نمتلك فيها مزايا نسبية تشمل الكثافة والخبرة والتقنية والموارد الطبيعية

الطاقة الشمسية.. هل تكون بديلنا الإستراتيجي للنفط؟

يتم احتساب كثافة الإشعاع الشمسي الساقط على مساحة جغرافية معينة بمقدار وحدات الطاقة الضوئية التي تحدثها حرارة الشمس؛ وتقاس تلك الوحدات بالكيلو وات لكل متر مربع في العام، وكلما ازداد عدد الوحدات في مكان ما على سطح الأرض ترتفع بطبيعة الحال الجدوى الاقتصادية لمشروعات توليد الطاقة الشمسية متى ما توفرت التقنيات المطلوبة، والاستثمارات اللازمة، والخبرات الفنية، وقبل كل ذلك الإرادة الفاعلة والإدارة الحكيمة.
قوة الإشعاع الشمسي
وكما أودع الله سبحانه وتعالى باطن الأرض السعودية كميات هائلة من الوقود الأحفوري التي جعلت من المملكة أكبر منتج عالمي للنفط وصاحبة أكبر مخزون دولي منه، وآخر بلدان العالم التي ستظل محتفظة ببترولها بعد أن يبدأ في النضوب من جميع الحقول على سطح الكرة الأرضية، فقد شاءت إرادة الله أيضاً أن تكون قوة وتركيز ونقاء الإشعاع الشمسي الساقط على أراضي المملكة من أعلى المعدلات الدولية، حيث يبلغ متوسط عدد وحدات الطاقة الضوئية الشمسية في المملكة نحو 2200 كيلو وات لكل متر مربع من الأراضي السعودية في السنة الواحدة.
العصب المستقبلي
ومثلما كان اكتشاف البترول في المملكة بكميات تجارية عام 1928م إيذاناً بدخول بلادنا عصر صناعة النفط، ثم كان البدء بتصديره من ميناء رأس تنورة في أواخر ثلاثينيات القرن الماضي بمثابة نقطة تحول مفصلية في الاقتصاد السعودي، فإن المعدل العالي لكثافة الأشعة الشمسية الساقطة على ربوع بلادنا يمكن أن تكون عصب اقتصادنا في المستقبل، والمصدر غير الناضب للطاقة الذي سنعتمد عليه بعد الله ليس فقط في تأمين احتياجاتنا من الطاقة الآمنة والمتجددة، ولكن أيضاً في توفير الوارد المالية اللازمة للتنمية المستدامة من خلال قيامنا بتصدير ما يفيض عن حاجتنا من مخرجات طاقتنا الشمسية إلى مختلف دول العالم التي تفتقر لشدة وسطوع أشعة الشمس على أراضينا أو حينما يتزايد تأثير التحولات الرئيسية لإنتاج مختلف بدائل الطاقة التقليدية أو المتجددة على أسعار أو على معدلات إنتاجنا النفطي وما سيتركه ذلك من تأثير على مصدر الدخل الرئيسي للمملكة.
بداية الجهود البحثية
وعلى الرغم من التأثير الإيجابي والفعّال الذي أحدثه قرار حظر تصدير النفط لدعم الموقف السياسي العربي بعد حرب 1973م بين العرب وإسرائيل، إلا أن توقف إمدادات الطاقة للدول المؤيدة للعدون الإسرائيلي آنذاك كانت له انعكاساته نحو التسريع بتطوير أبحاث بدائل اقتصادية للبترول، ولايزال الكثير من القادة والسياسيين في الغرب وتحديداً في الدول الصناعية يتذكرون تأثير ذلك الحظر ويسترجعون مشهد رئيس حزب المحافظين ورئيس الوزراء البريطاني في حينه إدوارد هيث (1970-1974) وهو يقود دراجة هوائية للوصول إلى مكتبه في 10 داوننج ستريت بوسط لندن بعد أن أسهم الحظر في تعذر توفير الوقود الكافي لصناعة النقل في العديد من دول أوروبا الغربية نتيجة لوقف تصدير بترول منظمة الدول المصدرة (أوبيك) حيث تبلورت خلال تلك الحقبة بداية الجهود الدولية الجادة لإيجاد بدائل فعالة للطاقة الهيدروكربونية ولم تلبث أن تسارعت وتيرتها في العقود التالية.
تهديدات الطاقة الأحفورية
ومنذ لك الوقت إزدادت الاستثمارات الدولية الموجهة للأبحاث الرامية لإيجاد مصادر طاقة متجددة وصديقة للبيئة تحرر الغرب ودوله الصناعية من الحاجة للبترول العربي وتقلل اعتمادهم على الوقود الهيدروكربوني، وقد تعززت تلك الجهود في العقدين الأخيرين بعد تنامي ظاهرة الاحتباس الحراري من أجل الحد من أضرار الابنعاثات الكربونية على البيئة والتقليل من آثارها السلبية على المناخ العالمي. ومنذ انطلاقها في عقد السبعينات من القرن الماضي بشكل متسارع، لم تتوقف أبحاث تطوير طاقات متجددة ومستدامة في أماكن كثيرة حول العالم، حيث بدأت نتائجها في الظهور تباعاً على هيئة بدائل طاقوية عديدة أوشكت الجدوى الاقتصادية للبعض منها أن تلامس الحدود التي يمكن اعتبارها تهديداً جدياً للطاقة الأحفورية التقليدية التي تشكل الدعامة الرئيسية للتنمية في بلادنا.
تجربتنا في الطاقة الشمسية
وعلى الرغم من التاثير السلبي البالغ لما يُمكن أن يشكله اكتشاف بدائل مجدية اقتصادياً، وآمنة بيئياً للبترول على الدول التي تعتمد اقتصاداتها على الدخل النفطي ومنها الاقتصاد السعودي -حتى وإن كان إيجاد البديل المناسب قد يستغرق في تقديري وقتاً قد لا يقل عن عشرين عاماً من الآن- فإننا ولأسباب غير معروفة لم نحرز تقدماً كبيراً في تطوير تجربتنا السباقة إقليمياً في مجال الطاقة الشمسية والتي يناهز عمرها الآن 33 عاماً منذ بدأناها في وقت مبكر نسبياً وتحديداً في عام 1980م حينما تم إنشاء ألو قرية شمسية في المملكة بهدف إنتاج 350 كيلو وات من الكهرباء لتغذية بعض القرى التي تبعد عن العاصمة الرياض بنحو 45 كيلومترا وتشمل بلدات العيينة والجبيلة والهجرة قبل أن يتم تحويلها لاحقاً إلى أول محطة أبحاث تجريبية في مجال توفير الطاقة الشمسية في المناطق النائية وذلك بالتعاون بين المملكة وشريك فني من الولايات المتحدة الأمريكية.
محدودية التطبيقات الوطنية
وقد كان من المؤمل أن تؤدي تلك التجربة السعودية المبكرة والرائدة في حينها إلى تحقيق المملكة مكانة عالمية متقدمة في مجال أبحاث وتطبيقات بدائل الطاقة المتجددة بشكل عام مثل الطاقات التي نمتلك فيها مزايا نسبية كطاقة الرياح وطاقة حرارة باطن الأرض (الجيو حرارية) وتحديداً في مجاراة التطورات الدولية الجارية اليوم في مجال أبحاث طاقة الشمس إلا أننا ومنذ ذلك الحين حتى الآن لانزال نتحدث عن تطلعات كبيرة ولكن الإنجازات بقيت محدودة على أرض الواقع، ولولا التحديات الجدية التي أملتها علينا مؤخراً تزايد كميات الوقود المستهلك يومياً في الإمدادات الداخلية للمملكة والتي ارتفعت نسبتها إلى أكثر من 30% من إنتاجنا النفطي اليومي، لما شهدنا تحركاً فعلياً في المملكة نحو فتح وتحريك ملفات بدائل الطاقة المستخدمة لتوليد الكهرباء وتحلية المياه، وهما المجالان الأكثر استهلاكاً لثروتنا البترولية داخل البلاد.
مدينة للطاقة البديلة
ولكن وكما يقال: لأن تأتي متأخراً خيراً من أن لا تأتي مطلقاً.. لذلك فقد كان تأسيس مدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية والمتجددة في عام 1431ه بمثابة تحول نوعي نحو سعي المملكة إلى مجاراة التحولات المتسارعة في مجال صناعة الطاقة العالمي بعد أن أدركت الأجهزة المعنية في الحكومة المخاطر المترتبة على النمو المطرد وبمعدلات طلب مرتفع في قطاعي الكهرباء والمياه المحلاة وذلك نتيجة لعاملين مهمين هما النمو السكاني والاقتصادي والصناعي المتسارع، والدعم الحكومي السخي للإبقاء على مستوى معيشة المواطنين عند معدلات مريحة وما يتطلبه ذلك من استهلاك متزايد لمواردنا النفطية الناضبة من أجل استخدامها في توليد الكهرباء وتحلية المياه الذين ستستمر الحاجة لتوفيرهما بشكل متزايد. الحقائق السابقة أملت ضرورة الإسراع في تطوير واستخدام مصادر بديلة مستدامة وموثوقة لإنتاج الكهرباء وتحلية المياه من شأنها تقليل الاعتماد على الوقود الهيدروكربوني المدعوم حكومياً وبالتالي توفير ضمان إضافي لإنتاج الماء والكهرباء مستقبلاً بتكلفة أقل وفي ذات الوقت تخفيف الضغوط على مواردنا النفطية الأمر الذي سيؤدي إلى إطالة عمرها وبالتالي إبقائها مصدراً للدخل لأطول فترة ممكنة.
إسهام الطاقة المتجددة
ووفقاً لتصريحات معلنة مراراً في الآونة الأخيرة لمسؤولين حكوميين رفيعي المستوى في مجال صناعة الطاقة فإن المملكة تسعى لإدخال مصادر الطاقة الذرية والمتجددة ضمن منظومة الطاقة المحلية المستدامة بشكل واسع يتيح لها بناء قطاع اقتصادي حيوي يعتمد على تعظيم الفوائد الاقتصادية والاجتماعية من تطوير مصادر الطاقة المتجددة، كما تتطلع إلى أن تصل نسبة إسهام الطاقات البديلة سواء النووية أو المتجددة في سد احتياجات البلد من الكهرباء والمياه المحلاة إلى 50% خلال العشرين عاماً القادمة، 30% منها من مصادر متعددة للطاقة المتجددة في مقدمتها الطاقة الشمسية، في حين ستساهم الطاقة الذرية بنسبة ال 20% المتبقية. ومما لا شك فيه فإن تحقيق هذه التطلعات الطموحة يتطلب استثمارات هائلة مع رؤية واضحة وإستراتيجية وطنية للخيارات المختلفة فضلاً عن بناء وتوطين بنية متكاملة تشمل الكوادر البشرية التي ستدير وتعمل في هذه الصناعة، والتمويل اللازم الذي يجب أن لا يقتصر على الحكومة بل ينبغي أن يتم تحفيز وإشراك قطاعنا الخاص للمساهمة الفاعلة فيه، إضافة لتطوير التقنيات الضرورية لتحويل المواد الخام إلى أدوات إنتاج كتصنيع الألواح والخلايا الكهروضوئية من مادة السيلكون بتكاليف منافسة، وبابتكار تقنيات لتخزين الطاقة تتسم بالكفاءة العملية والبيئية، وأخيراً القدرة على إدارة عمليات التشغيل والصيانة بسواعد وطنية مؤهلة، الأمر الذي سيخلق عشرات الآلاف من فرص العمل لبنات وأبناء بلادنا سواء الدارسين منهم في الأقسام ذات الصلة في جامعاتنا أو الملتحقين ببرنامج خادم الحرمين الشريفين يحفظه الله للإبتعاث الخارجي لدراسة تخصصات علمية في المجالات ذات الصلة بصناعة الطاقات المتجددة.
مزايانا النسبية الطاقوية
ورغم محدودية النتائج والتطبيقات التي تم تحقيقها حتى الآن في المملكة في مجال تطوير مصادر الطاقات البديلة قياساً لطول التجربة، فإن بلادنا تتمتع ولله الحمد بالعديد من المزايا النسبية في مجال استخلاص أشعة الشمس وتحويلها لطاقة آمنة تستخدم لتوليد الكهرباء وتشغيل محطات تحلية المياه بل ولتنويع مصادر دخلنا عبر تصدير الفائض منها نظراً لتوفر المقومات الاقتصادية والمناخية والموارد الطبيعية التي تتيح توطين أكثر من 80% من المكونات الصناعية والخدمية للطاقة المتجددة.. ومن أبرز تلك المزايا:
- طول فترة الإشعاع الشمسي على أراضي المملكة والتي تزيد عن 250 ساعة شهرياً أو ما يعادل نحو 70% من ساعات النهار خلال العام بسبب موقعها الجغرافي الفريد بالنسبة لخط الاستواء، حيث تقع المملكة في منطقة الحزام الشمسي الأمر الذي يضعها في مكان مثالي لتحقيق أكبر استفادة من قوة وتركيز أشعة التي يبلغ معدل وحدات الطاقة الضوئية الساقطة منها على المملكة 2200 وحدة كيلو وات لكل متر مربع في العام، كما سبقت الإشارة.
- اتساع الرقعة الجغرافية للمملكة لا سيما في صحارينا المشمسة والمترامية الأطراف والتي تتيح إمكانية نشر وإقامة التجهيزات الكبيرة اللازمة لإنتاج الطاقة الشمسية.
- توافر المكونات الطبيعية اللازمة لتوطين صناعة الخلايا الكهروضوئية من الرجال النقية التي تزخر بها الصحاري السعودية وتعتبر اللقيم الأساسي لمادة السيلكون التي تصنع منها تلك الخلايا.
- اغتنام فرصة ارتفاع أسعار النفط وتوافر السيولة المالية اللازمة لتمويل إنشاء معامل إنتاج الطاقة الشمسية سواء من الاحتياطيات الحكومية الضخمة أو من موجودات القطاع المصرفي الذي تتوجّه النسبة الأكبر منها منذ سنوات نحو تمويل الإنفاق الاستهلاكي على حساب دعم الاقتصاد الإنتاجي وتشجيع ثقافة الادخار والاستثمار لدى أفراد المجتمع.
- التطور الملموس الذي أحرزته معامل الأبحاث الدولية في مجال تصنيع الخلايا الكهروضوئية والذي يؤدي إلى انخفاض تكلفة إنتاج الطاقة الشمسية، حيث من المتوقع أن يتراجع سعر الكليو واط في الساعة إلى حوالي 0.10 دولار في عام 2020م الأمر الذي يزيد من تنافسية وجاذبية صناعة الطاقة الشمسية في المملكة مقارنة بالدول التي تفتقر لمثل مزايانا النسبية.
- توافر رصيد معرفي تراكمي وطني، وقاعدة جيدة من الخبراء والباحثين العاملين في القرية الشمسية مع وجود رصيد كبير من الأبحاث والتجارب الفنية التي يتجاوز عمرها الثلاثين عام في مجال أبحاث الطاقة الشمسية والتي تنتظر الدخول لمرحلة التطبيق.
- الانتهاء قريباً من تشغيل المرحلة الأولية لباكورة مشروعات مبادرة الملك عبدالله لتحلية المياه بالطاقة الشمسية وهو مشروع مدينة الخفجي لتحلية 30 ألف متر مكعب من المياه باستخدام الطاقة المتجددة الأمر الذي سيسرع من الجهود ويلهب حماس كافة الأجهزة المعنية للتوسع في استخدام هذا النوع من تطبيقات الطاقة الشمسية. وسوف تستهدف المرحلة الثانية تحلية 300 ألف متر مكعب وصولاً إلى أن تصبح جميع المشروعات الجديدة لتحلية المياه في المملكة معتمدة على الطاقة الشمسية.
- انعدام أو محدودية مخاطر إنتاج الطاقة الشمسية مقارنة بالمخاطر المترتبة على التقنية النووية.
- انخفاض تكاليف إنشاء مشروعات الطاقة الشمسية ومحدودية كلفة صيانتها مقارنة بالتكاليف المتزايدة لبناء وصيانة محطات طاقة تعتمد على التكنولوجيا الذرية.
تحديات الطاقة الشمسية
- تدني تكلفة الوقود المستخدم في المملكة لتوليد الكهرباء وتحلية المياه الأمر الذي لا يشجع المنتجين على تبني تقنيات طاقات بديلة تتجاوز كلفتها ثمن الوقود الرخيص. وقد يكمن الحل في قيام الدولة بانتهاج سياسات تحفيز من جانب وتلويح بتخفيض الدعم المقدم للمنتجين من الجانب الآخر.
- طول أجل استثمارات الطاقة الشمسية، حيث تستغرق دورة رأس المال وتحقيق عوائد مجزية منها بضع سنوات، في حين يرغب معظم المستثمرين الحصول على عوائد خلال أجال قصيرة وبمعدل متدني للمخاطر. وقد يكون لقيام الحكومة بضخ استثمارات كبيرة في البداية أثر ملموس في بيان الجدوى الاقتصادية الجيدة لهذا النوع من الاستثمارات الأمر الذي سيشجع القطاع الخاص على اللحاق بركب الاستثمار أملاً في جني عوائد مرتفعة.
- تسبب الغبار والأتربة في انخفاض كفاءة التشغيل وضرورة التنظيف المستمر لأجهزة الطاقة الشمسية، حيث تشير نتائج الأبحاث الجارية حول هذا الموضوع إلى أن ما يتراوح بين 25% إلى 50% من فعالية الطاقة الشمسية يتم فقدها في حالة عدم تنظيف الخلايا المستقبلة لأشعة الشمس لمدة شهر. وقد تم تطوير آليات للتغلب على هذه المشكلة من بينها رش الخلايا بمياه عالية الضغط أو استخدام ألواح كهروضوئية لا تسمح ببقاء التربة على أسطحها إضافة إلى تقنية تحريك الخلايا لطرد ما قد يعلق عليها من ترسبات.
- الكلفة العالية نسبياً لتخزين الطاقة الشمسية والاستفادة منها خلال الليل أو في الأيام التي تنخفض فيها كثافة الأشعة الشمسية بسبب الغيوم أو الأتربة حيث يعتمد تخزين الطاقة الشمسية على طبيعة وكية الإشعاع الشمسي، ونوع وفترة الاستخدام بالإضافة إلى التكلفة الإجمالية لنوع التخزين، ولتجاوز هذا التحدي يفضل تقليل استعمال أجهزة التخزين لتقليل التكلفة والاستفادة قدر الإمكان من الطاقة الشمسية المباشرة وقت سطوع الشمس.
وفي الختام فإننا نثق بأن الأجهزة المعنية ببدائل الطاقة في الدولة تدرك الأهمية البالغة لهذا الملف وعازمة على التمسك بتطوير بديلنا الوطني الإستراتيجي وفق تصور شامل وخطة زمنية محددة وبكفاءات وسواعد وطنية تضع بلادنا على قائمة أكثر الدول تقدماً في مجال الطاقات المتجددة وصولاً إلى تحقيق تطلعات ولاة الأمر والمواطنين في إنتاج طاقة نظيفة ومستدامة وآمنة ومنخفضة التكلفة.