عرفت المنطقة العربية الطاقة الكهرومائية -التي تُعَد أحد أنواع الطاقة النظيفة- منذ عدة قرون؛ إذ اتجه البعض منهم إلى استخدامها -مع تميزها بوفرة المياه- في توليد الكهرباء عبر السدود.
وبحسب تقرير سوق الطاقة الكهرومائية الصادر مؤخرًا عن وكالة الطاقة الدولية، استطاعت الطاقة الكهرومائية توفير سُدس الكهرباء المنتجة عالميًا عام 2020، وبذلك تكون أكثر من كل مصادر الطاقة المتجددة الأخرى مجتمعة.
ورغم انتشار الطاقة المائية على المستوى العالمي؛ فقد توقعت وكالة الطاقة، في تقريرها، تباطؤ نمو سعة الطاقة المائية عالميًا خلال العقد الحالي؛ إذ رأت أن النمو المتوقع في العقد الثالث من هذا القرن، أقلّ بنسبة 25% تقريبًا من التوسع الذي شهدته قدرة الطاقة الكهرومائية في العقد السابق.
وتوقع تقرير صادر عن شركة أبحاث الطاقة ريستاد إنرجي أن تبلغ سعة الطاقة الكهرومائية المركبة عالميًا، خلال العام الجاري، أكثر من 1200 غيغاواط لأول مرة على الإطلاق.
وفيما يلي ترصد وحدة أبحاث الطاقة أبرز الدول العربية التي تستخدم الطاقة المائية -باعتبارها مصدرًا نظيفًا- في توليد الكهرباء.
الطاقة الكهرومائية في مصر
تُعَد مصر من أبرز الدول العربية التي عرفت الكهرباء المولّدة من الماء منذ عقود؛ إذ بدأت البلاد في اتخاذ أولى خطواتها نحو استغلال فيضان النيل وتخزين المياه لتوليد الكهرباء منذ عام 1953 عندما أنشأت محطة كهرباء خزان أسوان الأولى.
وفي عام 1960، بدأت مصر ببناء السد العالي الذي يوصف بأنه أحد أكبر السدود في العالم؛ بهدف حماية البلاد من الفيضانات العالية التي كانت تُغرق القرى، مع استغلال ذلك الفيضان في توليد الكهرباء.
وفي أكتوبر/تشرين الأول من عام 1967، انطلقت أول شرارة للتيار من محطة كهرباء السد العالي، والتي أصبحت منذ ذلك الوقت أكبر مصدر للطاقة الكهرومائية حتى الآن.
ويبلغ حاليًا إجمالي قدرات الطاقة الكهرومائية في مصر -بحسب آخر البيانات الصادرة من وزارة الكهرباء- نحو 2.832 ألف ميغاواط، من إجمالي 5.878 ألف ميغاواط القدرة الحالية للطاقة المتجددة ككل في البلاد.
وتنقسم قدرات الطاقة المائية في مصر بين السد العالي الذي ينتج في الوقت الراهن نحو 2.1 ألف ميغاواط، وخزان أسوان1 بقدرة 280 ميغاواط، وخزان أسوان2 بقدرة 270 ميغاواط.
وتنقسم كذلك بين قناطر إسنا قدرة 86 ميغاواط، وقناطر نجع حمادي بقدرة 64 ميغاواط، وقناطر أسيوط بقدرة 32 ميغاواط.
الطاقة الكهرومائية في الجزائر
عرفت الجزائر كذلك الطاقة المائية منذ عدة عقود؛ إذ بدأ تاريخ إنتاج الكهرباء في البلاد عبر إنشاء أول محطة تعمل باستغلال الطاقة المائية.
وفي عام 1910، وضعت الدولة أول محطة كهرباء تعمل بالطاقة المائية بقدرة 4.2 ميغاواط في مضيق قرية رملية بولاية قسنطينة، وفقًا لبيانات الشركة الجزائرية لإنتاج الكهرباء، التي اطلعت عليها وحدة أبحاث الطاقة.
وتأتي الطاقة الكهرومائية باعتبارها ثالث أكبر مورد للكهرباء في الجزائر بعد الوقود الأحفوري “النفط والغاز”؛ إذ تمتلك البلاد في الأجزاء الشمالية منها نحو 13 محطة للطاقة الكهرومائية تستفيد من ارتفاع مستويات هطول الأمطار.
وتسعى الجزائر إلى توليد 15 ألف ميغاواط من الكهرباء عبر مصادر الطاقة المتجددة بحلول 2035، بمعدل نمو 1000 ميغاواط سنويًا؛ إذ من المتوقع تشغيل 1000 ميغاواط من منشآت الطاقة المتجددة خارج الشبكة بحلول 2030، نقلًا عن موقع منتدى الطاقة العالمي.
ووفقًا لوكالة الأنباء الجزائرية، تعمل البلاد على تأهيل محطات الطاقة الكهرومائية التي خرجت عن الخدمة، مع دراسة إمكانية استغلال الوديان والمجاري المائية في توليد الطاقة الكهرومائية عبر المحطات الكهرومائية الصغيرة والمصغرة.
ونقلت وكالة الأنباء عن مصدر، في مارس/آذار الماضي، اعتزام الجزائر إطلاق مشروع نموذجي للاستهلاك الذاتي عبر محطة مصغرة ودراسة الجدوى لإنتاج الطاقة الكهروضوئية العائمة على مستوى سد بني هارون.
الطاقة الكهرومائية في العراق
يمتلك العراق العديد من السدود التي يقيم عليها محطات لإنتاج الكهرباء عبر الطاقة المائية، تُسهم بأكثر من 2500 ميغاواط بمنظومة الكهرباء في البلاد.
ويوجد في العراق نحو 8 سدود أقيمت عليها محطات لتوليد الطاقة الكهرومائية، أقدمها سد “دوكان” الذي أنشئ عام 1959 وينتج نحو 400 ميغاواط من الكهرباء، وفقًا لرصد لوكالة الأنباء العراقية.
وفي عام 1986، أنشأ العراق أكبر سدوده على نهر دجلة، وأكثرها إنتاجًا للطاقة الكهرومائية بقدرة تصل إلى 1.050 ألف ميغاواط.
كما أنشأت البلاد سدًا “حديثة” على نهر الفرات عام 1986 الذي يقع فيه ثاني أكبر محطات الطاقة الكهرومائية في العراق بطاقة تصميمية تصل إلى 660 ميغاواط.
ولدى العراق كذلك سد دربندخان بقدرة بلغت 240 ميغاواط من الطاقة الكهرومائية، وسد سامراء على نهر دجلة بقدرة توليد 84 ميغاواط، وسد حمرين بطاقة 50 ميغاواط، وسد الهندية بقدرة توليد 15 ميغاواط، وسد الكوفة بسعة 5.44 ميغاواط.
الطاقة الكهرومائية في المغرب
تُسهِم الطاقة المائية في القدرة الإجمالية لتوليد الكهرباء في المغرب.
وتصنف المملكة بأنها أكثر الدول سعيًا نحو التحول إلى الطاقة المتجددة لتقليل اعتماد البلاد على الوقود الأحفوري في توليد الكهرباء توفيرًا للنفقات، وكذلك للمشاركة في مواجهة تغيرات المناخ؛ إذ تشير التقديرات إلى أن المغرب من أكثر البلاد عرضة لها.
وتُسهِم الطاقة المائية بنحو 1770 ميغاواط من القدرة الاجمالية لتوليد الكهرباء في البلاد؛ إذ استطاع المغرب بنهاية العام الماضي رفع نسبة الطاقة المتجددة في توليد الكهرباء إلى 37%، وفقًا لوزير الطاقة والمعادن والبيئة، عزيز رباح.
وتتوزع القدرة الإجمالية للطاقة المتجددة في المغرب، التي وصلت إلى نحو 3.950 ألف ميغاواط، بين 750 ميغاواط من الطاقة الشمسية و1.430 ألف ميغاواط طاقة رياح و1.770 ألف ميغاواط طاقة كهرومائية، بحسب البيانات التي اطلعت عليها وحدة أبحاث الطاقة.
الطاقة الكهرومائية في الإمارات
تنفّذ الإمارات في الوقت الراهن محطة كهرومائية في منطقة حتا بإمارة دبي، تصفها البلاد بأنها الأولى من نوعها في منطقة الخليج العربي باستثمارات تصل إلى 1.42 مليار درهم إماراتي (386.59 مليون دولار).
وبحسب هيئة كهرباء ومياه دبي، تهدف المحطة الكهرومائية للاستفادة من المياه المخزنة في سد حتا بدبي لتوليد الكهرباء؛ إذ ستبلغ القدرة الإنتاجية للمحطة 250 ميغاواط، بينما تصل سعة المحطة التخزينية إلى 1.500 ألف ميغاواط في الساعة.
وتؤكد الهيئة أن المحطة الكهرومائية ستسهم في تحقيق إستراتيجية دبي للطاقة النظيفة 2050 والتي تتضمن توفير 75% من القدرة الإنتاجية للطاقة في دبي، وبعمر افتراضي حتى 80 عامًا.
ووصلت نسبة الإنجاز في المحطة الكهرومائية بسد حتا، التي تنفذها هيئة كهرباء ومياه دبي، إلى 35% بنهاية ديسمبر/كانون الأول 2021.
وتعتمد تكنولوجيا إنتاج الكهرباء من المحطة الكهرومائية على المياه المخزنة في سد حتا وسد آخر علوي في المنطقة الجبلية.
محددات لتسريع نمو الطاقة الكهرومائية
تؤكد الوكالة الدولية للطاقة، في تقرير سوق الطاقة الكهرومائية الصادر مؤخرًا -الذي اطلعت عليه وحدة أبحاث الطاقة- أن هناك حاجة ملحّة للنمو السريع بمشروعات الطاقة الكهرومائية حتى عام 2030؛ للوصول إلى الحياد الكربوني بحلول عام 2050.
وقالت إن الطاقة الكهرومائية توفر مرونة غير مسبوقة، وخدمات تخزين مطلوبة تضمن أمن الطاقة؛ إذ تعمل على توفير المزيد من الطاقة الشمسية والرياح على الشبكة.
وفي تقريرها، رصدت وكالة الطاقة الدولية محددات تساعد على تسريع نمو الطاقة الكهرومائية؛ أبرزها وضع الطاقة الكهرومائية في مقدمة جدول أعمال سياسة الطاقة والمناخ، وكذلك فرض معايير قوية للاستدامة وقواعد مبسطة لتطوير الطاقة الكهرومائية.
وشددت كذلك على ضرورة الاعتراف بدور الطاقة الكهرومائية في أمن الكهرباء وإبراز قيمتها، وتضمّنت محدداتها أيضًا اتخاذ بعض الإجراءات لتحفيز تحديث قدرات محطات الطاقة الكهرومائية.
وطالبت بدعم التوسع في تخزين الطاقة الكهرومائية التي تُضَخ، مع إيجاد التمويل بتكلفة معقولة لتنمية الطاقة الكهرومائية في دول الاقتصادات النامية.
الجفاف يهدد الطاقة الكهرومائية
تأتي الدول العربية من ضمن قائمة الدول المعرضة لتأثيرات تغيرات المناخ بشكل كبير، ومنها مشكلة الجفاف ونقص المياه، وهو ما يهدد مشروعات الطاقة الكهرومائية ويحد من التوسع في تلك المشروعات.
وكان خبراء في الجزائر قد أكدوا أن إنتاج الكهرباء المولّدة من السدود تشهد حالة من التراجع بسبب قلة سقوط الأمطار، مع التسرب السريع لمياه الأمطار نحو البحر، وفقًا لما نقلته وكالة الأنباء الجزائرية.
وفي السياق نفسه، بدأ المغرب أيضًا يشعر بآثار تغيّرات المناخ؛ إذ تشير توقعات إلى زيادة متوسط درجات الحرارة السنوية في البلاد بين 1.1 و3.5 درجة مئوية بحلول 2060، وفقًا لما نقلته هيئة الإذاعة البريطانية (بي بي سي).
وتوقّع معهد ماكس بلانك للكيمياء ارتفاع درجات الحرارة بمنطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا مرتين أسرع من المتوسط العالمي.
بدوره، حذّر معهد الموارد العالمية من تعرّض الموارد المائية للمغرب لضغوط كبيرة مع توقعات بانخفاض هطول الأمطار بحلول نهاية القرن بين 20 و30%.
وبالفعل تعرّض المغرب خلال السنوات الأخيرة لنقص المياه، في الوقت الذي تعتمد فيه البلاد على الزراعة بشكل كبير، وهو ما دفع سكان المناطق التي شهدت نقص المياه للاحتجاج والاعتراض.
اقرأ أيضًا: الطاقة الكهرومائية.. هل تكون الحل الأفضل لتوليد الكهرباء في أفريقيا؟
أصبحت الطاقة الكهرومائية حلًا سحريًا لأزمة الكهرباء في أفريقيا التي تنعم بالموارد المائية الوفيرة، ولكنها ما زالت متأخرة عن استكشاف مصادر الطاقة المتجددة، في وقت أصبح فيه نقص الكهرباء قضية عالمية حساسة، ويعانيها سكان القارة السمراء.
ووفقًا للبنك الدولي، لا يحصل واحد من كل 3 أفارقة على الكهرباء، ما يؤدي إلى حرمان الناس من الإنارة لساعات ويعوق النمو الاقتصادي في المنطقة.
وتشير التوقعات إلى أن سكان البلدان الأفريقية جنوب الصحراء الكبرى سيكونون الأكثر تضررًا من نقص الكهرباء، حسبما نشرت مجلة “إي إس آي أفريكا”.
الطاقة المتجددة في أفريقيا.. أكثر 5 دول استفادة (إنفوغرافيك)
ويرى محللون أن عدد الأفارقة المحرومين من الكهرباء والإنارة سيزداد بحلول عام 2030 إذا لم تُتخذ تدابير لحل نقصها، لهذا تخطط أفريقيا لاتخاذ مبادرات للاستفادة القصوى من مواردها المائية وتوليد الكهرباء وتوفير الطاقة النظيفة للمناطق الريفية والمتخلفة.
توليد الكهرباء من مصادر متجددة
تمثّل مولدات الطاقة الكهرومائية حلًا فاعلًا ومستدامًا في أفريقيا التي طالما واجهت مشكلات في إمدادات الطاقة بسبب الافتقار إلى التقدم التكنولوجي.
وأفاد تقرير لشركة أبحاث واستشارات السوق “فيوتشر ماركت إنسايتس” عن سوق مولدات الطاقة الكهرومائية، بأن المولدات المائية المدمجة أصبحت شائعة في جميع أنحاء أفريقيا، نظرًا إلى أدائها المتفوق.
ومع سعي أفريقيا لنشر الطاقات المتجددة المتغيرة، تبرز الحاجة ليس فقط لتحديث محطات الطاقة الكهرومائية الحالية، وإنما لتطوير قدرات الطاقة الكهرومائية الجديدة.
وفي هذا السياق، تركز الخطط الأساسية لنظام الكهرباء لتجمُّع شرق أفريقيا للطاقة (إي إيه بي بي) وتجمُّع الكهرباء في جنوب أفريقيا (إي إيه بي بي) على تحسين سعة الطاقة الكهرومائية بشكل كبير في السنوات المقبلة.
وتُعدّ الطاقة المستدامة في طليعة برامج التنمية الوطنية في جميع أنحاء المنطقة، إذ تتضمن 45 من أصل 53 مساهمة أفريقية محددة وطنيًا، بموجب اتفاقية باريس للمناخ، أهدافًا طموحة للطاقة المتجددة.
وتتماشى هذه الجهود مع أهداف برنامج تطوير البنية التحتية لأفريقيا (بي آي دي إيه)، وهي مبادرة على مستوى القارة تستثمر إمكانات الطاقة المتجددة الهائلة في أفريقيا وتقر بالحاجة إلى شبكات كهرباء كبيرة.
زيادة الطلب خلال سنوات
من ناحيته، يعطي ممر النقل بين الشمال والجنوب من مصر إلى جنوب أفريقيا الأولوية الآن لشبكات الكهرباء ومشروعات الطاقة الكهرومائية واسعة النطاق. وبناءً على ذلك، من المتوقع أن يزداد الطلب على المولدات الكهرومائية في أفريقيا في السنوات المقبلة.
ودخلت مؤسسة “ماي هايدرو” في شراكة مع شركة تصنيع التوربينات الأميركية ومطور الطاقة الكهرومائية “ناتيل إنرجي” لتوريد مولدات “ناتيل” المائية الآمنة للأسماك إلى أفريقيا.
وتُعد هذه التوربينة المائية توربينة معياري منخفض الرأس وتعمل برؤوس في نطاق من 2 إلى 20 مترًا، وتصل سعات التوليد لديها إلى 3 ميغاواط لكل وحدة. ويمكن تركيب وحدات متعددة في الموقع نفسه أو في سلسلة متتالية على النهر ذاته.
وتتميز توربينة “ناتيل” بالحفاظ على الأسماك وتقليل المخاطر البيئية عند تركيبها، وعلى عكس مولدات الديزل، لا تصدر التوربينة ضوضاء أو تتسبب في تلوث للهواء.
وستركب مؤسسة “ماي هايدرو” مولداتها الكهرومائية في جمهورية الكونغو الديمقراطية في عام 2022؛ واختيرت جمهورية الكونغو الديمقراطية بسبب الموارد المائية الجيدة والسعة غير الكافية لنظام الكهرباء لديها.
بالإضافة إلى ذلك، تعمل مؤسسة “ماي هايدرو” مع وكالة كهربة الريف في جمهورية الكونغو الديمقراطية لزيادة إمكان الحصول على الكهرباء في البلاد.
جدير بالذكر أن التصميم المعياري لهذه التوربينات يتيح فرص الاستفادة من قدرات الطاقة الكهرومائية الجديدة بالقرب من مراكز الأحمال الكبيرة مثل القرى الصغيرة والمزارع التجارية والمناجم والمصانع والبلدات القريبة من الأنهار.
وتسمح السمة المعيارية بتكرار التصاميم في مواقع متعددة، وزيادة قابلية التوسع، وتقليل تكلفة رأس المال وتكاليف التصميم، وتزوّد المواطنين الأفارقة بكهرباء مجدية من حيث التكلفة.
تحديث المحطات القديمة
أصبح التحديث هو الكلمة الرئيسة في صناعة الطاقة الكهرومائية. ولا يؤدي التحديث إلى تسهيل عملية الحفاظ على وتيرة العمل فحسب، وإنما يتيح إطالة عمر خدمة المعدات بمقدار 40 عامًا، حسبما نشرت مجلة “إي إس آي” الجنوب أفريقية.
ويحدث مصنّعو التوربينات المائية محطات الطاقة الكهرومائية الأفريقية البدائية، لتمكين التشغيل السلس للتوربينات وتجنب مدد التعطل المتكررة الناجمة عن تقلبات العرض والطلب.
من ناحيتها، تخطط شركة أندريتز النمساوية لتحديث وحدة توليد واحدة في محطة جيبا للطاقة الكهرومائية في نيجيريا.
وفي عام 2021، قدمت شركة “مينستريم إنرجي سوليوشنز” النيجيرية طلبات إلى شركة أندريتز لتحديث وحدة توليد واحدة وتخطيط وتشغيل من محطة جيبا لتوليد كهرباء.
وتجاوزت قيمة الطلبات 30 مليون يورو (نحو 33 مليون دولار أميركي)، ومن المقرر إجراء الاختبارات في نهاية عام 2023 أو أوائل عام 2024.
تُجدر الإشارة إلى أن واحدة من أصل 6 مولدات مائية متوقفة عن العمل منذ عام 2009 بسبب حوادث الحرائق المتكررة.
ولن يؤدي تحديث المولدات المائية الجديدة وتركيبها إلى إعادة الكهرباء إلى المحطة فحسب، وإنما سيعزز توليد الكهرباء المطلوبة وتوفيرها لسكان نيجيريا.
المولدات الصغيرة والمدمجة
اقترح المحللون أن يركز مصنّعو المولدات المائية على تطوير مولدات الطاقة الكهرومائية الصغيرة والمدمجة، وذلك نتيجة تغير حالات الطقس والتوزيع غير المتكافئ لهطول الأمطار في جميع أنحاء أفريقيا.
ويمكن استخدام هذه المولدات الصغيرة أو التوربينات لتوليد الطاقة الكهرومائية في المناطق النائية، إذ يتطلب استخدامها استثمارات محدودة من جانب القطاع الخاص.
علاوة على ذلك، سيؤدي التقدم في تكنولوجيا المولدات الكهرومائية المدمجة إلى تقليل الإنفاق الحكومي من خلال القضاء على استخدام أنظمة الكهرباء الاحتياطية باهظة الثمن عند تعطل محطة توليد كبيرة بسبب الجفاف.
تعرف على أكبر 10 محطات لتوليد الطاقة الكهرومائية في أفريقيا
وتوفر محطات الطاقة الكهرومائية الكبيرة حوافز اقتصادية لكل كيلوواط من حيث الربحية والممارسات التجارية الكبيرة، أمّا من حيث أمن الطاقة وكهرباء الريف، فإن مولدات الطاقة الكهرومائية المدمجة فتُعدّ خيارًا جيدًا.
وبصرف النظر عن تطوير مشروعات الطاقة الكهرومائية واسعة النطاق، تحتاج البلدان الأفريقية إلى التركيز على تحديث أنظمة المولدات المائية الحالية ووضع قوانين لتمكين تطوير أنظمة المولدات الكهرومائية لتحقيق استقرار الشبكة.
المصدر: الطاقة – مواقع إلكترونية
