كيف تسهم الطاقة النظيفة في مواجهة أزمة ندرة المياه؟ (تقرير)

يُنظر إلى الطاقة النظيفة ضمن أبرز الحلول التي قد تُسهم في مواجهة أزمة الجفاف وندرة المياه عالميًا، خصوصًا مع استهلاك قطاع الطاقة العالمي جزءًا كبيرًا من المياه.

ويوضح تحليل لوكالة الطاقة الدولية، أن ربع سكان العالم لا يحصلون على مياه الشرب المأمونة، كما يعاني ثلثا السكان ندرة شديدة في المياه لمدة شهر واحد على الأقل كل عام.

ومن شأن تعزيز الطاقة النظيفة أن يقلل استهلاك قطاع الطاقة للمياه من جهة، ويخفف تداعيات تغيّر المناخ على المياه من ناحية أخرى.

وشكّل قطاع الطاقة العالمي نحو 370 مليار متر مكعب أو 10% من عمليات سحب المياه العذبة خلال عام 2021، وفق ما رصدته وحدة أبحاث الطاقة.

وتُعدّ المياه عنصرًا ضروريًا لقطاع الطاقة، من إنتاج الوقود الأحفوري إلى توليد الكهرباء وزراعة العناصر الأساسية لإنتاج الوقود الحيوي، كما أنها مهمة لتقنيات الطاقة النظيفة.

مستقبل الطاقة يؤثر في استهلاك المياه

ترى وكالة الطاقة الدولية أن أي مسار يتخذه قطاع الطاقة العالمي مستقبلًا سيكون له تأثير كبير في قدرات الدول على تحقيق التنمية المستدامة، متضمنة المياه النظيفة والصرف الصحي.

وبحسب سيناريو السياسات الحالية الأكثر تحفظًا بالنسبة إلى وكالة الطاقة، الذي يأخذ في الحسبان التدابير المنفذة لتقنيات الطاقة النظيفة التي ما زالت قيد التطوير، من المتوقع أن يستمر سحب قطاع الطاقة العالمي للمياه إلى نحو 400 مليار متر مكعب بحلول عام 2030.

وأرجع التحليل ذلك إلى عمليات السحب الخاصة بتبريد محطات الطاقة النووية وري المواد الأولية للطاقة الحيوية، في إطار العمل على زيادة إنتاج الكهرباء من الطاقة النظيفة.

وعلى الجهة الأخرى، يقابل تلك الزيادة التحول من الوقود الأحفوري إلى الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الذي يشهده العالم في الوقت الحالي.

تُجدر الإشارة إلى أن هناك فرقًا بين سحب المياه واستهلاكها، إذ يشير المصطلح الأول إلى كمية المياه العذبة المسحوبة من مصادر المياه السطحية أو المصادر الجوفية لاستعمالها في منشأة معينة، في حين أن استهلاك المياه هو الفرق بين كمية المياه المسحوبة وكمية المياه التي خرجت من المنشأة بعد الاستعمال.

وفي السيناريو الأكثر طموحًا المتعلق بتحقيق الحياد الكربوني بحلول عام 2050، من المتوقع أن ينخفض سحب قطاع الطاقة للمياه بنحو 20 مليار متر مكعب بحلول عام 2030، مع انخفاض احتياجات قطاع الكهرباء.

ووفقًا لهذا السيناريو، يرجع انخفاض استهلاك قطاع الكهرباء للمياه إلى استبدال محطات الكهرباء التي تعمل بالفحم بأخرى تعمل بالطاقة النظيفة، فضلًا عن الدور المهم لتحسين كفاءة الطاقة.

مسارات مختلفة لتأثير الحياد الكربوني

رغم ذلك، ترى وكالة الطاقة أن المسارات المختلفة نحو مستقبل منخفض الانبعاثات لها آثار متباينة في استهلاك المياه، مشيرةً إلى أن بعض تقنيات الطاقة النظيفة المستعملة في توليد الكهرباء مثل الوقود الحيوي أو الطاقة الشمسية المركزة أو احتجاز الكربون أو الطاقة النووية لها متطلبات مائية مرتفعة.

وشددت على أنه دون العمل على تقليل استعمال المياه في هذه التقنيات سيؤدي مسار خفض الانبعاثات إلى تفاقم أزمة المياه.

ومن المتوقع في سيناريو الحياد الكربوني، ارتفاع استهلاك المياه في قطاع الطاقة بمقدار 5 مليارات متر مكعب تقريبًا خلال المدّة من عام 2021 حتى 2030.

ورغم أن زيادة الاعتماد على الطاقة النظيفة سيؤدي إلى تناقص احتياج آبار الوقود الأحفوري للمياه، فإنه سيقابله ارتفاع في استهلاك المياه بقطاع الطاقة الحيوية.

وتُعدّ المياه كذلك عنصرًا مهمًا للهيدروجين، إذ تقدر وكالة الطاقة أن إنتاج ذلك الوقود يستهلك نحو 1.5 مليار متر مكعب من المياه العذبة، أي ما يعادل 5% من إجمالي استهلاك قطاع الطاقة.

وفي سيناريو الحياد الكربوني، من المتوقع أن يتضاعف نمو احتياج قطاع الهيدروجين للمياه إلى 3 مليارات متر مكعب بحلول عام 2030، مع تزايد الاعتماد على هذا الوقود في دعم التحول إلى الطاقة النظيفة.

ومع ذلك، ينخفض متوسط كمية المياه المستهلكة لكل طن من الهيدروجين المنتج من خلال المحلل الكهربائي بنسبة تزيد على 25%، بسبب نمو إنتاج الكهرباء من الطاقة النظيفة مثل الطاقة الشمسية والرياح.

وأمام ذلك، ترى وكالة الطاقة أن إنتاج الهيدروجين من خلال المحلل الكهربائي في الدول الغنية بالطاقة النظيفة، ولكنها تعاني أزمة في المياه، يتطلب استعمال محطات تحلية المياه للحدّ من نفاد موارد المياه العذبة.

خطر الجفاف

تحذّر وكالة الطاقة الدولية من أن قطاع الكهرباء معرّض لنقص المياه خصوصًا في المناطق التي تعاني الجفاف.

ومن المحتمل أن يتراجع توليد الطاقة الكهرومائية بصورة كبيرة في المناطق المعرضة لتزايد خطر الجفاف، مثل جنوب أوروبا وشمال أفريقيا ومنطقة الشرق الأوسط.

ويؤكد التحليل أن التقلبات في إنتاج الطاقة الكهرومائية أدت إلى تفاقم أزمة الطاقة العالمية، فعلى سبيل المثال تسبب انخفاضها في أميركا اللاتينية خلال عام 2021 إلى زيادة الطلب على الغاز الطبيعي، الأمر الذي أسهم في تشكيل ضغط مبكر على أسعار الغاز.

وشهد عام 2022 أداءً ضعيفًا للطاقة الكهرومائية في دول جنوب أوروبا، ما تسبب في زيادة الضغط على أسواق الغاز والكهرباء، بالتوازي مع التداعيات السلبية التي سببه الغزو الروسي للأراضي الأوكرانية.

وفي السياق نفسه، أثر الجفاف سلبًا في محطات الطاقة الحرارية التي تحتاج المياه إلى التبريد، فقد أُغلقت محطة تشوز الفرنسية للطاقة النووية لنحو شهرين بسبب الحفاف الشديد الذي تعرضت له البلاد في 2020.

وفي عام 2022، اضطرت عدة محطات أخرى في فرنسا إلى خفض الإنتاج بسبب نقص مياه التبريد، بحسب وكالة الطاقة.

وبالتوازي، يؤثر الجفاف سلبًا في نقل الوقود وغيره من المواد، إذ أدى الجفاف الشديد في عام 2022 وموجات الحر إلى انخفاض مستويات المياه في الأنهار الأوروبية الرئيسة مثل نهر الراين؛ ما حدّ من نقل الفحم والمواد الكيميائية وغيرها.

طرق التغلب على ندرة المياه

تشير وكالة الطاقة الدولية إلى اتجاه بعض منتجي الطاقة إلى إعادة تدوير المياه للمساعدة في تقليل أزمة توافر المياه العذبة.

ويبرز دور كفاءة محطات الكهرباء -أيضًا- في تقليل الاحتياج إلى المياه، من خلال نشر أنظمة تبريد أكثر تقدمًا للتوليد الحراري، مع استعمال العديد من تقنيات الطاقة النظيفة في توليد الكهرباء.

وترى وكالة الطاقة أن استعمال مضخات المياه بالطاقة الشمسية الكهروضوئية، بدلًا من مضخات الديزل الأكثر تكلفة، بالإضافة إلى الاعتماد على تقنيات مثل أنظمة التناضح العكسي، لإنتاج مياه شرب نظيفة، قد يساعد على توفير المياه.

ودعت وكالة الطاقة إلى ضرورة أن تسير إدارة الطاقة والمياه بالتوازي مع بعضهما بعضًا، وعلى سبيل المثال يمكن تحويل الري إلى أوقات انخفاض الطلب على الكهرباء وغيرها من الأساليب.

موضوعات متعلقة..

• الجفاف يهدد باختفاء الطاقة الكهرومائية من مزيج الكهرباء العالمي
• الجفاف يضرب محطات الطاقة الكهرومائية في تنزانيا.. والحكومة تلجأ إلى تقنين الكهرباء
• محطات الطاقة الشمسية العائمة.. كهرباء نظيفة وحل لأزمة المياه في مصر والخليج

اقرأ أيضًا..

• خط أنابيب غاز شرق المتوسط يشهد تطورات قد تحرم مصر من مليارات الدولارات
• إنتاج الهيدروجين الأخضر في أفريقيا يترقب طفرة بقيادة 3 دول عربية
• صندوق تحوط دولي: أسعار النفط ستصل إلى 140 دولارًا