Table of Contents
وقد برزت الطاقة المتجددة كحجر للانتقال العالمي من الوقود الأحفوري، حيث أن العالم يتصدى للآثار المتسارعة لتغير المناخ، وتلوث الهواء، والمخاطر الأمنية في الطاقة، ومصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الريحية توفر بديلاً قابلاً للاتساع ومثبتاً ومتنافساً من حيث التكلفة، ويحد من الابتكارات في مجال الطاقة في المستقبل من حيث الكماليات التي تؤدي إلى توليد الكهرباء في العالم، مع تزايد الاعتماد على الطاقة في كل سنة.
ما هو طاقة الرياح؟
الطاقة الريحية هي تحويل الطاقة الحركية لنقل الهواء إلى الكهرباء باستخدام التوربينات الريحية، تعمل التوربينات الريحية الحديثة على مبدأ بسيط: تتحول الرياح إلى نصلات، التي تدور حول دوار متصل بمولد كهربائي، تنتج تيارا كهربائيا، وبينما يبلغ هذا المفهوم قرونا، فإن التوربينات ذات النطاق العادى اليوم هي آلات متطورة يمكن أن تقف على طول 800 قدم وتحول إلى 8 آلاف متر
وتوجد تشكيلتان أوليتان لمشاريع الرياح:
- ريح شاطئية : توربينات تقع عادة في المناطق الريفية أو الساحلية ذات الرياح القوية والمتسقة، وهى أكثر أشكال التكتل الساحلي استقراراً وفعالية من حيث التكلفة، وتهبط تكاليف الطاقة المنخفضة إلى أدنى من 30 دولاراً في كل ساعة من فترات الجفاف.
وقد تجاوزت القدرة العالمية على الريح ٠٠٠ ١ غيغاوات في عام ٢٠٢٣، وفقا للمجلس العالمي للطاقة الشتوية، وتحلل هذه القدرة نحو ١,٨ بليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويا، بما يعادل إزالة ما يزيد على ٤٠٠ مليون سيارة من الطريق.
مزايا الطاقة الشتوية
وتوفر الطاقة المتجددة مجموعة من الفوائد تدعم مباشرة هدف الحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري، ونتوسع في المزايا الأساسية التي أبرزتها المواد الاستهلالية.
المتجددة والعبودية
فالريح مورد لا يمكن تحصينه، فخلافاً للوقود الأحفوري المحدود - الفحم والنفط والغاز الطبيعي - ستظل متاحة طالما أن الشمس تدفئ سطح الأرض بشكل غير متساو، إذ تقدر الإمكانات التقنية العالمية للطاقة الريحية على الشاطئ بأكثر من 400 تيراوات، وهو ما يتجاوز بكثير الطلب العالمي الحالي على الكهرباء، وهذا المصدر الوافر يعني أن التراكم الاستراتيجي للطاقة يمكن أن يوفر قدرة دائمة.
نظيفة وخفيضة الكربون
وخلال العمليات، تنتج التربينات الريحية صفراً من انبعاثات غازات الدفيئة المباشرة، وعلى دورة حياتها الكاملة، بما في ذلك التصنيع، والتركيب، والتشغيل، والانبعاثات الناتجة عن إزالة الانبعاثات، وعلى أساس متوسط يتراوح بين 4 و5 غرامات من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط ساعة، وعلى سبيل المقارنة، فإن محطات توليد الطاقة العاملة بالفحم المشتعلة تُنتج نحو 000 1 ميكروغرام/كهول، وقود الغاز الطبيعي المجمّع
التكلفة - الأثر
وقد انخفضت تكلفة الطاقة الريحية خلال العقدين الماضيين، ووفقاً للوكالة الدولية للطاقة المتجددة، انخفضت الطاقة الريحية الشاطئة بنسبة 68 في المائة بين عامي 2010 و2022، مما يجعلها واحدة من أرخص مصادر الكهرباء الجديدة في معظم أنحاء العالم، وأصبحت الرياح الآن أرخص من محطات الفحم أو الغاز الجديدة، حتى بدون إعانات، وهذه الميزة الاقتصادية تعجل بسحب شركات الوقود الأحفوري القائمة والاستثمارات.
خلق فرص العمل والتنمية الاقتصادية
ويدعم قطاع الرياح أكثر من 1.5 مليون وظيفة في جميع أنحاء العالم، تشمل الصناعة التحويلية، والتركيب، والصيانة، وتطوير المشاريع، والبحث، وفي المناطق الريفية، توفر المزارع الريحية مصدرا مستقرا للدخل في مجال استئجار الأراضي للمزارعين والمزارعين، بينما تمول الإيرادات الضريبية المحلية من المشاريع المدارس والهياكل الأساسية والخدمات العامة، كما أن الانتقال إلى الطاقة المتجددة يقلل من التقلبات الاقتصادية المرتبطة بتقلبات أسعار الوقود الأحفوري، ويعزز أمن الطاقة الوطنية.
استقلال الطاقة والقدرة على التكيف
والبلدان التي تعتمد اعتمادا كبيرا على الفحم أو النفط أو الغاز الطبيعي المستورد معرضة لمخاطر جغرافية سياسية وصدمات الأسعار، ومن خلال زيادة القدرة على الرياح المحلية، يمكن للدول أن تحشد اقتصاداتها من جراء انقطاع سوق الوقود الأحفوري، فعلى سبيل المثال، عجلت البلدان الأوروبية انتشار الرياح للحد من الاعتماد على الغاز الروسي في أعقاب أزمة الطاقة لعام 2022، وبالإضافة إلى ذلك، فإن مزيج الطاقة المتنوعة الذي يشمل الرياح والطاقة الشمسية والطاقة الكهرمائية والتخزين هو في حده أكثر قابلية للتأثر من الإمداد بالوقود الأحفوري.
الحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري: الآليات والأثر
فالطاقة الشتوية تقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري من خلال عدة آليات مباشرة وغير مباشرة، ويتمثل الأثر الرئيسي في التشريد: كل كيلوواط ساعة تولدها الرياح هي كيلوواط ساعة لا تنتج عن الفحم أو الغاز أو مصنع النفط، وهذا يقلل من الطلب العام على استخراج الوقود الأحفوري والنقل والحرق، ولكن الأثر يعمق.
تفكيك الفحم في توليد الكهرباء
إن الطاقة التي تعمل بالفحم هي أكبر مصدر وحيد لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون المتصلة بالكهرباء، وقد كان الفوز فعالاً بشكل خاص في تفكيك الفحم في بلدان مثل ألمانيا والدانمرك والدانمرك والدانمرك والمملكة المتحدة، وفي الدانمرك، أنتجت الرياح 56 في المائة من الكهرباء في البلد في عام 2023، مما أتاح التخلص التدريجي من معظم محطات الفحم، وفي المملكة المتحدة، تجاوز توليد الرياح تسرب الوقود الأحفوري لأول مرة في عام 2023، مما ساعد على توليد الفحم.
خفض الطلب على الغاز الطبيعي
وكثيرا ما يُروَّج الغاز الطبيعي على أنه " وقود مرتفع " ، ولكن تسرب الميثان وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون لا تزال تسهم إسهاما كبيرا في الاحترار العالمي، فالطاقة الرياح تقلل من حروق الغاز في محطات الدورة المشتركة، ولا سيما عندما يتم تركيبها بالاقتران مع تخزين الطاقة الشمسية والبطارية، وفي الولايات المتحدة، يقلل نمو الطاقة الشمسية واستهلاك الكهرباء من الغاز الطبيعي، رغم تزايد الطلب العام.
استهلاك النفط المخفض
فالنفط أقل استخداما لتوليد الكهرباء على نطاق واسع، ولكنه لا يزال محروقا في مولدات الديزل النائية وبعض الشبكات الجزرية، فالتوربينات الريحية الصغيرة الحجم، التي كثيرا ما تقترن بخزن البطاريات وألواح الطاقة الشمسية، يمكن أن تزيل الديزل في التطبيقات غير الحادة، مما أدى إلى خفض تكاليف الوقود والانبعاثات والأعباء السوقية.
المنافع النظامية: المرونة المظلمة وتخزين الطاقة
وفي حين أن الرياح متغيرة، فإن التقدم في التنبؤ وإدارة الشبكات وتخزين الطاقة يتيح زيادة التغلغل دون التضحية بالموثوقية، ويمكن لمزارع الرياح الحديثة أن توفر تنظيم التردد، ودعم الفولط، وعدم اكتراث الشبكة، وعندما يقترن ذلك بتخزين البطاريات، يمكن تخزين الطاقة الريحية المخفضة وإرسالها خلال فترات تقل فيها الرياح أو ارتفاع الطلب، وهذا التآزر يقلل بصورة مباشرة من الحاجة إلى محطات " بيكر " .
المبادرات العالمية والأسواق الرائدة
وقد اعتمدت بلدان في جميع أنحاء العالم أهدافا طموحة في مجال الطاقة الريحية كجزء من مساهماتها المحددة وطنيا بموجب اتفاق باريس، وتوضح الأمثلة التالية الزخم العالمي.
الصين
إن الصين هي أكبر منتج للطاقة الريحية في العالم، حيث بلغت القدرة على تركيبها في أوائل عام 2024 440 غولاً، وتقوم هذه المنطقة ببناء مزارع ضخمة على الشاطئ والرياح البحرية في محاولة لتصليح انبعاثات الكربون قبل عام 2030 وتحقيق حياد الكربون بحلول عام 2060، وفي عام 2023 وحده، أضافت الصين 76 جيو من الطاقة الريحية الجديدة، وهذا التراكم السريع يزيل كميات كبيرة من الفحم، الذي لا يزال يزيل مزيج الكهرباء الذي تدفعه الصين.
أوروبا
وقد حدد الاتحاد الأوروبي هدفاً قدره 450 غولاً من الطاقة الريحية بحلول عام 2030، أي بزيادة قدرها نحو 220 جيغاواط في عام 2023.() وتقود الدانمرك على الصعيد العالمي في تغل الطاقة الريحية (56 في المائة)، تليها أيرلندا (34 في المائة) وألمانيا (30 في المائة) ويصبح بحر الشمال مركزاً للطاقة في المناطق البحرية، مع مشاريع مقررة مثل مجمع الطاقة في البحر الشمالي تهدف إلى الربط بين بلدان متعددة.
الولايات المتحدة
The U.S. wind fleet exceed 150 GW in 2024, with major contributions from Texas, Iowa, Oklahoma, and Kansas. The Inflation Reduction Act (IRA) of 2022 extended production tax credits for wind and provided new incentives for offshore wind development. The U.S. Department of Energy aims to deploy 30 GW of offshore wind by 2030, which would represent a tenfold increase from current levels.[FT]
الهند
وقد وضعت الهند 44 غيغاواط من الطاقة الريحية وستهدف 140 غولا بحلول عام 2030، والبلد يستغل الرياح إلى جانب الطاقة الشمسية لتلبية الطلب المتزايد على الكهرباء مع الحد من الاعتماد على الفحم، وتستضيف دول مثل تاميل نادو وغوارات مزارع رياح كبيرة، ويجري تنفيذ مشاريع تجريبية للريح في خليج خمبهات وخليج مانار.
الأسواق الناشئة
وتتجه بلدان أفريقيا وأمريكا اللاتينية وجنوب شرق آسيا بشكل متزايد إلى الطاقة الريحية، أما مزرعة الريح المغربية في نور، ومجمع خليج سويز في مصر، وممر الرياح الشمالي الشرقي في البرازيل، فهي أمثلة توفر الطاقة المنخفضة التكلفة وتخفض الاعتماد على الوقود الأحفوري المستورد، ويدعم برنامج البنك الدولي للمساعدة في إدارة قطاع الطاقة رسم خرائط لموارد الرياح في أكثر من 30 بلدا ناميا.
التحديات والحلول
وعلى الرغم من فوائدها الكثيرة، تواجه الطاقة الريحية تحديات حقيقية يجب التصدي لها لتعظيم دورها في تشرد الوقود الأحفوري.
تداخل ودمج المحاجرين
ConFL.[FL.] Conprise inte:
التكاليف الرأسمالية العليا
وفي حين أن تكاليف التشغيل منخفضة، فإن بناء مزرعة للرياح يتطلب مبلغاً كبيراً يتراوح بين 1.2 و2 مليون دولار لكل ميغاواط مقابل الشاطئ و3 ملايين دولار لكل ميغاواط في الخارج، ويتوقف التمويل على أطر سياسات مستقرة واتفاقات طويلة الأجل لشراء الطاقة ونظم ضريبية داعمة، ويمكن للحكومات أن تقلل الحواجز عن طريق تبسيط القروض، وتقديم قروض منخفضة الفائدة من خلال المصارف الخضراء، وتقديم عقود للفرق تضمن حداً أدنى من الإيرادات.
الآثار البيئية وآثار الحياة البرية
ويمكن أن تؤثر المزارع الناشطة على الطيور والهراوات والنظم الإيكولوجية البحرية، إذ أن خطر الاصطدام ببلود التربين هو أكثر الشواغل انتشارا، ولكن الارتجال الدقيق في أماكن الإقامة الرئيسية، وتجنب الموائل الحرجة التي يمكن أن تقلل بدرجة كبيرة من الوفيات، حيث أن نظم الحد من انتشار البصمات التي تصيب الموائل وتضع استراتيجيات للرسم الصارخ قد تؤدي إلى انخفاض في معدل وفيات الطيور بنسبة تصل إلى 70 في المائة.
قبول الجمهور وتصويره الافتراضي
وتعارض بعض المجتمعات المشاريع الريحية بسبب الضوضاء أو الأثر البصري أو الآثار المتوقعة على قيمة الممتلكات، كما أن مشاركة أصحاب المصلحة في وقت مبكر وشفاف، واتفاقات المنافع المجتمعية، ونماذج الملكية المحلية يمكن أن تدعم في العديد من المناطق، وتبين الدراسات الاستقصائية أنه بمجرد بناء مزرعة للرياح، يصبح السكان القريبون أكثر ملاءمة للطاقة الريحية، كما أن التحسينات التكنولوجية قد قللت من الضجيج: فالتربينات الحديثة أكثر هدوءا من النماذج السابقة.
سلسلة الإمدادات وأجهزة التصنيع
وقد شدد النمو السريع للرياح على سلاسل الإمداد بالنسبة للمكونات الرئيسية مثل صناديق التروس، والعلامات، واللوحات المركبة، وتعمل الصناعة على تنويع الإنتاج، وزيادة إعادة تدوير الشفرات الملغومة، وتطوير التوربينات التي تعمل على دفعات مباشرة والتي تزيل صناديق التروس، ولا بد من تحقيق استقرار السياسات لتشجيع الجهات المصنعة على الاستثمار في مصانع جديدة.
مستقبل الطاقة الشتوية
وتتجه الطاقة المتجددة إلى استمرار النمو مع تطور التكنولوجيا وزخم السياسات، وستؤدي عدة اتجاهات إلى زيادة الحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري.
أكبر وأكثر كفاءة
وتنمو المنافذ في المناطق الساحلية بسرعة - أحدث نماذج من فيستا، وألعاب سيمينس، وتجاوزت الشبكة 15 ميغاواط لكل وحدة، وتحصل الأنهار الطويلة والأبراج الطويلة على طاقة رياحية أكثر سرعة، وتزيد عوامل القدرة، مما يعني أن هناك حاجة إلى عدد أقل من التوربينات من أجل إنتاج معين، مما يقلل من استخدام الأراضي أو البحر، ويخفض تكاليف الطاقة.
فيضان في الساحل
وتتيح برامج التزحلق أن تنتشر في المياه العميقة حيث لا يمكن إقامة أسس ثابتة - فتح موارد رياحية واسعة النطاق قبالة سواحل كاليفورنيا واليابان والبحر الأبيض المتوسط وغيرها، ولا تزال الرياح البحرية في مرحلة العرض، ولكن يتوقع أن تصل إلى القدرة التجارية بحلول عام 2030، مما يضيف مئات من الطاقة النووية.
النظم الهجينة المتجددة
ويمكن أن توفر الريح المشتركة والشمسية والتخزين في مشاريع واحدة نواتج أكثر اتساقاً للطاقة، وأن تستخدم على نحو أفضل وصلات الشبكة، مثلاً، يمكن لمصنع تخزين الرياح العازل في شيلي أن يولد طاقة متجددة قابلة للإرسال مقارنة بمصنع الغاز، وهذه النظم الهجينة تقلل من الحاجة إلى دعم الوقود الأحفوري ويمكن وضعها في موقع واحد، مع التقليل إلى أدنى حد من التأثير البيئي.
إنتاج الهيدروجين الأخضر
ويمكن استخدام الطاقة الريحية الزائدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر عن طريق التحلل الكهربائي، وتوفير وقود نظيف للصناعة، والشحن، والطيران، والنقل الثقيل، وتعتزم عدة مشاريع في أوروبا وأستراليا استخدام رياح بحرية واسعة النطاق لأجهزة توليد الطاقة الكهربائية، ويمكن للهيدروجين الأخضر أن يحل مباشرة محل الغاز الطبيعي في صناعة الفولاذ، والمواد الكيميائية، وقطاعات إنتاج الأمونيا التي يصعب حالياً التخلص منها.
إصلاح السياسات والأسواق
ولكي تصل أسواق الكهرباء إلى كامل إمكاناتها، يجب أن تقدر فوائدها - التكلفة الحدية، والانبعاثات الصفرية، واستقلال الطاقة، كما أن تسعير الكربون، ومعايير حافظة الطاقة المتجددة، وإزالة الإعانات المتعلقة بالوقود الأحفوري هي منافذ سياساتية حاسمة، كما أن مجموعة " التمويل من أجل 55 " التي وضعها الاتحاد الأوروبي، وقانون الولايات المتحدة للحد من التضخم، تمثل أمثلة على سياسات تعجل نشر الرياح، كما أن التعاون الدولي بشأن الربط الشبكي والمعايير التقنية سيوسع الأسواق.
خاتمة
فالطاقة الفائزة ليست مجرد مصدر تكميلي للكهرباء؛ فهي المحرك الرئيسي للتحول العالمي بعيدا عن الوقود الأحفوري، إذ أن مزاياها - غير موثقة، نظيفة، فعالة من حيث التكلفة، وثروة الوظائف - موثقة جيدا، كما أن تحديات الترابط، والتكاليف الأولية، والآثار البيئية، ستعالج من خلال الابتكار وأفضل الممارسات، وتشهد البلدان التي تستثمر بشدة في الرياح تخفيضات ملموسة في استهلاك الفحم والغاز، وتحسن أمن الطاقة، وتخفض الانبعاثات.