موثوقية الطاقة النووية وجدواها الاقتصادية تفوق مصادر الشمس والرياح (تقرير)

من منظور الموثوقية والجدوى الاقتصادية واستقلالية الموارد الوطنية، تتفوق الطاقة النووية على طاقتي الرياح والشمس، إذ تُعدّ مصدرًا واعدًا للطاقة الخضراء في مواجهة أزمة التغير المناخي وتداعياتها.

جاء ذلك في مقال بعنوان "الخيال الخادع لطاقة الرياح والطاقة الشمسية" للنائب الجمهوري الأميركي، بايرون دونالدز، نشرته صحيفة "ذا نيوز-برس" اليومية، من مدينة فورت مايرز بولاية فلوريدا الأميركية (The News-Press).

رغم ذلك، يتعمّد مؤيدو حماية البيئة تجاهل الطاقة النووية في محادثات المصادر النظيفة، التي تتركز عادة على الكهرباء المولَّدة من الألواح الشمسية وتوربينات الرياح، وفق ما اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

في عام 2021، مثّلت الطاقة النووية ما يصل إلى 9% من توليد الكهرباء في الولايات المتحدة، بينما شكّلت طاقة الرياح 9.6% والطاقة الشمسية 2.8%، فقط.

على صعيد آخر، يركّز العديد من مروّجي "الطاقة الخضراء" على شبكة كهرباء تعتمد على طاقة الرياح والطاقة الشمسية "لتقليل استهلاك الوقود الأحفوري"، رغم أن ربط مستقبل الطاقة بهذه المصادر أثبت فشله في أوقات الحاجة الماسّة والأزمات.

فهم فوائد الطاقة النووية

يؤيد النائب بايرون دونالدز شبكة طاقة متنوعة تنتج كهرباء ميسورة التكلفة وموثوقة، وضرورة إدراك مشكلات الحياة الواقعية المرتبطة بالشبكة التي تعتمد على الرياح والطاقة الشمسية، وفهم فوائد الشبكة الإيجابية التي يمكن أن توفرها الطاقة النووية في الوقت نفسه.

وأكد بايرون دونالدز دعمه لاحتضان الطاقة النووية وإدراجها في محادثات "الطاقة البديلة الخضراء" المستقبلية.

وقال: "قبل أن نقوم بتقييم إيجابيات وسلبيات تقنيات الطاقة المختلفة، فلنبدأ بمصطلحات الطاقة الأساسية للمساعدة في قياس قيمة مصدر الطاقة".

أولًا، "عامل السعة" يشير إلى الكهرباء المنتجة مقسومة على أقصى إنتاج ممكن للكهرباء خلال مدة زمنية معينة، بمعنى آخر، يعني مصدر الطاقة بعامل سعة 100% أنه يعمل بأقصى قدرته دون توقُّف، وكلما كان عامل السعة مرتفعًا، كان ذلك أفضل.

ثانيًا، يُعدّ "الحمل الأساسي" مقابل "المتقطع" عاملًا مميزًا مهمًا في مجال الطاقة، إذ تعمل مصادر كهرباء "الحمل الأساسي" بشكل مستمر تقريبًا بأقصى سعتها لتوفير الحدّ الأدنى من الطلب على الكهرباء في أيّ وقت (مثل الطاقة النووية).

على العكس من ذلك، لا تتوفر مصادر الكهرباء المتقطعة إلّا في أوقات معينة، وكميات تمليها الطبيعة بدلًا من الاحتياجات البشرية (مثل الرياح والطاقة الشمسية)، ومن ثم، فإن مصادر كهرباء الحمل الأساسي أكثر موثوقية من مصادر الطاقة المتقطعة.

للتوضيح، كشفت إدارة معلومات الطاقة الأميركية أنه في عام 2021 كان لمزارع طاقة الرياح عامل سعة متوسط يبلغ 34.4% ومزارع الطاقة الشمسية بمتوسط عامل سعة 24.4%.

في المقابل، كان متوسط معامل السعة لمنشآت الطاقة النووية 92.7%، وتوضح هذه الإحصائية وحدها حقيقة أن الطاقة النووية أكثر كفاءة في استعمال الطاقة واتّساقًا من الكهرباء المولدة من الرياح والطاقة الشمسية.

ويرى بايرون دونالدز أن ازدياد الموثوقية يعني انخفاض أسعار الطاقة للأسرة الأميركية العادية.

انهيار شبكات طاقتي الرياح والشمس

يمكن استعراض حالات الانهيار في شبكة معتمدة على الطاقة الشمسية والرياح من خلال الأمثلة الحديثة.

في أغسطس/آب 2020، واجه مئات الآلاف من سكان كاليفورنيا انقطاع التيار الكهربائي المستمر، ما أدى إلى نقص إمدادات الكهرباء على مستوى الولاية.

في فبراير/شباط 2021، عانت ولاية تكساس من انقطاع التيار الكهربائي الشديد جرّاء عاصفة شتوية مريرة، أدّت إلى الحدّ من الرياح وأشعة الشمس.

يعود السبب في انقطاع التيار الكهربائي إلى تصميم كلتا الشبكتين الكهربائيتَين لتعظيم طاقة الرياح والطاقة الشمسية، وعانى سكان كاليفورنيا وتكساس من العواقب، في غياب تكييف الهواء وسط موجة حر في كاليفورنيا، وانعدام التدفئة وسط عاصفة شتوية قاسية في تكساس.

وتدعو هذه الأمثلة الواقعية على التبعية المتقطعة إلى التذكير بأن شبكة الطاقة الموثوقة يجب أن تشمل مصادر كهرباء الحمل الأساسي مع عوامل عالية السعة، مثل الطاقة النووية، بدلًا من الاعتماد على مصادر مثل الرياح والطاقة الشمسية.

وتمتلك الولايات المتحدة نظريًا طاقة الرياح والطاقة الشمسية الكافية لتشغيل شبكة كهربائية، وتكنولوجيا بطاريات كافية لتخزين الطاقة عندما لا تهب الرياح، وعندما لا تكون الشمس مشرقة، بحسب النائب الجمهوري الأميركي، بايرون دونالدز.

وأشار بايرون دونالدز إلى العديد من الاعتبارات التي تعقّد فرصة الطاقة المرغوبة هذه، وتستوجب استكشافها بشكل أكبر في مناقشات الطاقة البديلة الخضراء.

من الناحية الاقتصادية، تصبح أسعار الكهرباء في الولايات المتحدة مرتفعة عمومًا في المناطق التي تعتمد على طاقة الرياح والطاقة الشمسية، حسبما نشرت صحيفة "ذا نيوز-برس" اليومية، من مدينة فورت مايرز بولاية فلوريدا الأميركية (The News-Press).

وغالبًا ما تُبنى توربينات الرياح والمزارع الشمسية في السهول والصحاري وقمم التلال والمناطق الساحلية (مثل المواقع الجغرافية ذات الرياح القوية والوصول إلى ضوء الشمس)، ولكن إنشاء بنية تحتية ضخمة لنقل الكهرباء لربط الشبكة أمر غير محتمل وغير واقعي.

علاوة على ذلك، تفضّل الحوافز الحكومية بشكل غير عادل طاقة الرياح والطاقة الشمسية على حساب الطاقة النووية، بغضّ النظر عن القيمة الإجمالية لشبكة مصدر الكهرباء.

يضاف إلى ذلك المصاريف الإضافية المصاحبة لبناء توربينات الرياح والألواح الشمسية، ونقل مواد البناء، والتركيب، والمعدّات، وتخزين الكهرباء، والمزامنة مع الشبكة، وما إلى ذلك.

التدهور البيئي

عند تقييم قيمة تكنولوجيا الرياح والطاقة الشمسية، ينبغي مراعاة التدهور البيئي الناتج، وتراكم الانبعاثات الضارة بمرور الوقت، والإضرار بالطيور والحياة البحرية، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

وتشمل المخاوف الأخرى الناجمة عن طاقة الرياح والطاقة الشمسية: الضوضاء والتلوث البصري والموثوقية الموسمية في المناطق غير الاستوائية والكمية الهائلة من الخرسانة اللازمة لدعم الهياكل تحت الأرض لتوربينات الرياح والمزارع الشمسية.

وفي غياب البنية التحتية للإرسال، تعدّ أنظمة تخزين البطاريات الكبيرة كثيفة الاستعمال للموارد ضرورية لطاقة الرياح والطاقة الشمسية، ولكن هذه الأنظمة ليست متاحة بسهولة، ما يلقي مزيدًا من الشك على حقيقة وجود شبكة مركزية للطاقة الشمسية والرياح.

الاعتماد على الموارد الأجنبية

تعمل تقنيات طاقة الرياح والطاقة الشمسية على إضعاف الولايات المتحدة -واعتمادها- على الدول الأجنبية، بحسب النائب الجمهوري الأميركي، بايرون دونالدز.

وتستعمل توربينات الرياح والألواح الشمسية كميات كبيرة من العناصر الأرضية النادرة، والمعادن الحيوية، التي لا تقوم الولايات المتحدة بتعدينها حاليًا بكميات كافية، ومن ثم يجب كون مصدرها من دول أجنبية.

على سبيل المثال، تتطلب توربينات الرياح ذات الحجم الصناعي ما يقرب من طن من 4 عناصر أرضية نادرة ونحو 900 طن من الفولاذ، ونحو 45 طنًا من البلاستيك غير القابل لإعادة التدوير، ونحو 3 أطنان من النحاس (على الرغم من الكمية الهائلة من النحاس اللازمة للبنية التحتية للنقل).

وتعتمد الولايات المتحدة بشكل كبير على العديد من السلع المعدنية الأجنبية المستعمَلة في الألواح الشمسية، مثل: الزرنيخ والغاليوم والجرمانيوم والإنديوم والتيلوريوم، حسب تقرير اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

من منظور جيوسياسي، أعلنت وكالة الطاقة الدولية، مؤخرًا، أن "الصين تؤدي دورًا قياديًا في تكنولوجيا الطاقة النظيفة"، وأن قدرة بكين التصنيعية والتجارية "طغت" على كثير من العوالم.

وتسيطر الصين حاليًا على سلسلة التوريد الخاصة بالتكنولوجيا الخضراء في العالم، مع وجود 6 من أكبر 10 شركات لتصنيع توربينات الرياح في العالم من الصين.

وتنتج الصين ما يقرب من 95% من المواد الخام للعناصر الأرضية النادرة في العالم، وهي المصدر الوحيد في العالم للمعادن الأرضية النادرة بكميات تجارية، ما يجعل الصين محورًا رئيسًا في سلسلة توريد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

في سياق متصل، فإن 75% من الخلايا الشمسية القائمة على السيليكون المركّبة في الولايات المتحدة يصنعها شركاء صينيون في آسيا، وتمّ استيراد 89% من الألواح الشمسية التي ركّبها الأميركيون في عام 2020 من دول أجنبية.

بالمقارنة، تتطلب الطاقة النووية القليل من المعادن الحيوية، التي يمكن الحصول على معظمها محليًا.

ومن خلال إعطاء الأولوية للطاقة النووية في مزيج الطاقة، لن يكون لدى الولايات المتحدة شبكة أكثر موثوقية فحسب، بل سيكون لديها شبكة كهرباء أكثر أمانًا بالمنظور الجيوسياسي.

موضوعات متعلقة..

• تعزيز الطاقة النووية في أميركا بغطاء قانوني.. مسار مناخي وضربة جديدة لروسيا
• قفزة بصادرات الطاقة النووية الروسية.. والسعودية قد تشهد أحدث مشروعات روساتوم
• إدارة بايدن تنقذ محطات الطاقة النووية المتعثرة والمغلقة بـ1.2 مليار دولار

اقرأ أيضًا..

• تقنية جديدة لزيادة ضخ المياه بالطاقة الشمسية
  
• إيران تعلن اكتشاف غاز ضخمًا في بحر عمان قد يتجاوز 200 تريليون قدم مكعبة
  
• الطاقة الحرارية الأرضية.. مستقبل واعد ينتظر سلطنة عمان (تقرير)