الجدوى الاقتصادية للطاقة الشمسية العائمة في الخزانات المائية السعودية: تكامل تحلية المياه والزراعة

ما هي الطاقة الشمسية العائمة ولماذا تهم السعودية؟

الطاقة الشمسية العائمة (Floating Solar Photovoltaic) هي تقنية تركيب الألواح الشمسية على منصات عائمة فوق المسطحات المائية، مثل الخزانات والسدود. في السعودية، تمتلك البلاد أكثر من 500 خزان مائي بسعة تخزينية تتجاوز 2 مليار متر مكعب، مما يوفر فرصة هائلة لنشر هذه التقنية. وفقًا لدراسة أجرتها مدينة الملك عبد الله للطاقة الذرية والمتجددة، يمكن أن تصل القدرة المركبة من الطاقة الشمسية العائمة إلى 50 جيجاواط بحلول 2030، مما يساهم في تحقيق هدف رؤية 2030 لإنتاج 50% من الكهرباء من مصادر متجددة.

كيف تعمل الطاقة الشمسية العائمة وما فوائدها للخزانات المائية؟

تعمل الأنظمة العائمة بنفس مبدأ الأنظمة الأرضية، لكنها تُثبت على عوامات مصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة. توفر هذه الأنظمة مزايا متعددة: تقليل تبخر المياه بنسبة تصل إلى 80%، تحسين كفاءة الألواح بسبب التبريد الطبيعي، وتوليد كهرباء نظيفة دون استخدام الأراضي. في السعودية، تفقد الخزانات المائية حوالي 1.5 مليار متر مكعب سنويًا بسبب التبخر، وفقًا لوزارة البيئة والمياه والزراعة. يمكن للطاقة الشمسية العائمة توفير 1.2 مليار متر مكعب من المياه سنويًا، أي ما يعادل 80% من الفاقد.

لماذا يعتبر التكامل مع تحلية المياه والزراعة استراتيجيًا؟

تحلية المياه تستهلك طاقة كثيفة، حيث تمثل 20% من استهلاك الكهرباء في السعودية. باستخدام الطاقة الشمسية العائمة، يمكن خفض تكلفة تحلية المياه بنسبة 30-40%، وفقًا لتقديرات الهيئة السعودية للمياه. في الزراعة، يمكن استخدام الكهرباء المولدة لتشغيل أنظمة الري الذكية والبيوت المحمية، مما يزيد الإنتاجية بنسبة 25% ويقلل استهلاك المياه بنسبة 40%. هذا التكامل يحقق الأمن المائي والغذائي، وهو محور رئيسي في رؤية 2030.

ما هي التحديات التقنية والاقتصادية لتطوير هذه المشاريع؟

التحديات تشمل ارتفاع التكلفة الأولية للعوامات والمراسي، حيث تتراوح بين 0.8-1.2 دولار لكل واط، مقارنة بـ 0.6-0.8 دولار للأنظمة الأرضية. كما تواجه صعوبات في الصيانة بسبب التآكل والطحالب. لكن العوائد طويلة الأجل تعوض ذلك، حيث أن فترة استرداد رأس المال تتراوح بين 5-7 سنوات. بالإضافة إلى ذلك، توفر السعودية حوافز مثل الإعفاء الجمركي على معدات الطاقة المتجددة، مما يخفض التكاليف بنسبة 15%.

كم تبلغ الجدوى الاقتصادية مقارنة بالطاقة الشمسية الأرضية؟

دراسة جدوى أجرتها جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (KAUST) على خزان سد وادي الدواسر أظهرت أن الطاقة الشمسية العائمة تحقق عائدًا داخليًا (IRR) يبلغ 12.5% مقابل 10.2% للأرضية، مع انخفاض تكلفة الكهرباء (LCOE) إلى 0.035 دولار/كيلوواط ساعة مقابل 0.04 دولار. كما توفر 20% من تكاليف الأراضي وتقلل من استهلاك المياه في التنظيف بنسبة 60%.

هل توجد مشاريع قائمة في السعودية وما نتائجها؟

نعم، تم تركيب أول نظام عائم تجريبي في خزان سد حلي بمكة المكرمة بقدرة 1 ميجاواط في 2024. النتائج الأولية أظهرت زيادة في كفاءة الألواح بنسبة 10% مقارنة بالأرضية، وانخفاض تبخر المياه بنسبة 70%. كما تخطط شركة المياه الوطنية لتوسيع المشروع إلى 50 ميجاواط بحلول 2027. وفقًا لتقرير صادر عن وزارة الطاقة، تساهم هذه المشاريع في خفض انبعاثات الكربون بمقدار 1.5 مليون طن سنويًا.

ما هي التوصيات لتعزيز الاستثمار في هذا القطاع؟

أوصت دراسة أجراها صندوق الاستثمارات العامة بتقديم إعانات تصل إلى 30% من التكلفة الرأسمالية، وتطوير معايير فنية محلية، وإنشاء صندوق تمويل أخضر بقيمة 10 مليارات ريال. كما اقترحت إنشاء شركة متخصصة في الطاقة الشمسية العائمة بالشراكة مع القطاع الخاص. هذه الإجراءات يمكن أن تجذب استثمارات بقيمة 40 مليار ريال وتخلق 10,000 وظيفة بحلول 2030.

خلاصة ونظرة مستقبلية

الطاقة الشمسية العائمة في الخزانات المائية السعودية تمثل فرصة استثمارية واعدة بجدوى اقتصادية عالية، خاصة عند دمجها مع تحلية المياه والزراعة. مع انخفاض التكاليف المتوقع بنسبة 20% بحلول 2030، ودعم رؤية 2030، يمكن أن تصبح السعودية رائدة إقليمية في هذا المجال. التحديات قابلة للحل عبر الابتكار والشراكات، مما يحقق أهداف الاستدامة والأمن المائي والغذائي.