تشهد مشاريع الطاقة الشمسية المركزة اهتماما ملحوظا في العالم ، مع ظهور طفرة في المنطقة العربية ، في ظل المشاريع المخطط لها أو القائمة في الإمارات والسعودية والكويت والمغرب ، وسط اتجاه للاعتماد على المصادر المتجددة الهجينة. لتقليل التكاليف وتعزيز استقرار الشبكة الكهربائية.

تقرير مركز الملك عبدالله للدراسات والبحوث البترولية (مركز الملك عبدالله للدراسات والبحوث البترولية).كابسارك) أن نظام الطاقة المتجددة الهجين يشمل الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، والطاقة الشمسية المركزة ، وطاقة الرياح ، وبطاريات لتخزين الكهرباء ، وكذلك الكتلة الحيوية والطاقة الكهرومائية.

الطاقة الهجينة هي دمج أكثر من مصدر في مجمع أو مشروع واحد ، بهدف العمل على تحقيق التوازن في الشبكة في حال حدوث أي أزمة غير متوقعة.

يعتقد كابسارك أن مشاريع الطاقة الهجينة المركزة والمتجددة تحتاج إلى سوق كهرباء مرن ، حتى تتمكن من تلبية مختلف الخدمات ، بحسب ما أوردته. وحدة بحوث الطاقة.

وخلص التقرير إلى أن الأمل في صناعة الطاقة الشمسية المركزة هو أن النموذج الهجين الجديد للطاقة المتجددة ، والذي يحتوي على أكثر من مصدر ، سيساعد في تسريع تطويرها وخفض التكاليف.

أوضح كابسارك أن مشاريع الطاقة الشمسية المركزة قد تساهم في تقليل تكلفة الطاقة المتجددة إلى ما يقرب من 0.05 دولار لكل كيلوواط / ساعة بحلول عام 2026 ، مما يجعلها أكثر قدرة على المنافسة مع موارد التوليد الأخرى.

ما هي الطاقة الشمسية المركزة؟

تُعرَّف الطاقة الشمسية المركزة بأنها نوع من الموارد المتجددة التي تعتمد على استخدام مرآة لتركيز بقعة كبيرة من ضوء الشمس على مساحة صغيرة يمثلها جهاز استقبال ، وتحويلها إلى حرارة تدفع التوربينات البخارية ، والتي بدورها تولد الكهرباء. .

وهي تشمل طاقة شمسية تخزن التقنيات المركزة الكهرباء ، مما يجعلها مصدرًا مرنًا يمكن إقرانه بتكنولوجيا الطاقة المتجددة الأخرى في نظام هجين.

يهدف النظام الهجين للطاقة المتجددة إلى تحقيق التكامل والتغلب على التحديات المرتبطة بالإنتاج المتقطع أو تقلباته حسب الظروف الجوية. يمكن أيضًا دمجها مع توربينات الغاز المستخدمة في توليد الكهرباء.

يؤكد تقرير كابسارك أن نظام الطاقة المتجددة الهجين يساعد في تغطية الطلب على الكهرباء في وقت الذروة ، فضلاً عن توفير الحمل الأساسي ، أو ما يعرف بالحد الأدنى المطلوب لتوليد الكهرباء خلال ساعات الليل.

ويشير إلى أن هناك اتجاهًا عالميًا متزايدًا نحو نشر الطاقة الشمسية المركزة ، بالاشتراك مع النوع الكهروضوئي ، باعتباره مشروع طاقة متجددة هجين.

الطاقة الشمسية الكهروضوئية هي عملية تحويل جزيئات الضوء إلى كهرباء ، من خلال استخدام الألواح التي تحجب أشعة الشمس ، ثم تنبعث الإلكترونات وتُحفظ على شكل تيار كهربائي.

طاقة هجينة ومركزة في الدول العربية

يعتنق المنطقة العربية أكثر من مشروع هجين للطاقة المتجددة. على مستوى دول مجلس التعاون الخليجي ، اتجهت بعض الدول إلى النشر والتخطيط للاعتماد على الطاقة الشمسية المركزة كنظم قائمة بذاتها ، أو كجزء من المشاريع الهجينة.

وكان أهمها مشروع محطة نور 1 لتوليد الكهرباء مجمع محمد بن راشد آل مكتوم الطاقة الشمسية والتي تمثل المرحلة الرابعة من المجمع الواقع في إمارة دبي.

يتضمن المشروع قدرات تصل إلى 700 ميغاواط من الطاقة الشمسية المركزة ، و 250 ميغاواط باستخدام تقنية الألواح الشمسية الكهروضوئية.

الرسم البياني التالي الذي أعدته وحدة أبحاث الطاقة يرصد محطات الطاقة الشمسية في دولة الإمارات العربية المتحدة:

في عام 2019 ، أعلنت الكويت عن خططها لتركيب نظام طاقة شمسية مركزة بقدرة 50 ميغاواط ، كجزء من مجمع الشقايا للطاقة المتجددة.

بينما قامت المملكة العربية السعودية ببناء نظامين مركزيين للطاقة الشمسية كجزء من دورة مركبة متكاملة ، وهما محطة الضباء الخضراء في شمال غرب البلاد – وهي محطة طاقة ذات دورة مركبة بمساهمة من الطاقة الشمسية تصل إلى 43 ميغاواط – ووعد. محطة الشمال للطاقة الشمسية والتي بدأت العمل في 2018.

من بين مشاريع الطاقة المتجددة في المنطقة -جدا- جاءت محطة ضوء في المغرب ، الذي يعتمد على تجميع الطاقة الشمسية المركزة والطاقة الكهروضوئية في موقع واحد ، وتقوم بتطويره شركة أكوا باور السعودية.

ماذا عن الطاقة الشمسية المركزة عالميا؟

يوضح تقرير كابسارك أن هناك 114 مشروعًا تشغيليًا للطاقة الشمسية المركزة على مستوى العالم ، بسعة إجمالية تبلغ 6.3 جيجاوات فقط.

يختلف الانتشار العالمي للطاقة الشمسية المركزة وفقًا للحوافز السياسية المقدمة لها. إن وقف أي دعم حكومي سيمثل عقبة أمام انتشار هذا النوع من الطاقة المتجددة.

على سبيل المثال ، قادت الولايات المتحدة الجهود لنشر وتطوير الطاقة الشمسية المركزة في الثمانينيات ، وبعد ذلك توقفت عن الاستثمار فيها لمدة 20 عامًا.

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، نفذت إسبانيا برنامج حوافز عالية مع آليات تعريفة تغذية بقيمة 0.27 يورو (0.30 دولار أمريكي) / كيلوواط ساعة.

(اليورو = 1.10 دولار أمريكي)

وبحسب التقرير ، ساهمت الحوافز في نشر نحو 85 مشروعًا للطاقة الشمسية المركزة في إسبانيا خلال الفترة من 2007 إلى 2013 ، بقدرات تصل إلى 2.3 جيجاوات ، وبمجرد أن ألغت الحكومة هذه الحوافز ، تم تنفيذ مثل هذه الحوافز. توقفت المشاريع.

وفي الفترة الزمنية من 2010 إلى 2022 ، دول مثل الولايات المتحدة والصين والمغرب وجنوب إفريقيا لنشر بعض مشاريع الطاقة الشمسية المركزة ، خاصة تلك التي تعتمد على التخفيضات المكافئة ، لتسريع خفض التكلفة المتوازنة للكهرباء.

تهيمن الصين

ساعد التطور السريع للطاقة المتجددة في الصين على نشر العديد من تقنيات الطاقة الهجينة ، التي تتكون من الطاقة الشمسية المركزة والطاقة الكهروضوئية.

من 2018 إلى 2023 ، استحوذت الصين على معظم التركيبات الجديدة المتوقعة لمشاريع الطاقة الشمسية المركزة على مستوى العالم.

تُظهر بيانات كابسارك أن السعة التراكمية المركبة للطاقة الشمسية المركزة في الصين وصلت إلى حوالي 538 ميجاوات بنهاية عام 2021 ، وهو ما يعادل 11٪ من القدرة التشغيلية العالمية.

من المتوقع أن تنجح الصين في تركيب 15 مشروع طاقة متجددة هجينة وربطها بالشبكة بطاقة إجمالية 1.5 جيجاوات خلال العام الحالي (2023).

في كل مشروع يوجد 100 ميغاواط عبر النظام طاقة شمسية مركزة مرتبطة بالطاقة الكهروضوئية أو طاقة الرياح.

وبحلول عام 2024 ، من المقرر أيضًا تشغيل 1.5 جيجاوات أخرى ، مما يعني أن الصين تسير على الطريق الصحيح لتركيب 3 جيجاوات في غضون عامين ، أي ما يعادل نصف القدرة التشغيلية العالمية الحالية.

محاولات وتحديات مبتكرة

وبحسب التقرير ، يمكن تشغيل الطاقة الشمسية المركزة بشكل مستمر دون انقطاع ، مما يبرز دورها المهم في تحقيق توازن الشبكة الكهربائية.

تمكنت إسبانيا من تشغيل 18 محطة للطاقة الشمسية المركزة دون انقطاع لأكثر من 3 أسابيع ، وفقًا لما رصدته وحدة أبحاث الطاقة.

على الرغم من الإمكانات العالية والتوقعات المتفائلة للطاقة الشمسية المركزة ، إلا أن قدرتها على الأرض لا تزال منخفضة مقارنةً بالطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح.

من المتوقع أن تحقق المشاريع النجاح طاقة متجددة تتمتع المركبات الهجينة بميزة كبيرة وآفاق تمويل أفضل من مشاريع الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح القائمة بذاتها ، نظرًا لتعرضها لتقلبات الإنتاج اعتمادًا على الظروف الجوية.

تتمتع الطاقة الشمسية المركزة بإمكانيات عالية بشكل ملحوظ في المناطق التي يكون فيها الإشعاع الشمسي المباشر مرتفعًا ، ولكن معظم المناطق ذات هذه الخصائص قليلة السكان.

يشير KAPSARC إلى أن هناك محاولات لاستكشاف وسائط تخزين بديلة لأجهزة الاستقبال عالية الحرارة ، بسعات تصل إلى 1000 درجة مئوية. الزيت الحراري والملح المصهور – المستخدم حاليًا في نقل الحرارة – لهما أعلى درجة حرارة تبلغ 400 و 565 درجة مئوية ، على التوالي.

وكلما ارتفعت درجة الحرارة ، زادت سعة التخزين الحرارية ، وبالتالي زيادة الإنتاج في أوقات الإشعاع الشمسي أو ساعات الليل.

حاليًا ، يؤكد كابسارك أنه لا توجد آلية دعم نشطة متاحة لمطوري مشاريع الطاقة الشمسية المركزة في جميع أنحاء العالم ، مما يخلق تحديًا لتطوير السوق والابتكار.

على الرغم من أن مشاريع الطاقة الشمسية المركزة الكبيرة التي تم الإعلان عنها مؤخرًا كانت في الصين ، فقد أنهت الدولة دعمها لها منذ عام 2021.

ويرى التقرير أن التخفيضات في تكلفة التكنولوجيا قد لا تكون كافية وحدها لدفع الصناعة إلى الأمام ، مما يؤكد أهمية الحوافز الحكومية لها.

مواضيع ذات صلة..

اقرأ أيضا ..