استمع إلى المقال

مع توجّه أنظار العالم في الأيام الأخيرة على قمة المناخ COP26 للأمم المتحدة في غلاسكو – اسكتلندا، فإن استراتيجيات إزالة الكربون من البنية التحتية للطاقة هي موضوعٌ شائعٌ على أية حال. ومع ذلك، فإن منتقدي مصادر الطاقة المتجددة يشككون في إمكانية الاعتماد على الأنظمة التي تعتمد على هذه المصادر. لذا، تناولت دراسةٌ حديثةٌ بقيادة باحثين في جامعة كاليفورنيا في إيرفين مسألة الموثوقية بشكلٍ مباشر.

طاقة تكفي ودون الحاجة للتخزين المكثّف

في بحثٍ نُشر مؤخرًا في مجلة نيتشر العلمية، قال المؤلفون، بمن فيهم خبراء من جامعة تسينغهوا الصينية ومعهد كارنيجي الأمريكي للعلوم ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، إن معظم الطلب الحالي على الكهرباء في الدول الصناعية المتقدمة يمكن تلبيته عن طريق مزيج من طاقة الرياح والطاقة الشمسية. لكن هذه النتيجة الإيجابية تأتي مع تحذير من ضرورة بذل جهودٍ إضافيةٍ لتلبية متطلبات البلدان بشكلٍ مثالي.

ووفقًا للدراسة، فإن معظم الأنظمة الموثوقة، والتي تهيمن عليها طاقة الرياح، قادرة على تلبية متطلبات الكهرباء في البلدان التي خضعت للدراسة بنسبة 72-91% من الوقت، وحتى بدون تخزين للطاقة. ومع إضافة سعة الطاقة المخزنة لمدة 12 ساعة، أصبح بإمكان تلك الأنظمة تلبية الطلب من 83- 94% من ساعات التشغيل.

قال المؤلف المشارك في الدراسة ستيف ديفيس، أستاذ علوم نظام الأرض في معهد كارينجي: “يمكن أن تلبي طاقة الرياح والطاقة الشمسية أكثر من 80% من الطلب في العديد من الأماكن دون استخدام كمياتٍ هائلة من التخزين أو سعة توليد زائدة، وهذه هي النقطة الحاسمة. ولكن اعتمادًا على البلد، قد تكون هناك فترات متعددة لعدة أيام على مدار العام حيث يلزم تلبية بعض الطلب من خلال تخزين الطاقة ومصادر الطاقة غير الأحفورية الأخرى -كالسدود- في مستقبل خالٍ من الكربون.”

لا مكان للحلّ الفردي

قام الفريق بتحليل بيانات الطلب على الطاقة بالساعة لمدة 39 عامًا من 42 دولة رئيسية لتقييم مدى كفاية موارد طاقة الرياح والطاقة الشمسية لتلبية احتياجات هذه الدول. ووجدوا أن التحويل الكامل إلى موارد الطاقة المستدامة يمكن أن يكون أسهل بالنسبة للبلدان الأكبر ذات خطوط العرض المنخفضة، والتي يمكن أن تعتمد على توفر الطاقة الشمسية على مدار العام.

كما سلّط الباحثون الضوء على ألمانيا كمثالٍ لدولة صغيرة نسبيًا من ناحية المساحة، وتقع على خط عرض أعلى؛ مما سيجعل من الصعب تلبية احتياجاتها من الكهرباء باستخدام موارد الرياح والطاقة الشمسية.

وتُظهر البيانات التاريخية أن البلدان البعيدة عن خط الاستواء يمكن أن تمر أحيانًا بفترات تسمى” حالة ركودٍ مظلم “يكون خلالها توافر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح محدودًا للغاية. واستمرت إحدى التكرارات الأخيرة لهذه الظاهرة في ألمانيا لمدة أسبوعين، مما أجبر الألمان على اللجوء إلى التوليد القابل للتوزيع، والذي يتم توفيره في كثير من الحالات من خلال محطات حرق الوقود الأحفوري.

ومن بين الأساليب التي اقترحها الباحثون للتخفيف من هذه المشكلة، بناء قدرة توليد تتجاوز الطلب السنوي، وتطوير قدرات تخزين طويلة الأجل، وتجميع موارد دول متعددة على صعيدٍ إقليمي وحتى قارّي.

وتقدم أوروبا مثالًا جيدًا على ذلك. إذ يمكن توفير قدرٍ كبيرٍ من الاتساق والموثوقية من خلال نظام يتضمن موارد شمسية من إسبانيا وإيطاليا واليونان مع رياح وفيرة متوفرة في هولندا والدنمارك ومنطقة البلطيق.

ووجد الباحثون أن نظام طاقة الرياح والطاقة الشمسية يمكن أن يوفر حوالي 85% من إجمالي الطلب على الكهرباء في الولايات المتحدة، ويمكن أيضًا زيادة هذه الكمية من خلال زيادة السعة التخزين وإضافة البطاريات وطرق التخزين الأخرى، والتواصل مع الشركاء الوطنيين الآخرين في قارة أمريكا الشمالية.

بالتأكيد، فإن هناك بعض القيود الجيوفيزيائية المحددة على قدرتنا على إنتاج كهرباء خالية من الكربون في جميع أنحاء العالم. لكن الأمر يتعلق بالفرق بين الصعب والمستحيل. سيكون من الصعب القضاء تمامًا على الوقود الأحفوري كآليةٍ لتوليد الطاقة لدينا، ولكن يمكننا تحقيق هذا الهدف عندما تتوافق التقنيات والاقتصاد والإرادة الاجتماعية والسياسية.