مزارع طاقة عملاقة في الصحراء في الصين

[إعلان 1]

قال علماء صينيون إن محطات الطاقة الصحراوية العملاقة من شأنها ضخ طاقة نظيفة رخيصة الثمن إلى قلب التصنيع في الصين، مما سيؤدي إلى رفع مستويات المعيشة في البلاد وتعزيز القدرة التنافسية للصين في سباقات التكنولوجيا الفائقة مثل الذكاء الاصطناعي.

قوة مزارع الطاقة الشمسية الصينية في الصحراء صورة 1 — ألواح شمسية في قاعدة نينغشيا تنغر الصحراوية للطاقة الجديدة، إحدى قواعد الطاقة المتجددة في شمال غرب الصين. الصورة: وكالة فرانس برس

طاقة نظيفة لا نهاية لها من الصحراء

يضم شمال غرب الصين مقاطعات شنشي وقانسو وتشينغهاي الثلاث، بالإضافة إلى منطقتي نينغشيا وشينجيانغ ذاتيي الحكم. تمتد المنطقة على مساحة تزيد عن 3 ملايين كيلومتر مربع، أي أكبر من مساحة الهند، ولطالما اعتُبرت من أقل المناطق نموًا وأفقرها في الصين.

لقد أدت المسافة الطويلة من المحيط والتضاريس القاسية التي تتميز بالصحاري الشاسعة مثل جوبي وتاكليماكان إلى قلة عدد السكان في المنطقة.

ومع ذلك، فإن المنطقة غنية بالموارد الطبيعية، بما في ذلك النفط والفحم والطاقة الخضراء الوفيرة، وتوفر 60% من الطاقة الشمسية في الصين وثلث طاقة الرياح فيها.

وفقًا لتقديرات العلماء والمهندسين الذين يقودون ثورة الطاقة، تبلغ القدرة المركبة في شمال غرب الصين قرابة 500 جيجاوات. وعند إضافة مساحة صحراء جوبي الشاسعة في منغوليا الداخلية المجاورة، يصل الرقم إلى 600 جيجاوات.

وبالمقارنة، فإن جميع محطات الطاقة في الولايات المتحدة مجتمعة ستنتج حوالي 1100 جيجاوات بحلول نهاية عام 2022، وفقا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية.

من اللافت للنظر أن أكثر من نصف محطات الطاقة في شمال غرب الصين تعمل بمصادر طبيعية: طاقة الرياح والطاقة الشمسية. ورغم تقلبات الطبيعة، لا تزال هذه المحطات تحقق معدل استخدام يتجاوز 95% في المتوسط.

وبحسب العلماء، لم تنجح أي شبكة طاقة إقليمية كبيرة أخرى حتى الآن في دمج مثل هذه الكمية الكبيرة من الطاقة المتجددة بسلاسة مع الحفاظ على معدلات استخدام عالية على مدار العام.

استراتيجية طويلة المدى ومحتملة

في أوائل ثمانينيات القرن الماضي، تصوّر العالم تشيان شيويه سين، الذي ساهم في تأسيس مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا، والذي رعى لاحقًا برنامج الفضاء الصيني، تسخير موارد الرياح والطاقة الشمسية الهائلة في صحراء جوبي لتزويد البلاد بالطاقة. في ذلك الوقت، حالت القيود التكنولوجية دون تحقيق هذه الفكرة.

ولكن الآن، "أعادت شبكة الشمال الغربي الحياة إلى المرحلة الأولى من هذا النوع الجديد من أنظمة الطاقة"، كما كتب البروفيسور ما شياووي وفريقه من فرع الشمال الغربي لشركة شبكة الطاقة الصينية وجامعة شيآن جياوتونغ في ورقة بحثية نشرت الشهر الماضي في المجلة الأكاديمية الصينية "نظام الطاقة والطاقة النظيفة".

بلغت قدرة الطاقة المتجددة المركبة في المنطقة 230 جيجاوات، يتم نقل نصفها عبر 10 خطوط نقل تيار مستمر عالية الجهد إلى المقاطعات الساحلية الشرقية ذات الكثافة السكانية العالية.

وفي بحثهم، قال ما وزملاؤه إن خطوط الطاقة هذه تمتد لآلاف الكيلومترات، وتقطع ما يقرب من عرض الصين، مما يجعل شبكة الشمال الغربي "أكبر وأقوى شبكة طاقة إقليمية في العالم ".

لعقود، استغل الاتحاد الأوروبي قوته الاقتصادية وكثافة سكانه وجماعات الضغط البيئي لقيادة التحول إلى الطاقة الخضراء ومكافحة تغير المناخ. وقد قادت شركات عالمية عملاقة، مثل سيمنز في ألمانيا وشنايدر إلكتريك في فرنسا، التقدم التكنولوجي والخبرة في هذا المجال.

ولكن بعد مقارنة دقيقة، وجد فريق ما أن شبكة الكهرباء في شمال غرب الصين تجاوزت حتى الاتحاد الأوروبي في مؤشرات استخدام الطاقة المتجددة الأساسية، لتصل إلى مستويات رائدة في العالم.

قوة مزارع الطاقة الشمسية الصحراوية في الصين - الصورة 2 — ألواح شمسية تغطي الصحراء. الصورة: رويترز

التحديات والحواجز

لو غُطّيت جميع صحاري الأرض بألواح شمسية وطواحين هوائية، لتجاوزت الكهرباء المُولّدة احتياجات البشر الحالية بكثير. لكن هذه الرؤية تبدو غير واقعية بسبب العقبات التقنية، مثل صعوبة نقل كميات كبيرة من الكهرباء لمسافات طويلة. كما أن شبكات الطاقة التقليدية لا تستطيع تحمّل التقلبات الحادة في الطاقة المتجددة.

في مواجهة هذا التحدي، جرّب المهندسون الصينيون بعض الحلول وتعلموا دروسًا قاسية. ففي عام ٢٠١٤، تسبب توربين رياح في ارتفاع مفاجئ في الطاقة الكهربائية امتد لمسافة ٤٠٠ كيلومتر، مما أدى إلى تدمير مزرعة رياح أخرى، وفقًا لمقال ما.

وقد أدى النمو الهائل في الطاقة المتجددة في الصين خلال السنوات الأخيرة إلى تفاقم هذه المشكلات. إذ يمكن أن تتسبب تغيرات ضوء الشمس والطقس في تقلبات في توليد الطاقة تصل إلى 50 جيجاواط في اليوم الواحد على شبكة الكهرباء الشمالية الغربية في الصين، وهو رقم يعادل إجمالي الطاقة الإنتاجية لجميع المفاعلات النووية العاملة في فرنسا.

ولمعالجة هذا التحدي، قامت الصين ببناء خطوط نقل التيار المستمر عالية الجهد لمسافات طويلة الأكثر تقدماً في العالم، والتي تعمل على تقليل فقدان الطاقة بشكل فعال أثناء النقل لمسافات طويلة.

استخدم العلماء والمهندسون في الصين أيضًا الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بقدرة توليد الطاقة لمدة تصل إلى عشرة أيام مُسبقًا، وذلك من خلال تحليل كميات هائلة من بيانات الاستشعار. وكتب فريق ما: "في ظل ظروف جوية مستقرة، تكون دقة التنبؤ عالية جدًا".

كانت محطات الطاقة العاملة بالفحم بمثابة عامل استقرار رئيسي في شبكة الكهرباء الصينية، إلا أنها في الشمال الغربي تضاءلت أمام النمو السريع لطاقة الشمس والرياح. وللتعويض عن ذلك، شيدت الحكومة الصينية محطات للطاقة الكهرومائية على الروافد العليا للنهر الأصفر، والتي تُشكل العمود الفقري لتنظيم الطاقة وتخزينها.

وبحسب فريق ما، فإن هذه الخزانات لا تروي المناطق القاحلة فحسب، بل إنها تخفض أيضا ما يقرب من 20 مليار يوان (2.8 مليار دولار) من تكاليف تنظيم الشبكة، مما يجلب فوائد اقتصادية وبيئية هائلة.

من التقنيات الأساسية الأخرى تحقيق التكامل بين الطاقات المتجددة. يتطلب ذلك نظامًا قويًا وموثوقًا لاستشعار المعلومات والتحكم بها. ويشير فريق ما إلى أن ما يقرب من نصف منشآت توليد الطاقة المتجددة قد انضمت إلى هذا النظام الداعم لبعضها البعض.

سباق الطاقة النظيفة بين الولايات المتحدة والصين

ستكون إمدادات الطاقة عاملاً رئيسياً في المنافسة القادمة بين الصين والولايات المتحدة، بعد سباق الذكاء الاصطناعي، وفقاً لرائد أعمال في مجال الذكاء الاصطناعي من بكين. ولمنع تقدم الصين في مجال الذكاء الاصطناعي، حظرت الولايات المتحدة بيع رقائق الذكاء الاصطناعي المتقدمة لهذا البلد الذي يبلغ عدد سكانه مليار نسمة.

قال رجل الأعمال الذي لم يُكشف عن اسمه: "تكمن ميزة الرقائق المتقدمة بشكل رئيسي في انخفاض استهلاكها للطاقة بشكل طفيف. ولكن مع ازدياد إمدادات الطاقة في الصين، يُمكن للشركات الصينية استخدام رقائق أقل تطورًا لتحقيق نتائج مماثلة في تدريب الذكاء الاصطناعي"، مضيفًا أن الزيادة في تكاليف الكهرباء ضئيلة مقارنةً بالاستثمار الإجمالي في سباق الذكاء الاصطناعي.

قبل الجائحة، كانت قدرة توليد الكهرباء في الصين تعادل ضعف قدرة الولايات المتحدة. أما الآن، فقد تضاعفت ثلاث مرات تقريبًا. ومن المتوقع أن ترتفع أسعار الكهرباء في الولايات المتحدة بنسبة 20% بين عامي 2021 و2023 بسبب التضخم، بينما ظلت أسعارها في الصين مستقرة. وفي بعض المناطق الغنية بالطاقة المتجددة، تحصل الشركات الصينية على خصومات أكبر.

تعمل الحكومة الصينية على تكثيف خططها لبناء مراكز البيانات وخوادم الذكاء الاصطناعي في مناطقها الغربية الغنية بالطاقة، بهدف تعزيز القدرة التنافسية العالمية لشركات التكنولوجيا المحلية العملاقة مثل هواوي.

هواي فونج (وفقًا لـ SCMP)

[إعلان 2]
مصدر