المملكة تسعى نحو تحلية المياه بالطاقة الشمسية على ثلاثة مراحل

[فاطمة 0]

بسم الله الرحمن الرحيم

 

 

الرياض : واس

تواصل فرق العمل في مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية، عملها لتنفيذ مشروع "المبادرة الوطنية لتحلية المياه المالحة بالطاقة الشمسيّة"، الذي بدأت مرحلته الأولى مطلع هذا العام، في محافظة الخفجي (على ساحل الخليج العربي)، ضمن مراحل ثلاث تجوب أنحاء المملكة، خلال فترة تمّتد حتى عام 1440هـ، بهدف توفير المياه المحلاة بأسعار زهيدة، وتقليل استهلاك النفط، وجني استثمارات اقتصادية للبلاد تقدّر بمئات الملايين من الريالات.

 

ومشروع "المبادرة الوطنية لتحلية المياه بالطاقة الشمسية"، الذي دشنت انطلاقته في التاسع من شهر صفر للعام الجاري، برعاية خادم الحرمين الشريفين الملك عبدالله بن عبدالعزيز (حفظه الله)، يشرف على تنفيذه مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية، مع خمس جهات حكومية، بتعاون تقني مع شركة ( آي بي إم) الأمريكية.

 

وفي قراءة لوكالة الأنباء السعودية عن ماهيّة مشروع المبادرة الوطنية لتحلية المياه بالطاقة الشمسيّة، وجدت أن فكرة هذا المشروع لم تكن وليدة اللحظة، بكل كانت بفضل الله، نتاجاً طبيعياً لعدداً كبيراً من الدراسات والبحوث التي أجرتها مدينة الملك عبدالعزيز في ذلك المجال على مدى عقود طويلة من الزمن، وامتدادا لخطط الدولة الإستراتيجية الخاصة بدعم صناعات الطاقة الشمسيّة، بهدف إيجاد الحلول التقنية لمشاكل الطاقة، والمياه في المملكة، وبأقل التكاليف الماديّة.

 

وأكد رئيس مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية الدكتور محمد بن إبراهيم السويل أن المملكة العربية السعودية من أوائل الدول العربية التي اتجهت إلى الاستثمار في مجال الطاقة الشمسية، التي تصنّف من الطاقات الحيوية الهامة في معظم عمليات التنمية لدول العالم المتقدم، كونها أهم وأبرز مصادر الطاقة المتجدّدة النظيفة التي لا يخلف استخدامها أي آثار سلبية على البيئة الطبيعية للأرض، أو الصحة العامة للإنسان، ولها مردود اقتصادي كبير على البلاد.

 

وبين أنه ثبت علمياً أن المملكة بمساحاتها المترامية الأطراف، تستقبل ما يقارب 2000 كيلواط لكل متر مربع سنوياً من أشعة الشمس، وهي جزء من كمية الأشعة الشمسية الساقطة على كوكب الأرض المقدرة بنحو ( 174 بيتاواط) عند طبقة الغلاف الجوي العليا، حيث يمتص سطح الأرض منها 70 في المئة، والباقي ينعكس في الفضاء الخارجي.

 

و قال معاليه " إن هذا الأمر، أكد على أهميّة تطوير تقنيات الطاقة الشمسية ودعم مشاريعها التي تلائم بيئة المملكة، وإيجاد توافق عمل تكاملي مع القطاعين العام والخاص في ذلك المجال، لتقليل الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدي، كالنفط الخام، والغاز الطبيعي، والحديد، والذهب، والنحاس، ودعم مساعي المملكة الدولية في الحد من إنبعاثات الغازات الضارة بالبيئة".

 

وأضاف الدكتور السويل ف " إن المبادرة الوطنية لتحلية المياه بالطاقة الشمسية هي ثمرة الخطة الوطنية الشاملة للعلوم والتقنية التي أعدتها مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية، بالتعاون مع عدد من الجهات الحكومية عام 1420هـ، وتنتهي بحلول عام 1440هـ، حيث كان من أهدافها إعداد دراسات استشرافية لمستقبل واتجاهات عدد من المجالات العلمية والتقنية وآفاقها في المملكة، وتحديد الأولويات والمراحل الزمنية للمشروعات التي تعزز مسيرة التنمية في البلاد، فضلاً عن دعم بحوث وتقنيات المياه".

 

وبيّن رئيس مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية الدكتور محمد بن إبراهيم السويل أن المدينة هيئة علميّة بحثيّة، تبنّت دراسات تطبيقية مهمة في مجال الطاقة الشمسية منذ ثلاثة عقود، فكانت من أهم المؤسسات العلمية التي نشطت بأعمال الطاقة في العالم، والأولى في العالم العربي، علاوة على أنها بذلت جهوداً لنقل تقنيتها إلى المملكة من خلال مشاريعها الميدانية محلياً، وضمن برامج التعاون الدولي مع كل من الولايات المتحدة الأمريكية وجمهورية ألمانيا الاتحادية.

 

ولفت النظر إلى أن المملكة قامت انطلاقاً من استراتيجيّة الخطة الوطنية، بتنفيذ مشروعات تجريبية في مجال الطاقات المتجدّدة (صديقة البيئة)، كالطاقة الشمسية، والرياح، وتحلية المياه، والوقود الحيوي, موضحاً أن الرؤية قائمة من أجل إنتاج الطاقة الشمسية، واستهلاكها، وتصديرها بإذن الله، أسوة بتصدير النفط.

 

وأفاد الدكتور السويل، أن مشروع المبادرة الوطنية لتحلية المياه بالطاقة الشمسيّة، تنفذه مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية، بالتنسيق مع وزارة المالية، ووزارة المياه والكهرباء، والمؤسسة العامة لتحلية المياه المالحة، ووزارة التجارة والصناعة، وهيئة تنظيم الكهرباء والإنتاج المزدوج، ويشاركها في تطوير تقنيات الخلايا الشمسية والأغشية شركة (آي بي إم) الأمريكية.

 

وركز على أهمّية المشروع الاقتصادية للمملكة، مع ماله من مردود إيجابي كبير في تلبية احتياجات المجتمع من خدمات الطاقة وفق أسعار زهيدة بالمقارنة مع باقي الدول، إضافة إلى فتح مجالات كبيرة للشباب السعودي للانخراط في العمل بمشروعات الطاقة، واستقطاب الاستثمارات الأجنبية للبلاد.

 

وذكر أن مشروع المبادرة الوطنية للمياه المالحة يعدّ أول مشروع اقتصادي بهذا الحجم في العالم العربي، لينقل المملكة العربية السعودية إلى مصاف الدول المتقدمة في الاستفادة من الطاقة المتجدّدة والمستدامة، كما أن المشروع سيعزّز بمشيئة الله من توجهات الدولة نحو الارتقاء بقطاع العلوم والتقنية في المملكة، لتحويلها من دولة مصدرة للنفط إلى دولة مصدرة للمعرفة والتقنيات المتقدمة.

 

وفي ذلك الجانب، تحدث الأمير الدكتور تركي بن سعود بن محمد نائب رئيس مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية لمعاهد البحوث، مشيراً إلى أن المدينة تهدف من وراء هذه المبادرة الوطنية إلى التطبيق العملي للتقنيات متناهية الصغر المتطورة (النانو)، في مجال إنتاج أنظمة الطاقة الشمسية والأغشية لتحلية المياه، حيث تم تطوير هذه التقنيات من خلال مركز التميّز المشترك لأبحاث تقنية النانو بين مدينة الملك عبدالعزيز، وشركة (آي بي إم).

 

من جانب أخر قال الأمير الدكتور تركي بن سعود نائب رئيس المدينة لمعاهد البحوث في حديث مماثل لـ( واس) " إن المملكة العربية السعودية وجدت أن تحلية المياه المالحة الخيار الاستراتيجي لتأمين مياه الشرب، نظراً لارتفاع معدل استهلاك الفرد في المملكة من المياه الذي يعد من أعلى المعدلات في العالم حيث يصل إلى أكثر من 250 لترا في اليوم، بالإضافة إلى تلبية الطلب المتزايد على مياه الشرب، نتيجة شحّ الموارد المائية الجوفية، والسطحية".

 

وأفاد أنه تم إنشاء أكثر من 35 محطة تحلية خلال العقود الماضية بلغ معدل إنتاجها اليومي أكثر من 5 ملايين متر مكعب من المياه المحلاة، والذي يمثل 18% من الإنتاج العالمي لمثل هذا النوع من المياه.

 

وأوضح أن التكلفة المرتفعة للطاقة المستخدمة في محطات التحلية من أهم أسباب ارتفاع تكلفة إنتاج المياه المحلاة (أكثر من 50% من تكلفة إنتاج المتر المكعب)، ما يؤكد أن تطوير واستخدام تقنيات الطاقة الشمسية في تحلية المياه سيسهم في تخفيض تكلفة إنتاج الطاقة، وسينعكس ذلك إيجاباً على خفض تكلفة تحلية المياه، وإنتاج الكهرباء.

 

ولفت سمو الأمير الدكتور تركي بن سعود نائب رئيس المدينة لمعاهد البحوث إلى أن الطلب على المياه والكهرباء اللذين يعتمد إنتاجهما على مصادر الطاقة البترولية ينمو بمعدل 7 % سنوياً، أي بمعدل ثلاثة أضعاف النمو السكاني للمملكة، وهذه نسبة نمو هائلة أصبحت تشكل عبئاً مالياً على إنتاج مصادر الطاقة في المملكة، لذا فإن العمل على تخفيض تكلفة إنتاج الطاقة سينعكس إيجاباً على خفض تكلفة الإنتاج.

 

وقال " إن المبادرة الوطنية لتحلية المياه المالحة تسعى إلى إيجاد الحلول التقنية لمشاكل الطاقة والمياه بأقل التكاليف للمساهمة في دعم الاقتصاد الوطني، بحيث يتم تحلية المياه المالحة بتكلفة لا تزيد عن 1,5 ريال للمتر المكعب مقارنة بالتكلفة الحالية باستخدام التقنيات الحرارية التي تتراوح من ( 2,5 إلى 5,5 ريال في المتر المكعب)، وتقنيات الأغشية التي تتراوح من( 2,5 إلى 4,5 ريال في المتر المكعب" مبيناً أن المبادرة الوطنية تسعى أيضاً إلى تخفيض تكلفة إنتاج الطاقة الكهربائية باستخدام تقنيات الخلايا الشمسية، حيث تم تطويرها من خلال هذه المبادرة إلى أقل من 30 هللة لكل كيلواط ساعة، بينما التكلفة الحالية تعادل أربعة أضعاف هذه التكلفة.

 

وفيما يتعلق بالأبعاد الاقتصادية للمبادرة الوطنية لتحلية المياه بالطاقة الشمسية، أفاد سمو الأمير الدكتور تركي بن سعود أن المرحلة الأولى من هذا المشروع، قدرت تكاليفها بنحو ( 000ر000ر125 ريال)، مشيراً إلى أن مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية تسعى مع القطاع الخاص بالمملكة، لإيجاد شراكة لإنتاج الخلايا الشمسية عالية التركيز ( uhcpv )، وأغشية تحلية المياه ( nanomembrane ) للاستثمار في هذا المجال.

 

ورأى أنه سينتج عن هذه المبادرة تجمع صناعي سعودي، يسوّق المنتجات على مستوى العالم، على أن تملك مدينة عبدالعزيز للعلوم والتقنية حقوق التصرف فيها، حتى يتم ترخيصها إلى الآخرين، ويتم بمشيئة الله تسويقها خارج المملكة، لتخدم وتعزّز توجهات الإستراتيجية الوطنية للصناعة التي تشرف عليها وزارة التجارة والصناعة.

 

وعن تأثير الأزمة المالية العالمية على مشروع مبادرة الوطنية لتحلية المياه بالطاقة الشمسيّة، عطفاً على ارتفاع أسعار المواد الأساسية التي تدخل في صناعة الخلايا الشمسية مثل مادة السيلكون؟، قال الأمير الدكتور تركي بن سعود، " بإذن الله لن يكون هناك تأثير للأزمة الاقتصادية العالمية على تنفيذ مشاريع المبادرة، كون معظم مكونات التقنيات سوف يتم تجميعها وتصنيعها محليا".

 

وأضاف إن لهذه المبادرة أيضاً، نواحي ايجابية تتعلق باستخدام التقنية المتقدمة، يتمثل ذلك في إنتاج أغشية تناضح عكسي للخلايا الشمسيّة بمواصفات عالية تقاوم الكلور، والانسداد الملحي، والبكتيريا، علاوة على تطوير نماذج صناعية من الأغشية المتطورة، وتوطين صناعة الأغشية في المملكة، وذلك بمشاركة القطاع الخاص لإنتاجها.

 

وأوضح سموه أنه سيتم من خلال مراحل بناء وتشغيل مشاريع هذه المبادرة، تكوين فرق علمية وفنيّة متخصّصة وطنيّة للعمل في مجال الطاقة الشمسيّة وتحلية المياه، ليتماشى ذلك مع ما نصت عليه إستراتيجية الخطة الوطنية الشاملة للعلوم والتقنية، التي شدّدت على أهميّة تدريب الكوادر الوطنية، وتطوير أداء القوى العاملة في مجالات العلوم والتقنية.

 

ووفقاً لخطة مشروع "المبادرة الوطنية لتحلية المياه بالطاقة الشمسية" التي تمرّ في ثلاث مراحل تصل إلى تسعة أعوام، فقد بدء في مطلع عام 2010م تنفيذ المرحلة الأولى من المشروع، حيث سيتم بناء محطة لتحلية المياه المالحة بالخلايا الشمسية عالية التركيز، لإنتاج ( ثلاثين ألف متر مكعب يومياً من مياه الشرب)، لسد احتياجات مائة ألف من سكان محافظة الخفجي من المياه، تعمل بطاقة 10 ميجاواط، وأغشية التناضح العكسي التي تستخدم أحدث التقنيات المتطورة، وينتهي العمل منها بعد ثلاث سنوات.

 

كما سيتم في المرحلة الأولى إنشاء محطة لتحلية المياه المالحة في محافظة الخفجي، ومحطتين لإنتاج الطاقة الشمسية في كل من مدينة الخفجي والقرية الشمسية بالعيينة والتي تبعد حوالي 35 كيلومترا عن الرياض.

 

بعد ذلك، تبدأ المرحلة الثانية من مشروع "المبادرة الوطنية لتحلية المياه بالطاقة الشمسية" التي سيتم اختيار مكانها بالتنسيق مع وزارة المياه والكهرباء والمؤسسة العامة لتحلية المياه المالحة، ويستغرق تنفيذها ثلاثة سنوات، يتم خلالها بناء محطة لتحلية المياه بالطاقة الشمسية وأغشية النانو المطورة، بطاقة إنتاجية تصل إلى (ثلاثمائة ألف متر مكعب يومياً من المياه)، في حين يبلغ إنتاج المحطة عشرة أضعاف إنتاج محطة المرحلة الأولى، يعقبها المرحلة الثالثة التي ستنتهي مع حلول عام 1440هـ، وسيتم فيها بناء عدة محطات لتحلية المياه المالحة بالطاقة الشمسية لمناطق مختلفة من المملكة بمشيئة الله.

 

ويؤكد مشروع المبادرة الوطنية لتحلية المياه بالطاقة الشمسيّة ما ترمي إليه الخططُ التنموية للمملكة العربية السعودية، وذلك بتوسيع القاعدة الاقتصادية للمملكة وتنويعها، بما يكفل بإذن الله اقتصاداً متطوراً ومريحاً على المدى البعيد، وفق نظرة تطلعية تستوعب المتغيرات العالمية، على اعتبار أن تنويع مجالات الاقتصاد وتوازنها من أهم ضمانات المستقبل الواعد للبلاد.

 

ويستخدم مشروع المبادرة الوطنية لتحلية المياه بالطاقة الشمسية في مراحل تنفيذه تقنيات متقدمة ، تتعلقب بتقنية إنتاج الخلايا الشمسية عالية التركيز ، وإنتاج إغشية تحلية المياه ، تعتمد في عملها على أكثر من 12 براءة اختراع جاري تسجيلها حاليا ، الأمر الذ ميز هذا المشروع عن باقي المشاريع المماثلة له في بقية دول العالم .

 

وسيتم تطوير خلايا شمسية لها القدرة على استقطاب أشعة الشمس في نقطة مركزة من 1500 مرة ، وبإنتاجية عالية للطاقة الكهربائية ، مع تطوير تقنية الإسقاط والتوصيل ، وتطوير تقنيات أنظمة التبريد ، وأنظمة المتابعة للخلايا المطورة ، لضمان استمرارية عمل الخلايا الشمسية لفترة أطول من عمرها الافتراضي المقدر بأكثر من ( 20 ) عما وحمايتها من الاحتراق نتيجة تركيز أشعة الشمس .

 

أما ما يتعلق بأنتاج أغشية تحلية المياه ، فإه سيتم إنتاج أغشية تناضح عكشي للخلايا الشمسية بمواصفات عالية تقاوم الكلور ، والإنسداد المحلي ، والبكتيريا علاوة على تطوير نماذج صناعة من الأغشية المتطورة ، وتوطين صناعة الأغشية بمشاركة القطاع الخاص في المملكة لإنتاجها .

 

ولفتت هذه التقنيات ، أنظار العديد من الخبراء المختصين في مجال الطاقة واستخداماتها للاستفادة من الخبرات السعودية الأمريكية في هذا المجال .

 

والجدير بالذكر ان الخلايا الشمسية تعد مصدرا مهما طويل الأجل لتزويد المركبات الفضائية والأقمار الصناعية بما تحتاجه من الطاقة الكهربائية ، كما تعد من البدائل المساعد لمصادر الطاقة التقليدية من البترول والفحم والغاز ومشتقاته المحددة في الطبيعة ، القابلة للنضوب بسبب الاستنزاف الهائل لها ، وتبرز استخداماتها في العديد من تطبيقات التحويل الكهروضوئي ، والحراري مثل ..تشغيل إبراج الاتصالات والأدوات الكهربائية ،وأبراج الإذاعة التلفزيون ، علاوة على إنارة الطرق والمنشآت ، وتحلية وضخ المياه وتسخينها ، وتوليد البخار .

 

وتقوم نظرية عمل الخلايا الشمسية على أن الخلية الشمسية تتكون من طبقة السليكون مضاف له بعض الشوائب لتعطية بعض الخواص الكهربائية ، فالطبقة العلوية المقابلة للشمس يضاف إليها عنصر الفسفور وهذا يعطيه خاصية ضخ الالكترونات عند ارتطاعم فوتونات الضوء بها وتسمى هذه الطبقة ( الطبقة n ) بينما يضاف عنصر البورون للطبقة السفلية ويعطية خاصية امتصاص الالكترونات ، وتسمى هذه الطبقة بالطبقة ( p ) فعند ارتطاعم فوتونات الإشعاع الشمسي بالطبقة العلوية تمنح الالكترونات طاقة تعتمد على شدة الأشعاع الشمسي وعند وجود موصل كهربائي بين الطبقتين تنتقل الالكترونات من الطبقة السفلية ، وبذلك يتكون تيار كهربائيان .

 

علما أن هناك ثلاثة أنواع أساسية للخلايا الشمسية هي خلايا شمسية البلورة وأخرة متعددة البلورة والثالثة خلايا شمسية غير متبلورة .. وكلا من تلك الخلايا تستخدم في العديد من التطبيقات في التحويل الكهروضوئي والحراري في العديد من المجالات مع ما تتميز به الخلايا من أنها غير ملوثة للبيئة وغير مزعجة وتتحمل درجة حرارة الشمس والعوامل الجوية وصيانتها عن طريق تنظيفها من الغبار والأتربة باستخدام الماء وبعض الوسائل الأخرى المتاحة إلى جانب أن عمرها الافتراضي يصل إلى 30 سنة .

 

تحياتي

وشكرا ً

_______.bmp