هل يمكن الاعتماد كليا على الطاقات المتجددة؟

الصغير محمد الغربي

يتزايد استخدام طاقات الرياح والطاقة الشمسية في جميع أنحاء العالم. لكن من دون طاقة تخزين كافية، ستظل هناك حاجة إلى الوقود التقليدي لضمان التزود المتواصل بالطاقة دون انقطاع.

ويكمن الحل في استخدام تقنية التخزين الهيدروليكي أو الضخ المائي، حسب باحثين أستراليين نشروا مؤخرا أطلسا يضم أكثر من 530 ألف موقع محتمل لمحطات تخزين الطاقة بضخ المياه بين مستويات ارتفاع مختلفة.

تتوقع الوكالة الدولية للطاقة زيادة في حصة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح من إنتاج الكهرباء العالمي الكلي بمقدار خمسة أضعاف، لترتفع من 1500 تيرا واط ساعة في 2017 إلى 8500 تيرا واط ساعة في 2040 (واحد تيرا واط يساوي 1000 غيغا واط).

لكن المعضلة الكبيرة التي تعاني منها الطاقات المتجددة هي عدم الانتظام، لذلك يتعين تخزين الفائض عند ذروة الإنتاج لاستعادته خلال ذروة الطلب.

وقد طُورت العديد من التقنيات لحل مشكلة التخزين مثل البطاريات العملاقة والمكثفات واستخدام الطاقة في إنتاج الهيدروجين، باعتباره طاقة نظيفة يمكن استخدامها لاحقا. لكن هذه الحلول لم تكن كافية لتجاوز مشكل الاستدامة والانتظام لأن طاقة تخزينها تبقى محدودة جدا.

 تخزين بالضخ المائي

ومع ذلك، هناك تقنية قديمة للغاية، يتم التحكم فيها بشكل أفضل، كما أن كلفتها أقل بكثير من حلول التخزين الأخرى، وهي تقنية التخزين باستخدام الضخ المائي.

وتحتاج هذه التقنية إلى حوضين منفصلين بينهما فارق في الارتفاع، وتعتمد على مضخة تسحب المياه من الحوض السفلي عندما يكون هناك فائض في الإنتاج.

وعند ارتفاع الاستهلاك، يتم تحرير ماء الحوض العلوي إلى الحوض السفلي فيُشغّل توربينات لإنتاج الكهرباء.

وتتميز هذه التقنية بكونها توفر الطاقة بسرعة عند الحاجة إليها، إضافة إلى كفاءتها العالية التي تتراوح بين 70 و85% وكلفتها الزهيدة التي لا تتجاوز 5% من كلفة بطاريات الليثيوم-أيون لكل كيلو واط ساعة.

530 ألف موقع محتمل
وقد نشر مؤخرًا باحثون في الجامعة الوطنية الأسترالية أطلسا هو الأول من نوعه لحصر المواقع المحتملة في جميع القارات التي تصلح لإقامة مشاريع تخزين الطاقات المتجددة بتقنية الضخ المائي.

واستخدم الباحثون في مشروعهم خوارزمية قادرة على تحديد هذه المواقع من خلال تحليل المعطيات المتعلقة بالارتفاع والمناخ السائد في كل منطقة والتضاريس وحجم خزان المياه المطلوب أو حجم السد الذي سيتم بناؤه. ثم قاموا بحساب قدرة التخزين المحتمل لجميع هذه المواقع.

وحسب الأطلس الجديد، المتوفر على أحد مواقع الشبكة العنكبوتية التابعة للجامعة الأسترالية، ينتشر في الوطن العربي كثير من المواقع المحتملة لإقامة مشاريع تخزين الطاقات المتجددة باستخدام تقنية الضخ المائي خاصة في اليمن والمغرب والجزائر ومصر وكذلك في السعودية وتونس والأردن ولبنان.

ووجد الباحثون ما يقارب 530 ألف موقع حول العالم يمكن إقامة مشاريع لتخزين الطاقة عليها وبإمكانها توفير حوالي 22 ألف تيرا واط من الطاقة.

ووفقا للباحث ماثيو ستوكز الذي قاد المشروع فإن 1% من هذه المواقع بإمكانه تغطية إنتاج الطاقة المتجددة بنسبة 100% في تلك المواقع.

وإذا ما تم إجراء التقديرات على قاعدة استهلاك تساوي 20 غيغا واط ساعة من التخزين لكل مليون نسمة، فإن سيناريو الاعتماد الكلي على الطاقة المتجددة سيصبح ممكنا.

غير أن تنفيذ مشاريع التخزين باستخدام تقنية الضخ المائي لن يكون ممكنا في جميع المواقع المحددة في هذا الأطلس كما يعترف الباحثون، إذ لم تؤخذ في الحسبان التكلفة والجدوى من المشروع وكذلك قضايا ملكية الأرض أو القضايا البيئية، فبعض المواقع المحددة، على سبيل المثال، توجد داخل مناطق حضرية أو محميات.