جدوى إقتصادية وبيئية من استغلال الطاقة المتجددة في المنطقة العربية

أنعم الله على المنطقة العربية بثروة هائلة من الطاقة المتجددة، اضافة الى مواردها النفطية والغازية. فهي تمتاز بأعلى سطوع شمسي على الأرض وبسرعات ريحية معتدلة الى مرتفعة. ولدى بعض بلدان المنطقة قدرة كبيرة على استغلال الطاقة المائية، اضافة الى كميات لا يستهان بها من طاقة الكتلة الحيوية. وجميع البلدان العربية مؤهلة لاستغلال هذه الموارد الطاقوية المتجددة. لكن على رغم الفرص الواعدة فإن برامج الابحاث والتطوير ونقل التكنولوجيا والتطبيقات العملية ما زالت أقل كثيراً مما هو متيسر أو مطلوب.
ترتحل الطاقة من الشمس الى الأرض في شكل اشعاع كهرمغناطيسي شبيه بموجات الراديو، لكن في نطاق مختلف. وفي يوم صاف، يكون مقدار الاشعاع الشمسي المتوفر عادة على سطح الأرض في اتجاه الشمس 1000 واط على المتر المربع. وفي أي وقت، تكون الطاقة الشمسية المتوفرة متوقفة بالدرجة الأولى على مدى ارتفاع الشمس في السماء والحالة الراهنة للغيوم.
هناك طرائق عدة لاستغلال الطاقة الشمسية بفعالية. ويمكن تصنيفها في ثلاث فئات رئيسية، هي التطبيقات الحرارية وانتاج الكهرباء والعمليات الكيميائية. والتطبيقات الأوسع استعمالاً هي في مجال تسخين المياه. ويتزايد توليد الكهرباء حالياً بواسطة النظم الفوتوفولطية والتكنولوجيات الحرارية الشمسية. وتعتبر إمكانات الموارد الطاقوية الشمسية ممتازة في بلدان الشرق الاوسط وشمال أفريقيا، حيث يراوح الاشعاع الشمسي السنوي بين 4 و8 كيلوواط/ساعة على المتر المربع. وتحظى المنطقة أيضاً بمستوى عال من الاشعاع الشمسي المباشر وانخفاض في معدل تواجد الغيوم.
ان المستقبل واعد لانتاج الكهرباء من الطاقة الحرارية الشمسية المركزة CSP والنظم الفوتوفولطية PV لأن الاشعاع الشمسي الساقط على أنحاء المنطقة أعلى من المعدل المطلوب. ومع أن استغلال الطاقة الشمسية الحرارية المركزة ممكن بمعدلات أدنى، فقد افترض أن 1800 كيلوواط/ساعة على المتر المربع من السطوع الطبيعي المباشر DNI السنوي مناسبة لتحديد الامكانية التقنية الشاملة لهذه الطاقة. واعتُبرت الامكانية الاقتصادية في حدود سطوع مباشر مقداره 2000 كيلوواط/ساعة على المتر المربع في السنة، فهذا مستوى مناسب لجعل تكاليف الطاقة الشمسية في المدى المتوسط تنافسية مع مصادر الطاقة التقليدية والمتجددة الأخرى لتوليد الكهرباء. وتشير الاحصاءات الى أن جميع بلدان الشرق الأوسط وشمال أفريقيا مؤهلة لهذه التكنولوجيا، اذ ان معدلاتها تزيد على 1800 كيلو واط ساعة على المتر المربع في السنة.
تسخير الرياح
طاقة الرياح هي حالياً الأدنى كلفة بين أنواع الطاقة المتجددة. وقد تحسنت جدواها الاقتصادية كثيراً في السنوات القليلة الماضية، حتى باتت في كثير من البلدان المتقدمة الخيار الأقل كلفة بين جميع تكنولوجيات الطاقة.
ولهذه الطاقة علاقة مباشرة بسرعة الرياح. فحين تزداد السرعة تزداد كمية الكهرباء التي ينتجها التوربين الذي تديره الرياح، فتنخفض كلفة الطاقة لكل كيلوواط ساعة. وتحظى بلدان عربية كثيرة، مثل عُمان ومصر والمغرب، بموارد جيدة لطاقة الرياح اذ تراوح سرعة الرياح فيها بين 8 و 11 متراً في الثانية.
وقود من النفايات
الطاقة الحيوية بديل آخر يتم إنتاجه باطلاق الطاقة الكيميائية المخزونة في أنواع من وقود الكتلة الحيوية. والكتلة الحيوية biomass هي في الواقع منتَج للطاقة الشمسية من خلال عملية التمثيل الضوئي للنباتات التي تمتص ثاني أوكسيد الكربون من الغلاف الجوي والماء من التربة لتنمو. وتوجد الكتلة الحيوية في كثير من النفايات الشائعة، مثل المخلفات الزراعية والغابية والبلدية وفضلات الصناعة الغذائية. وتستعمل هذه الطاقة على نطاق واسع في الطهو والتدفئة في أرياف بلدان الشرق الأوسط وشمال أفريقيا. وبسبب الطبيعة شبه الجافة لهذه البلدان، وضآلة كميات المخلفات الزراعية والغابية، فان إمكانات طاقة الكتلة الحيوية المجدية اقتصادياً متاحة فقط من النفايات البلدية.
امكانات أكبر للكهرباء المائية
الطاقة الكهرمائية مصدر متجدد يعتمد على الدورة الطبيعية للماء التي تشمل التبخر والتكثف في الجو والسقوط على الأرض وجريان المياه بفعل الجاذبية.
المكونات الرئيسية لمرفق كهربائي مائي هي: السدّ، وحجرة الطاقة التي تحوي المعدات الميكانيكية والكهربائية، ومجاري المياه. ويتم التحكم بالمياه القادمة من بحيرة او نهر بواسطة سد، تصرَّف المياه منه لتشغيل توربينات تدير المولدات التي تنتج الكهرباء. ويمكن اقامة وحدات كهرمائية صغيرة بتكاليف منخفضة نسبياً لتزويد عدد قليل من المنازل أو لاستعمالات تجارية صغيرة.
لدى بلدان عدة في المنطقة العربية موارد مائية وافرة، خصوصاً مصر ولبنان وسورية والعراق وتونس والمغرب والجزائر. والامكانات المتاحة لبعض هذه البلدان أعلى كثيراً من الطاقة التي يولدها هذا المصدر حالياً.
طاقة جوف الأرض
يمكن استخدام البخار أو المياه الساخنة في قشرة الأرض لتشغيل التوربينات أو لتسخين المياه. وتحتوي القشرة الأرضية على طاقة هائلة، والطاقة المتدفقة من البراكين مثال حي عليها.
وتستخدم الحرارة الموجودة في التربة أو تحت المياه في تسخين الماء أو تبريده. فعلى سبيل المثال، تستطيع مضخة حرارة استخراج الحرارة من تحت الأرض لتدفئة أحد المباني. وفي الصيف، يمكن عكس وظيفة المضخة لتوفير هواء بارد من خلال ضخ الهواء الساخن من المبنى الى تحت الأرض.
الموارد الحرارية الجوفية
محدودة جداً في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا، والاستكشافات الجيولوجية لم تنجز بعد. وقد تم تحديد مواقع قليلة لمصادر محتملة في مصر والأردن واليمن والسعودية والمغرب وتونس والجزائر.
المؤسسات الاقليمية والدولية
هناك منظمات اقليمية ودولية تعمل على تحفيز استخدام الطاقة المتجددة في منطقة الشرق الاوسط وشمال افريقيا. فاللجنة الاقتصادية والاجتماعية لغرب آسيا الاسكوا تعدّ دراسات في هذا المجال، وتصوغ مقترحات لمشاريع اقليمية وشبه اقليمية وتدعم تنفيذها، وتنظم اجتماعات للخبراء ودورات تدريبية، وتضع آليات لتعزيز التعاون الاقليمي والدولي من أجل تطوير تكنولوجيات الطاقة المتجددة وتسويقها تجارياً.
ومن مساهمات برنامج الأمم المتحدة للبيئة/ المكتب الاقليمي لغرب آسيا ترويج تكنولوجيات الطاقة والوقود الأنظف وكفاءة الطاقة عرضاً وطلباً، وقد أعد تقريراً حول الطاقة من أجل تنمية مستدامة في غرب آسيا، ودراسة شاملة حول الوضع الراهن للطاقات المتجددة في بلدان الشرق الاوسط وشمال افريقيا.
ومن نشاطات المنظمة العربية للثقافة والتعليم والعلوم ALECSO توسيع المهارات التقنية من خلال برامج التدريب وورش العمل والرحلات الميدانية وتبادل الزيادات والخبرات بين المراكز العربية. وهي شكلت لجنة دائمة من مديري مراكز الطاقة المتجددة في البلدان العربية عام ،1982 عقدت اجتماعات عدة في بلدان عربية مختلفة. ووضعت المنظمة مقاييس لعدد من قطع المعدات الخاصة بالطاقة المتجددة، ودعمت تنفيذ عدد من المشاريع، منها مشروع لضخ المياه بالطاقة الشمسية في الأردن ومشروع للتجفيف بالطاقة الشمسية في السودان.
ومول البنك الدولي مشروعاً لتسخين المياه بالطاقة الشمسية في تونس 1994 2004، واقترح مشروعاً لتوليد الطاقة الحرارية الشمسية في المغرب. واقترح مرفق البيئة العالمي تمويل مشاريع ضمن برنامج العمل الدولي للطاقة المتجددة، ومول مشاريع تحليل للبيانات المتعلقة بسوق الطاقة المتجددة وسياساتها واستعمالها في البلدان النامية. وقد خصص الصندوق العربي 26،2 في المئة من اعتماداته لقروض تتعلق بمشاريع كهرباء، ولكن لم تتوافر معلومات حول مشاريع تتعلق بالطاقة المتجددة.
وتواجه جميع المؤسسات الوطنية في البلدان العربية كثيراً من العوائق والعقبات الناتجة عن قصور في الآليات التمويلية والهيكلية والمؤسسية والاستراتيجية الوطنية الواضحة وبرامج التثقيف والتوعية.
على رغم الوفرة الكبيرة في موارد الطاقة المتجددة في منطقة الشرق الاوسط وشمال أفريقيا، من شمس ورياح وكتلة حيوية ومياه، يتم حالياً استغلال جزء ضئيل منها. وباستثناء الطاقتين الحيوية والمائية، تعتبر الطاقات المتجددة شبه معدومة اذ تمثل أقل من 0،1 في المئة من مجمل الامدادات الطاقوية وأقل من 0،3 في المئة من القدرة الكهربائية. وفي ما يأتي الوضع الراهن في كل بلد:
الاردن: يتم حالياً تشغيل أكثر من 200،000 سخان مياه شمسي، وتوليد 7 ميغاواط من الطاقة المائية تمثل 0،68$ من اجمالي القدرة الكهربائية، وميغاواط واحد من الكتلة الحيوية في معمل تجريبي للنفايات البلدية. وإضافة الى ذلك، أقيمت مشاريع نموذجية في مواقع نائية تتضمن 100 كيلوواط من النظم الفوتوفولطية، و12 مشروعاً للتوربينات الريحية قدرتها الاجمالية 1620 كيلوواط.
الامارات العربية المتحدة: تم تنفيذ عدد من المشاريع الشمسية الصغيرة لاستعمالات مختلفة، مثل كابينات الهاتف وإشارات السير والوقاية الكاثودية وسواها. كما أقيمت محطة نموذجية لتوليد الكهرباء من الرياح في جزيرة صير بين ياس. وأطلقت حكومة أبوظبي مبادرة"مصدر"في نيسان ابريل 2006 لتطوير قطاع اقتصادي لتقنيات الطاقة المستدامة والمصادر المتجددة.
البحرين: نفذ مركز أبحاث الطاقة لم يعد موجوداً الآن مشروعي أبحاث وتطوير، أحدهما وحدة تحلية بالتناضح العكسي متنقلة وتعمل بالطاقة الشمسية قدرتها 200 غالون في اليوم، والآخر مولد متنقل يعمل بالطاقة الشمسية وطاقة الرياح قدرته 1،5 كيلوواط.
تونس: تمثل موارد الطاقة المتجددة 12 في المئة من اجمالي الامدادات الطاقوية، وهو رقم مرتفع نسبياً. لكن باستثناء الكتلة الحيوية والمشاريع المائية الكبيرة، تمثل الطاقات المتجددة 1 في المئة فقط من اجمالي الامدادات الطاقوية. ويشمل استخدامها 110،000 متر مربع من سخانات المياه الشمسية المركبة بمساعدة مرفق البيئة العالمي و2 ميغاواط من النظم الفوتوفولطية، و20 ميغاواط من الرياح، و0،1 ميغاواط من الكتلة الحيوية. وفي عام ،2003 بلغ اجمالي القدرة القائمة على الطاقة المتجددة 85 ميغاواط، نحو 74 في المئة منها مشاريع مائية 39$ كبيرة و35$ صغيرة، وهذا يمثل نحو 3 في المئة من اجمالي الكهرباء المركبة.
الجزائر: استأثرت موارد الطاقة المتجددة بنحو 0،1 مليون طن مكافئ نفط عام .2003 وهذا يمثل 0،3 في المئة من الامدادات الطاقوية، ويشمل أساساً حطب الكتلة الحيوية والطاقة المائية. أما سخانات المياه الشمسية، فتبلغ قدرتها المركبة 1000 متر مربع فقط. وبلغ اجمالي الكهرباء المولدة من الطاقات المتجددة 276 ميغاواط، منها ميغاواط واحد من النظم الفوتوفولطية و10 من الرياح والبقية 96$ من الطاقة المائية.
المملكة العربية السعودية: نفذ برنامج التعاون الاميركي السعودي عدة مشاريع أبحاث وتطوير تجريبية خلال العقدين الأخيرين من القرن الماضي، في مجالات الطبخ الشمسي والتحلية الشمسية والكهرباء الحرارية الشمسية والنظم الفوتوفولطية. ومن هذه المشاريع توليد 50 كيلوواط من الكهرباء الحرارية الشمسية و400 كيلوواط من النظم الفوتوفولطية. وتركز السعودية حالياً على كفاءة الطاقة وادارتها.
سورية: الطاقة المائية هي المورد المتجدد الوحيد الذي يحظى بحصة جوهرية في ميزان الطاقة. وتبلغ القدرة المركبة للطاقة المائية نحو 1500 ميغاواط، ما يمثل40،91 في المئة من اجمالي الكهرباء المركبة. واضافة الى ذلك، هناك حالياً ما بين 15 و20 ألف سخان مياه شمسي، و80 كيلوواط من النظم الفوتوفولطية، و150 كيلوواط من توربينات رياح موصولة بالشبكة العامة، و4 هاضمات للكتلة الحيوية ينتج كل منها 90 متراً مكعباً من الغاز الحيوي في اليوم. كما تم تركيب مضخات ماء ميكانيكية تعمل بطاقة الرياح في مواقع عدة من وسط سورية.
العراق: تم تنفيذ عدد من مشاريع الأبحاث والتطوير التجريبية خلال الفترة 1982 ،1990 منها تكييف مركز أبحاث الطاقة والبيئة بواسطة الطاقة الشمسية بقدرة 120 طناً، وتكييف منزل بواسطة الطاقة الشمسية 10 أطنان، و24 كيلوواط من النظم الفوتوفولطية لمضخة تصريف مياه، و7 كيلوواط من النظم الفوتوفولطية لمضخة ماء شرب، وصنع 200 سخان شمسي، وتدفئة شمسية لبيوت بلاستيكية زراعية، وعدة منشآت فوتوفولطية صغيرة للاتصالات والوقاية الكاثودية. وبدأ العراق تجميع نظم فوتوفولطية عام 1987 بالتعاون مع شركة"سيمنز"، وتبلغ القدرة الانتاجية المقررة 300 كيلوواط في السنة. وتقتصر النشاطات الحالية في مجال المصادر المتجددة على الطاقة المائية، وتمثل الكهرباء المنتجة بواسطتها 2،04 في المئة فقط من اجمالي الكهرباء المولدة.
عُمان: أقيم مشروع تحلية بالطاقة الحرارية الشمسية لانتاج كمية محدودة من المياه العذبة باستعمال لاقطات شمسية. كما تم تركيب نظم فوتوفولطية بقدرة 352 كيلوواط لضخ المياه والاضاءة والاتصالات.
فلسطين: تستعمل سخانات المياه الشمسية في أكثر من 70 في المئة من المنازل. وتمت تجربة عدة تطبيقات للنظم الفوتوفولطية، مجموعها نحو 25 كيلوواط، على نظم منزلية قروية وثلاجات عيادات وشبكات اتصالات. وفي مجال استخدام الكتلة الحيوية، تجرى دراسة لتقدير امكانات استعمال تكنولوجيات البيوغاز الغاز الحيوي في توليد الكهرباء بالتعاون مع شركات أوروبية، كجزء من مشروع"إنترسيدم"الذي يموله الاتحاد الاوروبي.
قطر: اقتصرت نشاطات الأبحاث والتطوير على نظام تجريبي للبرك الشمسية، واختبار وحدة تحلية تعمل بطريقة MSF - FB باستعمال لاقطات تركيز شمسية.
الكويت: تم تنفيذ مشاريع أبحاث وتطوير تجريبية للطاقة المتجددة في مجالات البرك الشمسية والتدفئة والتبريد والنظم الفوتوفولطية قبل حرب الخليج عام .1990 ويقتصر العمل الآن على كفاءة الطاقة وادارتها.
لبنان: المورد الطاقوي المتجدد الرئيسي هو الطاقة المائية، ويبلغ اجمالي قدرتها المركبة 275 ميغاواط، ما يمثل 7،36 في المئة من اجمالي الكهرباء المركبة. ويجري حالياً الترويج لاستعمال سخانات المياه الشمسية بالتعاون مع برنامج الأمم المتحدة الانمائي. وتم تركيب 6 توربينات رياح عام 1999 قدرتها الاجمالية 2 ميغاواط من قبل مستثمر من القطاع الخاص، لكن لم يشغّل أي منها. ونفذ مركز الشرق الأوسط للتكنولوجيا الملائمة تدريبات ومشاريع نموذجية ناجحة لانتاج البيوغاز خصوصاً من نفايات مزارع المواشي والدواجن.
ليبيا: ينتشر نحو 8000 سخان مياه شمسي في أجزاء مختلفة من البلاد، كما تم تركيب ميغاواط واحد من النظم الفوتوفولطية لتأمين الكهرباء والاتصالات في مناطق ريفية، وتوربين رياح تجريبي يولد 1000 واط.
مصر: شكلت الموارد المتجددة 11 في المئة من اجمالي الامدادات الطاقوية عام .2003 وقد يبدو هذا الرقم مرتفعاً، لكن اذا استثنيت الطاقة المائية وحطب الكتلة الحيوية، فان الطاقات المتجددة الأخرى تمثل 0،1 في المئة من المجموع. ويستعمل التسخين المائي الشمسي حالياً في أبنية سكنية وتجارية وفنادق بدرجات مختلفة من النجاح، وقد تم حتى الآن تركيب أكثر من 500،000 متر مربع من اللاقطات الشمسية. وبلغ اجمالي الكهرباء المولدة من الطاقات المتجددة 2،929 ميغاواط عام ،2003 أنتج 94 في المئة منها في مشاريع مائية كبيرة. وانقسمت البقية كالآتي: 145 ميغاواط من الرياح ، و36 ميغاواط من الكتلة الحيوية، و3 ميغاواط من النظم الفوتوفولطية. وقد تم توليد 13،2 تيراواط/ساعة من مصادر متجددة، ما يمثل 17،5 في المئة من اجمالي القدرة الكهربائية المركبة ونحو 15 في المئة من اجمالي توليد الكهرباء.
المغرب: تمثل مصادر الطاقة المتجددة 25 في المئة من اجمالي الامدادات الطاقوية. وهذا يبدو رقماً مرتفعاً جداً بالمقارنة مع بلدان أخرى في المنطقة. لكن باستثناء الكتلة الحيوية غير التجارية والمحطات المائية الكبيرة، فان الطاقات المتجددة لا تمثل إلا 0،1 في المئة من الانتاج الاجمالي. وقد أطلق برنامج وطني لسخانات المياه الشمسية عام 2000 تحت عنوان"بروماسول"لتحسين نوعية هذه السخانات وتشجيع استعمالها، والهدف زيادة القدرة المركبة البالغة 60،000 متر مربع الى نحو 400،000 متر مربع. ومن المقرر أيضاً بناء محطة حرارية شمسية بقدرة 50 ميغاواط. وبلغ اجمالي القدرة المركبة لتوليد الكهرباء بالطاقة المتجددة 1324 ميغاواط، أكثر من 93 في المئة منها محطات مائية كبيرة.
اليمن: يتم محلياً انتاج أكثر من 500 سخان مياه شمسي في الشهر، مع احتمال ازدياد العدد الى 750 وحدة. وتم تركيب أكثر من 180 كيلوواط من النظم الفوتوفولطية للاتصالات وضخ المياه ولاستعمالات منزلية في مناطق ريفية. كما تم تركيب توربين رياح تجريبي قدرته 18 كيلوواط.
* الدكتور باسل اليوسفي نائب المدير الاقليمي لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة في غرب آسيا، والدكتور علي القره غولي مستشار لدى مكتب"يونيب"الاقليمي.
ينشر بالتزامن مع مجلة"البيئة والتنمية"
عدد آذار / مارس 2007