في السنوات الأخيرة، شهد قطاع الطاقة المتجددة العالمي تطورًا سريعًا، لا سيما في مجال توليد الطاقة الكهروضوئية، حيث حققت إنجازات متواصلة. في عام ٢٠٢٤، تم ربط أكبر مشروع كهروضوئي بحري مفتوح في العالم بالشبكة الكهربائية في مقاطعة شاندونغ الصينية، مما لفت انتباه القطاع مجددًا إلى مستقبل الطاقة الكهروضوئية البحرية. لا يُمثل هذا المشروع نضج تكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية البحرية فحسب، بل يُقدم أيضًا توجهًا جديدًا لتطوير الطاقة المتجددة في المستقبل. فلماذا إذن تحظى الطاقة الكهروضوئية البحرية بهذه الشعبية؟ وما هي آفاق تطويرها في المستقبل؟
1. مزايا الطاقة الكهروضوئية البحرية: لماذا يستحق الأمر تطويرها؟
تشير الطاقة الكهروضوئية البحرية (الطاقة الكهروضوئية البحرية العائمة) إلى تركيب وحدات كهروضوئية على سطح البحر لتوليد الطاقة. وبالمقارنة مع الطاقة الكهروضوئية الأرضية التقليدية، تتميز هذه الطاقة بالعديد من المزايا:
1. الحفاظ على موارد الأراضي
تشغل محطات الطاقة الكهروضوئية الأرضية الكثير من موارد الأرض، في حين تستخدم محطات الطاقة الكهروضوئية البحرية مساحة المحيط، مما يساعد على تخفيف مشاكل التوتر الأرضي، وخاصة في المناطق المكتظة بالسكان أو المناطق ذات الموارد الأرضية النادرة.
2. كفاءة أعلى في توليد الطاقة
بسبب درجة الحرارة المستقرة نسبيًا في البحر، فإن تأثير تبريد الجسم المائي يجعل درجة حرارة الوحدات الكهروضوئية أقل، وبالتالي تحسين كفاءة توليد الطاقة.
أظهرت الدراسات أن توليد الطاقة من الخلايا الكهروضوئية البحرية يمكن أن يكون أعلى بنسبة 5% إلى 10% من توليد الطاقة من الخلايا الكهروضوئية البرية.
3. الاستخدام الشامل للطاقة المتجددة
يمكن دمج الطاقة الكهروضوئية البحرية مع طاقة الرياح البحرية لتشكيل نظام طاقة "مكمل للطاقة الشمسية والرياح" لتحسين استقرار إمدادات الطاقة.
ويمكن أيضًا دمجها مع الصناعات مثل تربية الماشية البحرية وتحلية مياه البحر لتحقيق التنمية المتكاملة متعددة الوظائف.
4. تقليل انسداد الغبار وتحسين نظافة الألواح الكهروضوئية
تتأثر الخلايا الكهروضوئية الأرضية بسهولة بالرمل والطين، مما يؤدي إلى تلوث سطح الوحدات الكهروضوئية، في حين أن الخلايا الكهروضوئية البحرية تتأثر بشكل أقل بهذا الأمر ولديها تكاليف صيانة أقل نسبيًا.
2. أكبر مشروع للطاقة الكهروضوئية البحرية في العالم: دور شاندونغ التجريبي
يُمثّل نجاح ربط أكبر مشروع كهروضوئي بحري مفتوح في العالم بالشبكة الكهربائية في دونغ ينغ، شاندونغ، مرحلةً جديدةً في تطوير الطاقة الكهروضوئية البحرية على نطاق واسع وتجاري. وتشمل ميزات المشروع ما يلي:
1. القدرة المركبة الكبيرة: محطة الطاقة الكهروضوئية البحرية التي تعمل بقدرة جيجاواط، والتي يبلغ إجمالي قدرتها المركبة 1 جيجاواط، هي أول مشروع في العالم يصل إلى هذا المستوى.
2. مسافة بحرية طويلة: يقع المشروع في منطقة بحرية على بعد 8 كيلومترات من الشاطئ، مما يتكيف مع البيئة البحرية المعقدة، مما يثبت الجدوى الفنية للطاقة الكهروضوئية البحرية.
3. استخدام التكنولوجيا المتقدمة: أدى استخدام المكونات المقاومة للتآكل وأنظمة التشغيل والصيانة الذكية والأقواس العائمة إلى تحسين موثوقية ومتانة المشروع.
ولا يعد هذا المشروع معلماً مهماً في تحول الطاقة في الصين فحسب، بل يوفر أيضاً الخبرة للدول الأخرى للتعلم منها وتعزيز تطوير الطاقة الكهروضوئية البحرية العالمية.
ثالثًا. الوضع الحالي والاتجاهات المستقبلية للطاقة الكهروضوئية البحرية العالمية
1. الدول الرئيسية التي تُستخدم فيها الطاقة الكهروضوئية البحرية حاليًا
وفي الوقت الحاضر، بالإضافة إلى الصين، تعمل دول مثل هولندا واليابان وسنغافورة أيضًا على نشر الطاقة الكهروضوئية البحرية بشكل نشط.
هولندا: في وقت مبكر من عام 2019، تم إطلاق مشروع "الطاقة الشمسية في بحر الشمال" لاستكشاف جدوى الطاقة الكهروضوئية البحرية في بحر الشمال.
اليابان: على الرغم من صغر مساحتها، إلا أنها طورت بقوة تكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية العائمة في السنوات الأخيرة، كما قامت ببناء العديد من محطات الطاقة الكهروضوئية البحرية.
سنغافورة: تم بناء أكبر مشروع للطاقة الشمسية الكهروضوئية البحرية العائمة في العالم (60 ميجاوات) ويستمر المشروع في الترويج لمزيد من تطبيقات الطاقة الشمسية الكهروضوئية البحرية.
2. الاتجاهات المستقبلية في تطوير الطاقة الكهروضوئية البحرية
(1) التنمية المتكاملة مع طاقة الرياح البحرية
في المستقبل، ستُشكّل الطاقة الكهروضوئية البحرية وطاقة الرياح البحرية تدريجيًا نموذجًا متكاملًا للطاقة الشمسية والرياح، باستخدام نفس المنطقة البحرية للتنمية الشاملة للطاقة. وهذا لا يُخفّض تكاليف البناء فحسب، بل يُحسّن أيضًا كفاءة الطاقة.
(2) الاختراقات التكنولوجية وخفض التكاليف
في الوقت الحالي، لا تزال أنظمة الطاقة الكهروضوئية البحرية تواجه تحديات تقنية، مثل التآكل الناتج عن رذاذ الملح، وتأثير الرياح والأمواج، وصعوبة الصيانة. ومع ذلك، مع تطور تقنيات مثل مكونات الطاقة الكهروضوئية المقاومة للتآكل، والتشغيل والصيانة الذكيين، وإدارة تحسين الذكاء الاصطناعي، ستنخفض تكاليف بناء وصيانة أنظمة الطاقة الكهروضوئية البحرية تدريجيًا في المستقبل.
(3) دعم السياسات والاستثمار
تعمل حكومات مختلف البلدان على زيادة دعمها السياسي للطاقة الكهروضوئية البحرية، على سبيل المثال:
الصين: تدعم "الخطة الخمسية الرابعة عشرة" بوضوح تطوير الطاقة البحرية الجديدة وتشجع التنمية المنسقة للطاقة الكهروضوئية البحرية وطاقة الرياح البحرية.
الاتحاد الأوروبي: اقترح "الصفقة الخضراء الأوروبية" ويخطط لبناء قاعدة واسعة النطاق للطاقة المتجددة البحرية بحلول عام 2050، حيث ستشكل الطاقة الكهروضوئية حصة مهمة منها.
رابعًا: تحديات واستراتيجيات مواجهة الطاقة الكهروضوئية البحرية
على الرغم من أن الطاقة الكهروضوئية البحرية تتمتع بآفاق واسعة، إلا أنها لا تزال تواجه بعض التحديات، مثل:
1. التحديات التقنية
تصميم مقاوم للرياح والأمواج: يجب أن تتحمل المكونات والأقواس الكهروضوئية البيئات البحرية القاسية (مثل الأعاصير والأمواج العالية).
المواد المضادة للتآكل: مياه البحر شديدة التآكل، وتحتاج وحدات الطاقة الكهروضوئية، والأقواس، والموصلات، وما إلى ذلك إلى استخدام مواد مقاومة للتآكل عن طريق رش الملح.
وقت النشر: ٢٥ فبراير ٢٠٢٥