الألواح الشمسية العائمة هل تساعد في التحول للطاقة النظيفة ومعالجة أزمة تغير المناخ؟.. أفريقيا لديها فرصة أعلى

تراهن العديد من الدول على الألواح الشمسية عند التخطيط للتحول إلى طاقة أنظف، لكن التكنولوجيا تتطلب مساحات أكبر بكثير من محطات الوقود الأحفوري التقليدية لتوليد نفس الكمية من الكهرباء.

يتمثل أحد الحلول الناشئة لتوفير المساحة في تعويم الألواح فوق المسطحات المائية: الخلايا الكهروضوئية العائمة، يعتقد العلماء أن هذا النهج الجديد يمكن أن يساعد الطاقة الشمسية على التوسع عالميًا ومكافحة تغير المناخ، لكن آثارها البيئية غير مستكشفة إلى حد كبير.

تم تركيب أول نظام فلطائي تجاري في العالم على بركة ري في مصنع بكاليفورنيا في عام 2008، ومنذ ذلك الحين ، تم بناء مصانع أكبر بقدرة مئات ميجاوات على البحيرات وخزانات الطاقة الكهرومائية في الصين، ويتم التخطيط للمزيد في جنوب شرق آسيا في أندونيسيا والبرازيل.

أسرع تقنيات توليد الطاقة نموًا

قال عالم البيئة المائية رافائيل ألميدا، الأستاذ المساعد بجامعة تكساس ريو جراندي فالي: “تعد الخلايا الكهروضوئية العائمة واحدة من أسرع تقنيات توليد الطاقة نموًا اليوم ومصدرًا واعدًا للطاقة منخفض الكربون”.

أوضح ألميدا أنه من الناحية المثالية، يتم وضع الألواح العائمة في مسطحات مائية من صنع الإنسان ، مثل قنوات الري وخزانات محطات الطاقة الكهرومائية، ولا تشغل الأرض التي يمكن استخدامها في المحميات الطبيعية أو إنتاج الغذاء، تتمتع الخزانات في محطات الطاقة الكهرومائية، على وجه الخصوص، بميزة امتلاكها بالفعل للبنية التحتية لتوزيع الكهرباء.

قام ألميدا وزملاؤه بحساب إمكانات البلدان في جميع أنحاء العالم لاستخدام الخلايا الكهرومائية على أساس مساحة خزانات الطاقة الكهرومائية الخاصة بهم، ووجدوا أن الدول في أفريقيا والأمريكتين لديها أعلى إمكانات لتوليد الطاقة من خلال التكنولوجيا، يمكن للبرازيل وكندا، على سبيل المثال، أن يصبحا رائدين في هذا القطاع لأنهما لا يتطلبان سوى تغطية 5٪ من الخزان لتلبية جميع متطلبات الطاقة الشمسية حتى منتصف القرن.

سيقدم العلماء نتائجهم في 12 ديسمبر في اجتماع خريف 2022 في AGU.

تقييم الأثر البيئي

قال ألميدا: “علينا أن نفكر بجدية في جميع الاحتمالات لزيادة إنتاج الطاقة منخفضة الكربون مع تقليل كثافة استخدام الأراضي”. وأضاف: “لكننا نحتاج أيضًا إلى فهم كيفية تقليل التداعيات الاجتماعية والبيئية غير المرغوب فيها” ، موضحًا أننا ما زلنا نعرف القليل عن تأثيرات تغطية مساحات كبيرة من المياه بألواح شمسية.

توافق ريجينا نوبري ، عالمة بيئة المياه العذبة بجامعة بول ساباتير في تولوز بفرنسا ، على ذلك، لم يشارك نوبري في البحث الأخير، ولكنها جزء من مجموعة بدأت للتو جهدًا رائدًا لرصد الآثار البيئية للخلايا الكهروضوئية في بحيرات الحصى القديمة في أوروبا، تم إنشاء هذه الحفر في الأصل للتعدين ولكنها تمتلئ بشكل طبيعي بمياه النهر عندما يتم التخلي عنها وتستضيف حياة مائية متنوعة، لا توجد نتائج لـ نوبري حتى الآن ، لكنها تعتقد أن الدليل على دراسة التأثير البيئي سيكون حاسمًا لواضعي السياسات.

تغيير أنماط التغذية والتكاثر للطحالب

وقالت: “تنمو هذه التكنولوجيا بسرعة، ونحن بحاجة ماسة إلى مزيد من البيانات لفهم التأثيرات وإعطاء توجيه أفضل للوكالات البيئية والسياسات العامة”، وأضافت لسبب واحد، أن التغطية الواسعة للوحة يمكن أن تحجب الضوء في الماء، مما يؤدي إلى تغيير أنماط التغذية والتكاثر للطحالب، مما قد يؤدي إلى استنفاد الأكسجين في البحيرة، وله آثار متتالية على النظام البيئي بأكمله، مما يضر بمصايد الأسماك المحلية والحياة البرية الأخرى .

الاحتمال الآخر هو أن الألواح يمكن أن تتداخل مع تبادل غازات الدفيئة مثل الميثان بين الماء والغلاف الجوي ، وربما يعوض فوائد إزالة الكربون.

وأشار كلا العالمين إلى أن العواقب الحقيقية لا يمكن التنبؤ بها بدون دراسات ومن المحتمل أن تختلف باختلاف تصميمات اللوحات وتغطية المنطقة والمناظر الطبيعية.

قال الميدا: “نحن بحاجة إلى اتخاذ نهج احترازي”، “من ناحية، لا يمكننا وضع الكثير من الحواجز أمام هذا القطاع المهم للتقدم، ولكن، من ناحية أخرى، نحتاج إلى فهم المفاضلات وسد فجوات المعرفة السائدة بمزيد من الدراسات.”