التصميم: أنس البنّي : شترستوك

قد تساهم محطات الرياح البحرية بإنتاج كميات كبيرة من الطاقة يفوق حجم الاستهلاك العالمي، لكن هناك مجموعة من التحديات المتمثلة ببعض الإجراءات والتنظيمات الإدارية. وتشير تقديرات وكالة الطاقة الدولية في تقرير لها للعام 2019 إلى أن قدرة الرياح البحرية تعادل ما يقارب 18 ضعف الإنفاق العالمي على الطاقة.

وتشهد هذه الصناعة تطورًا متزايدًا، حيث تقوم العديد من الدول حول العالم بتعزيز دور محطات الرياح البحرية والاستثمار في هذا القطاع، كما ستحظى 35 دولة تقريبًا بتوربينات للرياح البحرية بحلول العام 2030، وهو ما يقارب ضعف عدد الدول المشاركة اليوم.

وذكر تقرير صادر عن شركة جلوبال ماركت إنسايتس “أن سوق طاقة الرياح البحرية قد بلغ 47.5 مليار دولار أمريكي في العام 2022” ويُتوقع أن يتجاوز معدل النمو السنوي المركب نسبة 16.2% ما بين العام 2023 و2032.

وتؤكد ريبيكا ويليامز، الرئيسة العالمية للرياح البحرية في مجلس طاقة الرياح العالمي، على أهمية الرياح البحرية وأنها ستكون محور نظام الطاقة في العالم بحلول العام 2050.

وتتميز الطاقة الناتجة عن الرياح البحرية بأنها خالية من الانبعاثات ولا تؤثر على الحياة البرية لأنها لا تحتاج إلى مساحات كبيرة من اليابسة ولا يحيطها السكان، وبما أنها رياح بحرية فمن غير الممكن أن تشكل رياحًا مدمرة تؤثر على عمل التوربينات على اليابسة. ومن جهة أخرى، كلما زادت قوة الرياح وحركتها المنتظمة، زادت كميات الكهرباء الناتجة.

وتشمل فوائد محطات الرياح البحرية، إضافة للمزايا البيئية، إمكانية النمو الاقتصادي في هذا القطاع وتوفير ملايين الوظائف في العالم، كما يرى الخبراء.

العنوان: بلغ عدد الدول التي اعتمدت اتفاقية باريس في ديسمبر 2015 مئة وست وتسعين دولة الصورة أرناود بويسو

ولتحقيق الهدف الذي نص عليه اتفاق باريس للمناخ 2015 والمتمثل في وضع حد لارتفاع درجة الحرارة بمقدار 1.5 درجة، يجب أن تصل الزيادة في إنتاج توربينات الرياح البحرية إلى أربعة أضعاف وفقًا لمجلس طاقة الرياح العالمي.

وفي هذا الصدد، قالت ريبيكا: “تحظى الرياح البحرية بمكانة مركزية في إطار الطموحات العالمية لتحقيق مستقبل خالٍ من الوقود الأحفوري، ويساهم في الحد من ارتفاع درجات الحرارة العالمي بنسبة 1.5 درجة، ويتطلب ذلك إمكانات عالمية تتجاوز الـ (365) غيغا واط بحلول العام 2030”.

وقد وافقت الوكالة الدولية للطاقة المتجددة على ذلك، مطالبة بالمزيد من النمو، للوصول إلى 2 تيرا واط بحلول العام 2050 لتحقيق هدف 1.5 درجة سيليزية. ومن ناحية ثانية، يشير حجم التطور في الوقت الحاضر إلى أن الإنتاج العالمي سيتمكن من تحقيق 66% فقط من هذا الهدف في العام 2030.

الجدير بالذكر أن الدول الغنية بالمصادر أيضًا تركز على إمكانات الرياح البحرية. ففي دولة الإمارات مثلًا، دخلت كل من شركة الطاقة المتجددة مصدر وشركة الإنشاءات البترولية الوطنية في العام 2022 للبحث في هذه التكنولوجيا.

وصرح محمد جميل الرمحي، الرئيس التنفيذي في مصدر، في الموقع الإلكتروني offshorewin.biz: “قد تلعب جهودنا المشتركة مع الاستفادة من الخبرات العالمية كل وفقًا لاختصاصه، دورًا محوريًا في تحقيق أهداف الطاقة النظيفة التي وضعتها دولة الإمارات ودعم مساعي الدولة في مجال الحياد الكربوني”.


وتمتلك مصدر حصة في محطة الرياح البحرية (هايويند سكوتلاند)، كما وقعت في العام 2022 اتفاقية مع شركة كوزمو إنيرجي تهدف من خلالها إلى البحث في المشاريع المتعلقة بالرياح البحرية في اليابان. وتعتبر هايويند أول محطة عائمة لطاقة الرياح البحرية في العالم.

وعلى الرغم من ذلك، توجد بعض المشكلات التي تواجه طاقة الرياح البحرية.

الصورة: شترستوك

يصعب بناء المحطات في المياه العميقة، حيث تتميز بارتفاع تكاليفها وصعوبة المحافظة عليها مع وجود بعض المخاطر التي تؤدي إلى تلفها نتيجة تعرضها للأمواج العالية والرياح القوية أثناء العواصف، كما يعني الوصول للهدف 2 تيرا واط إنفاق حوالي 500 مليار دولار أمريكي خلال هذا العقد و3 تريليون دولار أمريكي بحلول العام 2050، وذلك وفقًا لريبيكا ويليامز.

وتتميز الطاقة الناتجة عن الرياح البحرية بأنها خالية من الانبعاثات ولا تؤثر على الحياة البرية لأنها لا تحتاج إلى مساحات كبيرة من اليابسة ولا يحيطها السكان، وبما أنها رياح بحرية فمن غير الممكن أن تشكل رياحًا مدمرة تؤثر على عمل التوربينات على اليابسة. ومن جهة أخرى، كلما زادت قوة الرياح وحركتها المنتظمة، زادت كميات الكهرباء الناتجة.

ويجري في الوقت الحالي استخدام نوعين من التوربينات البحرية، المثبتة في قاع المحيط والعائمة كما هو الحال في محطة هايويند.

وتصل أعمق التوربينات المثبتة في قاع المحيط إلى عمق 57.4 مترًا، ويعني ذلك أنها يجب أن تكون أقرب إلى الشاطئ في المياه قليلة العمق.

ويمكن بناء التوربينات العائمة في مياه أكثر عمقًا، حيث تساهم تلك التوربينات الموجودة في المياه الأكثر عمقًا والشواطئ البعيدة بإنتاج كميات كبيرة من الطاقة لأنها تستفيد من الرياح العالية والمتواصلة، إضافة لعدم وجود حواجز بالقرب منها تعيق حركتها.

تستهلك التوربينات في المياه العميقة، والتي يبلغ طولها أكثر من 490 قدم، وقتًا كبيرًا للتخفيف من أثر التحديات التي تواجهها، كالأعاصير.

لذلك، قام فريق من الباحثين في جامعة كولورادو مؤخرًا ببحث الطرق الممكنة التي تساهم في الحد من تلك المشكلات، حيث تعاون الفريق في تصميم شفرة جديدة تقوم فكرتها على شجرة النخيل التي تتمتع بقدرة متميزة في التحكم بالعواصف القوية.

يستعين التصميم بمواد خفيفة والذي يمكن أن يخفض من التكلفة ويجعل الهيكل أقل عرضة للتلف في حالات الرياح القوية، كما تتيح إمكانية الحصول على توربين واحد كبير الحجم بدلًا من العديد من التوربينات الصغيرة، الأمر الذي سيقلل من تكاليف التركيب والمواد.

وتمكن الباحثون من أن يدوم تصميمهم لوقت أطول مقارنة بالتوربينات المتوفرة في الوقت الحاضر، حيث تستمر مدة فعالية تصميمهم إلى ما يقارب 20 عامًا.

تولي بعض الدول حماية التوربينات أهمية كبيرة، في حين تعاني دول أخرى من صعوبات كثيرة في تنفيذ المشاريع نتيجة للقوانين التي تضعها تلك الدول.


مثلًا دولة فيتنام، والتي تمتلك خط ساحلي طويل يزيد على 3,000 كيلو متر ورياح يمكن أن تصل إلى 10 أمتار في الثانية، تحظى بإمكانية أن تصبح رائدة في الرياح البحرية في منطقة جنوب شرق آسيا. ومن جهة أخرى، تشير التقديرات الواردة في دراسة للعام 2020 صادرة عن الوكالة الدولية للطاقة المتجددة إلى أن عملية الانتقال من المرحلة الابتدائية من المشروع إلى العمليات الفعلية تحتاج إلى سبع سنوات، حيث تمثل الأعوام الخمسة الأولى مرحلة تطوير المشروع.

أضافت ريبيكا: “تحتاج العديد من الأسواق إلى بناء القطاع من البداية”.

وتتمثل أحد المعوقات الرئيسة التي تحول دون الحصول على الموافقات في عدم الإلمام بتأثيراتها على الحياة البحرية، فقد يساهم تطوير طاقة الرياح البحرية في توفير مورد غير محدود من الطاقة لكن تعتبر حماية المنظومات البيئية في المحيطات أمرًا في غاية الأهمية أيضًا.

تتضارب المعلومات في الوقت الراهن حول آثار محطات الرياح البحرية على الحياة البحرية. وتؤكد الدراسة التي قام بها فريق من تحالف الباسك للبحوث والتكنولوجيا عام 2022 على ضرورة توفر المزيد من المعلومات حول ذلك وأنه من الممكن فهم تلك الآثار جميعها في حال إجراء عدد كبير من الدراسات تشمل مناطق ذات مساحات كبيرة، لا سيما أن معظم المنشورات الحالية تغطي مساحات صغيرة وقريبة من الشاطئ ومحطات ذات عدد قليل من التوربينات. وتشير الدراسة أيضًا إلى أهمية مراقبة المنظومات البيئية وحمايتها.

الصورة: شترستوك

وتمثل الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في الولايات المتحدة واحدة من المؤسسات التي تعمل لضمان حماية الحياة البحرية من التطور في مجال الرياح البحرية، حيث تساهم في تزويد مطوري الرياح البحرية ببحوث تركز على أثر الحياة البحرية والذي يمكن أن يعزز القرارات المتمحورة حول موقع بناء المحطة وعملية الإنشاء والتشغيل حال بدئها بالعمل.

يذكر أن ريبيكا ويليامز متفائلة حول مستقبل محطات الرياح البحرية العائمة والثابتة، حيث قالت: “يوجد مجموعة من التحديات اللازمة لتطوير هذا القطاع الضخم الذي يعتبر منارة أمل بالنسبة للتعاونات الدولية في مجال العمل المناخي. وتساهم المبادرات كمبادرة التحالف العالمي لطاقة رياح البحر التي أسسها كل من مجلس طاقة الرياح العالمي والوكالة الدولية للطاقة المتجددة وحكومة الدنمارك بهدف جمع الدول من كافة أنحاء العالم، لمشاركة الخبرات والمعارف التي تجعل من احتمالية توفير الطاقة النظيفة واقعًا فعليًا”.

تحفز الرياح القوية والمنتظمة، في المياه العميقة، التوربينات على إنتاج كميات كبيرة من الطاقة تفوق الكمية الناتجة عن رياح اليابسة والمناطق القريبة من الشواطئ.

انضم لقائمتنا البريدية

احصل على آخر المقالات والأخبار والتحديثات الأخرى من مجلة
مراجعة جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا