كيف يمكن الانتقال إلى اقتصاد يعتمد على صناعات خضراء؟ ما هي الاستراتيجية لجعل المؤسسات الصناعية تتحول أو تتطور إلى سوق وإنتاج نظيف يستجيب لشروط بيئية سليمة؟ وماهي القطاعات التي يجب التركيز عليها وتطوير قدراتها التكنولوجية لإنجاز صناعة خضراء، وإرساء اقتصاد يتماشى مع متطلبات تنمية اقتصادية واجتماعية؟ كل هذه أسئلة تطرح تحدي أمام الدول التي انخرطت فعليا في مكافحة نتائج وتأثيرات التغيرات المناخية. أكيد أن هنالك العديد من القطاعات يجب أن تحظى باهتمام زائد، ومن بينها قطاع الطاقة. فالطاقة هي أحد المحركات الاساسية للاقتصادي العالمي، والكل يعي جيدا أن المصادر التقليدية المعتمدة حاليا بشكل واسع ستصل إلى قمة إنتاجها في أقل من ثلاثين سنة، عندها سنكون مجبرين على تغيير النظام الطاقي الحالي. والملاحظ أن العالم يتجه بخطى ثابتة نحو نظام يعتمد بشكل متنام المصادر البديلة وخاصة المصادر الطاقية المتجددة، ونظرا للتطورات البيئية والاقتصادية الحديثة التي طرأت في ميدان الطاقة، فالكل مقتنع بأن الطاقات المتجددة ستستأثر بحصة إنتاجية جد مهمة في المنظومة الطاقية المستقبلية. ويتوقف اعتماد هذه المصادر لإنتاج الطاقة الكهربائية بشكل واسع في المقام الأول على الفعالية وكلفة الإنتاج.
المخزون الطاقي العربي البديل
يقع العالم العربي في الحزام الشمسي، بحيث تصل الطاقة الإشعاع الشمسي التي تتوصل بها أراضيه سنويا عشرات أضعاف المخزون العربي من النفط. فمتوسط الإشعاع الحراري بالمنطقة يتراوح ما بين 1900 إلى 2800 كيلوواط ساعة للمتر المربع في السنة. وبما أن كفاءة تحويل الطاقة الإشعاعية الحرارية إلى كهرباء تقدر بالمعدل 15%، قد يصل إنتاج الكهرباء من أصل حرارة شمسية ما بين 285 و420 جيغاواط ساعة للكيلومتر مربع بالسنة (في المتوسط 352 جيغاواط ساعة للكيلومتر مربع بالسنة). وتزيد مساحة الصحراء بالدول العربية عن 10مليون كيلو متر مربع بكثير، وباستغلال 0,01 في المائة فقط من هذه المساحة أي ألف كيلومتر مربع، فبإمكان العالم العربي انتاج ما يفوق 3,52 تيغاواط ساعة بالسنة.
تطوير تكنولوجيات تخزين ونقل الطاقة الكهربائية: رغم تصاعد إنتاج الكهرباء من أصل متجدد خلال العقود الأخيرة، فلازال عامل عدم استقراره يعيق إدماجه في المنظومة الطاقية بشكل واسع. واعتماد هذا الإنتاج المتقلب بشكل أساسي في تغطية الطلب يمكن أن ينتج عنه مشاكل تقنية على مستوى الشبكة الكهربائية، مما يستوجب اللجوء إلى تطوير الشبكة الكهربائية وتحسين كفاءتها وهو ما يعرف حاليا بالشبكة الكهربائية الذكية وتطوير تقنيات التخزين لدعم توسيع إنتاج الطاقة المتجددة.
يعتبر تخزين الطاقة حلقة أساسية في المنظومة الطاقية الحالية واعتمادها في المستقبل أمر ضروري. غالبا لا تسمح خصائص المصادر الطاقية الأصلية بالاستجابة اللازمة للطلب على الطاقة في المكان والزمان المطلوبين. ولتحقيق تطابق فعلي بين العرض والطلب على الطاقة لابد من توفير قدرات مهمة من الطاقة المخزونة. عموما، يمكن خزن الطاقة الكهربائية مباشرة في الموصلات فائقة التوصيل أو في مكثفات كهربائية فائقة أو بشكل غير مباشر بتحويلها إلى أشكال طاقية أخرى قابلة للتخزين، وهي إما طاقة كامنة يتم تخزينها عن طريق ضخ الماء إلى مستويات عليا أو عن طريق ضغط الهواء في خزانات يتلاءم حجمها مع حجم الطاقة المراد خزنها. وإما طاقة كيميائية يتم تخزينها في بطاريات أو لإنتاج الهيدروجين واستعماله فيما بعد كحامل طاقي. عموما يتم اللجوء لعمليات تخزين الطاقة لهدف تحسين تشغيل محطات الإنتاج والرفع من مردوديتها وذلك بالتوفيق بين أوقات الطلب الأدنى على الطاقة وعند الذروة. وكذلك لتجنب انقطاع التيار الكهربائي وتحقيق استقرار التوتُر والتواتر بالشبكة الكهربائية. وسنكتفي في بقية هذه الفقرة بالتركيز على التخزين عن طريق الضخ وعن طريق إنتاج الهدروجين.
يُعتبر التخزين عن طريق الضخ الماء امتداد للإنتاج الكهرومائي، ويتميز بسعة خزن مهمة بالمقارنة مع التقنيات الأخرى، ويسمح بتوسيع استغلال واستعمال المصادر الطاقية المتجددة. ويرتكز التخزين عن طريق الضخ على تخزين الفائض من الكهرباء أو الكهرباء من أصل متجدد بضخ الماء من خزان مائي بمستوى أدنى إلى آخر على مستوى مرتفع، ويتم التخزين أوفي شكل طاقة كامنة. لاستخلاص الكمية الطاقية المختزنة عند الحاجة، ندع الماء يندفع نحو العنفة لإنتاج الطاقة الكهربائية من جديد. يتميز عموما هذا النظام بمردود جيد يصل إلى 80 % حسب الفرق بين مستوى الخزانين للماء.
التخزين الطاقي بإنتاج الهيدروجين واستعماله
لقد أصبح اعتماد الطاقات المتجددة ضرورة لتنويع المصادر الطاقية. لكن عدم استقرار إنتاج هذه المصادر لا يسمح بتقييم واستغلال هذه المصادر إلا محليا. ولتوسيع الاستعمال وخاصة في ميدان النقل الذي يستهلك سنويا نصف استهلاك الطاقة على الصعيد العالمي، يجعل اللجوء إلى التخزين الكيماوي للطاقة اختيارا ضروريا في المستقبل. والحامل الطاقي المرشح للعب دور رئيسي في النقل وإنتاج الكهرباء من خلال أبحاث العلماء واهتمامات الصناعيين هو الهيدروجين. يمكن استعمال الكميات الطاقية الكهربائية الناتجة عن تحويل الطاقات المتجددة والغير المستعملة مباشرة في الشبكة الكهربائية في إنتاج وخزن الهيدروجين، واستعماله فيما بعد عند الطلب. في حين يستجيب التحليل الحراري والتحليل بالكيمياء الحرارية للماء لإنتاج الهيدروجين بتكلفة مرتفعة نسبيا، يتميز التحليل الكهربائي للماء لإنتاج الهيدروجين بأقل تكلفة وأعلى مردود مما يرشحه للَّعب دور هام في الاقتصاد هيدروجيني المستقبلي
الشبكة الذكية لنقل وتوزيع الطاقة الكهربائية
منذ أواخر القرن التاسع عشر عملت شبكات الكهرباء على نقل الطاقة الكهربية في اتجاه واحد من محطات التوليد الكهرباء إلى أماكن الاستهلاك. ويحرص منتجو الطاقة الكهربائية باستمرار على تطابق الإنتاج مع الطلب على الطاقة للمحافظة على استقرار نظام بشكل عام. وأي اختلال في الاستقرار يؤدي إلى تغيير في تردد التيار الكهربائي وقد يصل في أقصى الحالات إلى اختلال النظام ككل وانهيار شبكة توزيع الكهرباء. ولهذا فإدماج إنتاج المصادر الطاقية المتجددة المتقلبة أصلا إلى هذا النظام المعقد، يشكل تحدي يجب التغلب عليه بتطوير الشبكة الكهربائية.
تجارب مغربية رائدة
مركب “نور” للطاقة الشمسية بورزازات، أول محطة للطاقة الشمسية يتم انجازها من قبل الوكالة المغربية للطاقة الشمسية أكبر مركب للطاقة الشمسية بالعالم بطاقة إنتاجية إجمالية تصل إلى 580 ميغاواط يتألف مركب الطاقة الشمسية “نور”، المنجز على مساحة أزيد من 3 آلاف هكتار، من أربع محطات للطاقة الشمسية متعددة التكنولوجيات تتماشى مع المعايير الدولية، سواء على المستوى التكنولوجي أو البيئي، كما تضم منصة للبحث والتنمية تمتد على مساحة أزيد من 150 هكتار وتعتمد محطة “نور 1″، أول محطة ضمن مركب الطاقة الشمسية “نور ورزازات” والمتوقع أن تصل طاقتها الإنتاجية إلى 160 ميغاواط، والتي أعطى صاحب الجلالة الملك محمد السادس، ، اليوم الثلاثاء، انطلاقة العمل بها، على نمط التوليد المستقل للطاقة. وتستخدم هذه المحطة، المشيدة على مساحة تناهز 480 هكتارا، تكنولوجيا الطاقة الشمسية الحرارية بالاعتماد على ألواح لاقطة مقعرة بقدرة تخزين حراري تصل إلى ثلاث ساعات كما تتبنى المحطتان الثانية والثالثة من مركب الطاقة الشمسية نور (نور 2 ونور 3)، والتي أعطى جلالة الملك انطلاقة أشغال انجازهما، أسلوب التوليد المستقل للطاقة وسيتم تشييد محطة “نور 2″ ، التي تبلغ طاقتها الإنتاجية 200 ميغاواط وسبعة ساعات للتخزين، (810 مليون اورو) على مساحة 680 هكتار مع الاعتماد على التكنولوجيا الحرارية الشمسية من خلال ألواح لاقطة مقعرة.
أما محطة “نور 3 “، فسيتم تطويرها باستخدام التكنولوجيا الحرارية الشمسية مع برج، وستبلغ قدرتها الإنتاجية 150 ميغاواط، وستمتد على مساحة 750 هكتار بقدرة 8 ساعات للتخزين بكلفة 645 مليون اورو وفي ما يتعلق بمحطة “نور 4″، الشطر الأخير من مركب الطاقة الشمسية نور، فسيتم تشييدها على مساحة تناهز 210 هكتار وتعتمد تكنولوجيا الطاقة الشمسية الضوئية، بطاقة إنتاجية دنيا تقدر ب 70 ميغاواط ومن شأن هذه المشاريع الأربعة المكونة لمركب الطاقة الشمسية (نور ورزازات) أن تجعل من هذا الأخير أضخم موقع لإنتاج الطاقة الشمسية متعددة التكنولوجيا في العالم بطاقة إنتاجية تصل إلى 580 ميغاواط وغلاف استثماري يبلغ 24 مليار درهم دون احتساب البنيات التحتية المشتركة المنجزة من قبل الوكالة المغربية للطاقة الشمسية والمكتب الوطني للكهرباء والماء الصالح للشرب من أجل تلبية حاجيات المتعهدين هذه المشاريع الثلاثة، ستعزز بمحطة رابعة تعتمد الألواح الضوئية، ستجعل من “نور ورزازات” أكبر مركب لإنتاج الطاقة الشمسية متعددة التقنيات على الصعيد العالمي، يمتد على 3 آلاف هكتار بطاقة إجمالية تناهز 580 ميغاوات وباستثمار إجمالي يفوق 24 مليار درهم تطمح المملكة المغربية التي تستورد 94% من حاجاتها من الطاقة إلى تغطية 42% من حاجتها بواسطة الطاقات المتجددة بحلول 2020، عبر الاستفادة من الشمس والريح والطاقة الكهرومائية يخطط المغرب لإنشاء محطات شمسية في مناطق أخرى من شأنها، بحسب الأرقام الرسمية، خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بحوالي تسعة ملايين طن سنوياً ابتداء من 2020.
ويدخل هذا المشروع ضمن تخفيف عبء إنفاق المغرب على الطاقة، وفي إطار التزام المغرب بخفض انبعاثاته من غازات الدفيئة بنسبة 13% بحلول سنة 2020 بجهد مالي ذاتي قدره 10 مليارات دولار.
