهي شركة خاصة، بإعطاء الأولوية لمصانع الطاقة الكهربائية.

إثيوبيا - الإمكانية الناشئة

وقد بلغ تطور الطاقة الحرارية الأرضية في إثيوبيا مرحلة مبكرة ولكن معجلا، وقد ينتج حاليا مصنع ألوتو - لانغانو الذي تديره الدولة للطاقة الكهربائية الإثيوبية الناجحة ٧ ميغاواط، ولكن الاستكشاف جار في مواقع مثل كوربيتي وتولو موي وتنداهو، وتهدف الحكومة إلى ٠٠٠ ٢ ميغاواط بحلول عام ٢٠٣٠، بدعم من الشراكة الهندسية الأخرى التي يقوم بها البنك الدولي في مجال القروض الجيولوجية، كما أن التدريب على ذلك يمثل تحديا قدره ١٥٠ مليون دولار.

مقارنة مع مصادر الطاقة المتجددة الأخرى

وعند النظر في أمن الطاقة، توفر الطاقة الحرارية الأرضية مزايا ومبادلات فريدة مقارنة بالشمس والريح والطاقة الكهرمائية والكتلة الأحيائية:

  • Solar and wind] have lower upfront costs per MW and faster construction times, but their intermittency requires balancing with storage or toping plants. Geothermal provides baseload reliable at a higher capital cost but near-zero changing cost.
  • Hydropower] also provides baseload power but is increasingly vulnerable to droughts and dam sedimentation in a changing climate. Geothermal has no such climatic dependency.
  • Biomass] can be sentable but often competes with food production and has life cycle emissions from harvesting and transport. Geothermal’s land footprint is much smaller.

وبالنسبة للبلدان النامية التي لديها موارد حرارية جغرافية، يمكن أن تحقق حافظة متنوعة تجمع بين حمولة قاعدية الحرارة الأرضية وبين الذروة الشمسية والريحية أمن الطاقة بتكلفة أقل من التكلفة الإجمالية للنظام من الاعتماد على أي تكنولوجيا واحدة، ويساعد التخطيط المتكامل للموارد الذي تدعمه منظمات مثل الوكالة الدولية للطاقة المتجددة على وضع نماذج مثل هذه المزيجات المثلى.

الأطر السياساتية والتنظيمية

ويجب على الحكومات التي تسعى إلى اجتذاب الاستثمار في الطاقة الحرارية الأرضية أن تضع أطرا قانونية واضحة تعالج مسألة ملكية الموارد، والترخيص، وتقييم الأثر البيئي، واتفاقات شراء الطاقة، وتنظيم التعريفات الجمركية، وتشمل الدروس الرئيسية في مجال السياسات من البلدان الناجحة ما يلي:

  • ]Risk mitigation for exploration:] Public funding or donor-supported grants for test wells, often through a dedicated “geothermal fund.” Kenya’s Geothermal Development Company (GDC) performs initial drilling and sells steam fields to private developers.
  • Transparent licensing rounds:] Competitive bid for geothermal service contracts with clear fiscal terms (royalties, production sharing) and technical qualification criteria.
  • Streamlined permitting:] Un-window clearance agencies reduce delays from land acquisition, environmental assessments, and electricity sector permits.
  • Long-term PPAs:] Standardized power purchase agreements with 20 -25 year terms and escalation clauses forتضخم, providing the revenue certainty required by project lenders.

وبدون هذه الأطر، تخاطر البلدان النامية بالاحتفاظ بالموارد غير المتطورة بينما يتجه المستثمرون إلى الأسواق الأقل مخاطرة.() وتوفر IRENA ] والتحالف العالمي للحرارة الأرضية سياسات نموذجية ومساعدة تقنية لمساعدة الحكومات على تصميم بيئات تمكينية.

الابتكارات التكنولوجية والتوقعات المستقبلية

أما التقدم المحرز في مجال حفر التكنولوجيا - مثل قطع البوليكريستاللين للماس، وحفر الأنابيب المكبوتة، والتنقيب عن الاتجاهات - فيقلل من تكاليف البئر، ويمكن أن يؤدي ظهور نظم حرارية جيولوجية معززة إلى فتح الموارد في المناطق التي لا توجد فيها مستودعات قابلة للثقوب الطبيعية، مما أدى إلى زيادة كبيرة في الإمكانات الجغرافية للزراعة الحرارية الأرضية في أستراليا.

وثمة تطور واعد آخر يتمثل في إدماج الطاقة الحرارية الأرضية في عمليات التقاط الهواء المباشر لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، وقد يؤدي مشروع كارب فييكس في آيسلندا إلى حقن المياه الكربونية في خزانات الباسلت، حيث يستخرج ثاني أكسيد الكربون المعادن في غضون أشهر، وإذا ما اقترن ذلك بالطاقة الحرارية الأرضية، فإن هذه النظم يمكن أن توفر انبعاثات سلبية بينما تولد أداة قوية لتخفيف حدة المناخ في البلدان النامية ذات الجيولوجيا البراكية.

كما أن النظم غير الزراعية والهجينة تكتسب أيضاً مشقات، ويمكن نشر وحدات ثنائية نموذجية صغيرة (0.5-5-5 ميغاواط) في مواقع التعدين المعزولة، أو مخيمات اللاجئين، أو مناطق التجهيز الزراعي، مما يقلل من استهلاك الديزل، كما أن النباتات المهجورة التي تتقاسم أماكن الكتلة الأحيائية أو الحرارة الشمسية مع الحرارة الأرضية يمكن أن تحسن قدرات التحميل وتخفض تكاليف التشغيل في كينيا، تزيد محطة كينغام

الاستنتاج: خط استراتيجي للتنمية المستدامة

إن الطاقة الحرارية الأرضية توفر للبلدان النامية مزيجاً غير مطابق من الموثوقية والملكية المحلية واستقراراً طويل الأجل في التكاليف، وفي حين أن العقبة الأولى في رأس المال كبيرة، فإن العائدات - من حيث أمن الطاقة، والتنمية الاقتصادية، والقدرة على مواجهة المناخ - تُبرِّر الاستثمار العام والتعاون الدولي، ومن خلال اعتماد آليات مثبتة لتقاسم المخاطر، وبناء القدرة المؤسسية، وتعزيز مشاركة المجتمعات المحلية، يمكن للدول النامية أن تحول مواردها الحرارية الأرضية إلى حجر الزاوية في الاستراتيجية الوطنية للطاقة.