الموارد المتجددة ومستودعاتها الجغرافية

فالموارد المتجددة هي مصادر طبيعية للطاقة تُعاد تجديدها طبيعيا ويمكن استخدامها على نحو مستدام، وتتفاوت المناطق الجغرافية المختلفة في الوصول إلى أنواع محددة من الموارد المتجددة استنادا إلى مناخها وطبوغرافيا وظروفها الطبيعية، ويُساعد فهم هذه البؤر الساخنة في تخطيط وتطوير مشاريع الطاقة المتجددة على نحو فعال، حيث إن التقدم العالمي في الطلب على الطاقة يبرز الحاجة الملحة إلى إزالة انبعاثات الكربون من مصادر الطاقة المتجددة، وتحديد ورسملة أكثر المناطق غنية بالموارد، تصبح أولوية استراتيجية.

The Significance of Geographic Hotspots in Renewable Energy

فالبؤر الجغرافية الساخنة هي مناطق يكون فيها مورد متجدد معين ووفراً وقابلاً للاستغلال من الناحية التقنية في التكاليف التنافسية، إذ إن وضع مشاريع في هذه المجالات يوفر مزايا عديدة: عوامل القدرة المرتفعة، وانخفاض الاحتياجات من الأراضي لكل وحدة من الطاقة، وفي كثير من الأحيان تحسين فرص الربط الشبكي، وبالنسبة للشمس والريح، فإن الفرق بين موقع ممتاز ومتوسط واحد يمكن أن يعني زيادة إنتاج الطاقة لكل ميغاوات مركب بنسبة تتراوح بين 30 و50 في المائة.

Solar Energy Hotspots

كما أن الطاقة الشمسية هي أكثر الموارد المتجددة المتاحة انتشارا، ولكن شدتها واتساقها يختلفان اختلافا كبيرا في جميع أنحاء العالم، وتتوفر المناطق القريبة من خط الاستواء والمناطق ذات الإشعاع العادي العالي، مرشحين رئيسيين لكل من نظم الطاقة الشمسية الفولطية، ونظم الطاقة الشمسية المركزة، وتحصل بلدان مثل إسبانيا والهند وأستراليا وشيلي، وسادس الولايات المتحدة على موارد شمسية استثنائية.

Utility-Scale Photovoltaic and Concentrated Solar Power

إن النظم الفوتوقراطية هي الآن التكنولوجيا الشمسية المهيمنة، حيث انخفضت التكاليف بنسبة تزيد على 80 في المائة في العقد الماضي، وتشمل البؤر الساخنة لمركبات الطاقة العضوية الثابتة المناطق ذات الغطاء السحابي المنخفض، والحد الأدنى من تلوث الهواء، وقطع كبيرة من الأراضي غير المتطورة، وشركة موجافي ديسر في كاليفورنيا والشرق الأوسط (ولا سيما المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة)، ومؤسسة غوبي ديزغا في الصين

Rooftop Solar and Distributed Generation

وفي حين أن المشاريع ذات النطاق العادم تلتقط عناوين رئيسية، فإن سقف الطاقة الشمسية في المباني السكنية والتجارية يعتمد أيضا من الناحية الجغرافية على مستويات العزل والسياسات المحلية، ويمكن لبلدان مثل ألمانيا )الموارد الشمسية المتوسطة( واليابان وأستراليا أن تخترق بدرجة كبيرة من الطاقة الشمسية السطحية نتيجة للتعريفات التغذوية الداعمة والمقاييس الصافية، وحتى في المناطق الأقل شمسا، يمكن أن تكون الحالة الاقتصادية مواتية إذا كانت أسعار الكهرباء مرتفعة في العالم أجمع بين الطاقة الشمسية أكثر من الطاقات الشمسية العالمية.

External link example: IRENA — Solar Energy]

Wind Energy Hotspots

إن الطاقة الريحية مصدر متجدد ناضج وتنافسي من حيث التكلفة يعتمد على سرعة الرياح الثابتة في المرتفعات المحورية التي تبلغ ٨٠ - ١٢٠ مترا، وأفضل مواقع الرياح على الشاطئ موجودة في السهول المفتوحة والمناطق الساحلية والجداول الجبلية حيث تتسارع الرياح وتتسارع، وتزيد سرعتها من تكساس إلى داكوتا الشمالية، وتزيد من قوة الرياح في المنطقة الشمالية وأكثرها اتساقا.

زهرة الشاطئ: زهرة كبيرة، باتاغونيا، وما بعدها

وفيما وراء الولايات المتحدة، تشمل البؤر الساخنة للريح على الشاطئ خطى الرياح العاتية في آسيا الوسطى )كازاخستان، منغوليا(، والسهول الواسعة في الأرجنتين )باتاغونيا(، وهضبة عالية في الصين )منغوليا، زينجيانغ(، كما أن هناك نظما ممتازة للوفيات في مواقع الطاقة الشمسية ذات التأثيرات العالية على المناطق الساحلية في الهند )تاميل نادو، غوجارات(.

"الريح الشاطىء" "الجبهة القادمة"

وتتزايد سرعة الرياح البحرية بسبب ارتفاع سرعة الرياح وزيادة اتساقها، وانخفاض عدد النزاعات في مجال استخدام الأراضي، والقدرة على بناء توربينات ضخمة )الساعة ١٢-١٥ من كل من هذه المناطق( ولا يزال البحر الشمالي هو المنفذ الرئيسي، حيث تقود المملكة المتحدة والدانمرك قدرات تراكمية رائدة، غير أن البؤر الجديدة بدأت تظهر: الساحل الشرقي للولايات المتحدة )من ماساتشوستس إلى فرجينيا(، وبحر التايك، ومواد تايوان، وسادها، وبحرها.

External link example: NREL Wind Resource Maps]

هدر الطاقة الكهربائية

إن الطاقة الكهرمائية هي أقدم وأكبر مصدر للكهرباء المتجددة، إذ تعتمد على المياه التدفقية لتحويل التربينات، وتوفر حوالي 60 في المائة من الطاقة المتجددة في العالم، وتتوفر أفضل مواقع الطاقة الكهرمائية في الصين تدفقا عاليا وهبوطا رأسيا كبيرا (الرأس) وتقود المناطق الجبلية ذات التهاب ثقيل أو صهر الثلج - مثل جزر الهمالايا، وجزر الصخر، وعالم الألب(22).

سدّاد كبير من طراز Scale vs. Run-of-River

وتشمل الطاقة الكهرمائية الكبيرة التقليدية الأنهار المزروعة، وإنشاء خزانات، توفر التخزين والقدرة على الإرسال، ولكنها تثير قضايا بيئية واجتماعية (تعطل السكان، وانبعاثات الميثان، وإعادة التوطين) وتتمتع مشاريع التوليد بمسارات أصغر، وهي قابلة للتطبيق في كثير من المناطق الجبلية ذاتها، وتتزايد أهمية الطاقة الكهرمائية المضخة، وهي شكل من أشكال تخزين الطاقة على نطاق الشبكة، لدمج متغيرات متجددة مثل المضخة الطاقة الشمسية.

أسواق الطاقة الكهرمائية الناشئة

ولدى أفريقيا إمكانات هائلة غير مستغلة للطاقة الكهرمائية، لا سيما في حوض نهر الكونغو (يمكن أن يتجاوز مشروع غراند إنغا 40 غيغا)، والنيل، والزمبيزي، غير أن الحواجز السياسية والمالية تؤخر المشاريع، وتقوم جنوب آسيا، ولا سيما نيبال وبوتان، بوضع مشاريع شاملة لتصدير الكهرباء إلى الهند، ومفتاح الطاقة الكهرمائية المستدامة هو التخطيط البيئي والاجتماعي الدقيق، فضلا عن القدرة على مواجهة المناخ (تهددات المشاريع القائمة).

External link example: ] International Hydropower Association]

Geothermal Energy Hotspots

وتسخير الطاقة الحرارية الأرضية من سطح الأرض، وهي أكثر سهولة في الحصول على لوحات التكتون حيث تكون الماغمة قريبة من السطح - فإن رنين النار في المحيط الهادئ هو القاطرة الرئيسية، والبلدان مثل أيسلندا )أكثر من ٢٥ في المائة من الكهرباء من الطاقة الحرارية الأرضية(، والفلبين )أكثر من ١٥ في المائة(، وإندونيسيا )أكبر المواقع التي يمكن أن تكون فيها متخلفة(، وكينيا )تشمل بسرعة في وادي ريفتر(.

النظم الحرارية الأرضية المعزَّزة

فبعد الموارد الحرارية المائية التقليدية، فإن النظم الحرارية الأرضية المعززة هي تكنولوجيا ناشئة يمكن أن توسع الطاقة الحرارية الأرضية إلى مناطق غير زراعية، وبكسر الصخور الجافة الساخنة على عمق يتراوح بين 4 و6 كيلومترات، يمكن أن تصل هذه الطاقة إلى درجة الحرارة في أي مكان تقريبا، كما أن مشاريع التبشير المبكر في فرنسا (الغافورات الجنوبية) وأستراليا (البحر الأسود) تقدر الإمكانات التقنية.

التحديات والفرص

إن الطاقة الحرارية الأرضية لها تكاليف حفر عالية جدا ومخاطر كبيرة من الموارد )ليس جميع المواقع الموعودة تؤدي التدفق التجاري( إلا أنها توفر، بمجرد بنائها، حمولة أساسية، وطاقة خالية من الكربون بتكاليف منخفضة جدا للعمليات والصيانة، ونظام الفتحة في شرق أفريقيا )كينيا، اثيوبيا، تنزانيا( منطقة إنمائية رئيسية، حيث يدعم برنامج الأمم المتحدة للبيئة الاستكشاف، ويجري ببطء استغلال إمكانات اندونيسيا الضخمة، التي تقدر ب ٢٩ جيو، بمساعدة البنك الدولي.

Biomass Energy Hotspots

وترتبط الطاقة الكثيفة الأحيائية - المادة العضوية المحروقة أو المحولة إلى الوقود الأحيائي - جغرافيا بالموارد الزراعية والغاباتية، وتشمل البؤر الساخنة مناطق ذات سُكّر كبير، وذرة، وفولاذ خشب، والبرازيل هي القائد العالمي في مجال الطاقة الأحيائية من قصب السكر، مع ارتفاع الإنتاجية وانخفاض كثافة الكربون، وتنتج الولايات المتحدة كميات كبيرة من الذرّة والإيثانول، وتتوسع في المحاصيل الأحيائية في جنوب شرق الدانمرك.

النباتات الكهربائية الحيوية والغاز الحيوي

وتشترك محطات توليد الطاقة الكتلة الأحيائية المخصصة في المملكة المتحدة (حرق طلاءات الخشب من الولايات المتحدة وكندا)، والولايات المتحدة الغربية، وأجزاء من اليابان، والغاز الأحيائي من مدافن القمامة، والرطوبة، والنفايات الغذائية، وهي جزء متزايد، مع بؤر ساخنة في ألمانيا (الهضم الجوي المفرط)، والولايات المتحدة والهند (عبر برنامج البدائل المستدامة نحو النفايات).

الاتجاهات المستقبلية

ويمكن أن يؤدي الوقود الأحيائي المتقدم (من الطحالب مثلاً) والطاقة الأحيائية التي تستخدم في احتجاز الكربون وتخزينه (BECCS) إلى انبعاثات سلبية، ولكن يظل باهظ التكلفة.() وتُعدّ البؤر الجغرافية الساخنة للشركة مناطق ذات محطات كبيرة من مصادر الكتلة الأحيائية وتخزن جيولوجياً مناسبة (مثل بحر الشمال).

External link example: IEA — Bioenergy]

التكنولوجيات الناشئة والجداول الجديدة

إن تكنولوجيا الطاقة المتجددة آخذة في التطور باستمرار، مما يخلق فرصا جغرافية جديدة، فالألواح الشمسية المتدفقة على المستودعات والسدود المفتوحة حيث تكون الأرض شحيحة؛ وتقود الصين واليابان والبرازيل، وتمر الطاقة المتجددة في مراحل مبكرة، ولكنها واعدة للخطوط الساحلية ذات المد القوي )المملكة المتحدة وكندا وكوريا الجنوبية والهند(.

التحديات والنظر في تطوير مواقع ساخنة قابلة للتجديد

ولا يمكن أن توفر أفضل المناطق الجغرافية طاقة نظيفة دون معالجة النقل والتخزين والحواجز التنظيمية، إذ أن العديد من المواقع الرئيسية المتجددة بعيدة عن المراكز السكانية، مما يتطلب خطوطاً عالية الحركة من حيث المدى، مثل أفضل رياح في الولايات المتحدة.

إن البؤر الساخنة للطاقة المتجددة في العالم توفر خريطة غنية للفرصة، إذ يمكن لأصحاب المصلحة في مجال الطاقة، بفهم مواطن القوة الجغرافية للطاقة الشمسية والريحية والطاقة المائية والطاقة الحرارية الأرضية والكتلة الأحيائية، اتخاذ قرارات مستنيرة تعظيم غلة الطاقة، وتقليص التكلفة، وتسريع الانتقال إلى مستقبل مستدام للطاقة، ولن يؤدي استمرار الابتكار في التكنولوجيا والتخزين والنقل إلا إلى توسيع النطاق الجغرافي للمتجددات، مما يؤدي إلى زيادة الطاقة النظيفة إلى عدد الناس والأماكن أكثر من أي وقت مضى.