مع إقرار قانون خفض التضخم، الذي يتضمن 370 مليار دولار لبرامج المناخ والطاقة، يتوقع خبراء السياسة توسعًا هائلًا في إنتاج الطاقة النظيفة. وتُعد طاقة الرياح البحرية مصدرًا موثوقًا للنمو.
اليوم، لا يوجد سوى مزرعتي رياح بحريتين عاملتين في الولايات المتحدة بالقرب من رود آيلاند وفرجينيا، بطاقة إجمالية تبلغ 42 ميجاواط. بالمقارنة، يضم مركز ترافيرس الجديد لطاقة الرياح في أوكلاهوما 356 توربينًا وسعة توليد تبلغ 998 ميجاواط. ولكن لا تزال هناك العديد من المشاريع قيد التطوير، وخاصة على ساحل المحيط الأطلسي.
حددت إدارة بايدن منطقتين لتطوير طاقة الرياح البحرية في خليج المكسيك، وقد تم تحديدهما بدقة لإنتاج النفط والغاز. وفي إطار استراتيجيته المناخية، حدد الرئيس جو بايدن هدفًا يتمثل في نشر 30 جيجاواط (30,000 ميجاواط) من طاقة الرياح البحرية بحلول عام 2030، وهو ما يكفي لتزويد 10 ملايين منزل بالكهرباء الخالية من الكربون.
بصفتنا باحثين في مجال الطاقة في تكساس، نرى هذه المرحلة الجديدة والمثيرة في مسيرة تحول بلدنا المستمر نحو الطاقة النظيفة. ونعتقد أن طاقة الرياح البحرية في خليج المكسيك تُمثل فرصة فريدة لهذه المنطقة الجغرافية، بما تتمتع به من قوى عاملة قوية وبنية تحتية للطاقة، للمساهمة في تلبية احتياجات المجتمع من طاقة موثوقة ومنخفضة الكربون.
القدرة المركبة عام ٢٠٢١ بالميغاواط. (الرسم: The Conversation/CC-BY-ND، المصدر: المجلس العالمي لطاقة الرياح)
لماذا التوجه إلى الخارج؟ شهدت طاقة الرياح البرية نموًا ملحوظًا في الولايات المتحدة على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية، بما في ذلك ولاية تكساس، أكبر ولاية منتجة لطاقة الرياح في البلاد. إن السهولة النسبية في الحصول على تراخيص طاقة الرياح وتحديد مواقعها، وتكاليف تركيبها المعقولة، ووفرة الموارد، والوقود المجاني، وانخفاض تكاليف التشغيل الهامشية، كلها عوامل تُخفّض تكاليف الكهرباء على المستهلكين. كما تُجنّب طاقة الرياح التلوث الجوي الكبير، وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وانبعاثات مياه التبريد المرتبطة بمحطات الطاقة التي تعمل بالفحم أو النفط أو الغاز الطبيعي.
لكن لطاقة الرياح البحرية عيوبها أيضًا. فعادةً ما تكون الرياح في أضعف حالاتها خلال أشد فترات الصيف حرارةً، حين تعمل مكيفات الهواء بجهدٍ كبيرٍ للحفاظ على برودة الجو. كما أن العديد من أفضل مناطق طاقة الرياح بعيدةٌ عن مراكز الطلب على الطاقة. على سبيل المثال، تقع معظم مزارع الرياح في ولاية لون ستار في مرتفعات غرب تكساس، وقد بُنيت بعد أن أنفقت الولاية مليارات الدولارات على بناء خطوط نقل طويلة المدى لتوصيل الطاقة إلى المناطق التي تحتاجها.
تقع العديد من أفضل مزارع الرياح البرية في الولايات المتحدة (المناطق الزرقاء الداكنة) بعيدًا عن المجتمعات الساحلية، ولكن يمكن خدمة هذه المدن بمزارع الرياح البحرية. (المصدر: المختبر الوطني للطاقة المتجددة)
يمكن للطاقة الشمسية والبطاريات حل بعض هذه المشاكل. ولكن لتوليد الطاقة البحرية فوائد عديدة أيضًا.
وكما تعمل طاقة الرياح البرية على خفض تكاليف الطاقة بالنسبة للمستهلكين، فمن المتوقع أن تعمل طاقة الرياح البحرية على القيام بالشيء نفسه.
بما أن أكثر من نصف سكان الولايات المتحدة يعيشون على بُعد 80 كيلومترًا من الساحل، فإن مزارع الرياح البحرية قريبة من مراكز الطلب على الطاقة. وينطبق هذا بشكل خاص على خليج المكسيك، حيث تقع مدن رئيسية مثل هيوستن ونيو أورلينز، بالإضافة إلى تمركز مصانع البتروكيماويات والموانئ. فبدلاً من مدّ مئات الأميال من الأسلاك الهوائية وما يترتب على ذلك من نزاعات على حقوق المرور واستخدام الأراضي، يمكن لشركات الطاقة استخدام الكابلات البحرية لتوصيل طاقة الرياح إلى المنشآت الصناعية.
من المهم ملاحظة أن رياح البحر تُكمّل رياح البر. في يوم صيفي حار، تباطأت سرعة الهواء في غرب تكساس، وارتفعت سرعة الرياح البحرية تدريجيًا، مما ساعد على تلبية الطلب في ذروة الصيف وتحسين موثوقية الشبكة.
السوق العالمية لطاقة الرياح البحرية قوية بالفعل، ولكن حتى الآن كانت الولايات المتحدة شبه غائبة. وقد حفزت وفرة الأراضي هنا نمو طاقة الرياح البرية، لكنها أضعفت تدفق الناس إلى المياه.
يتغير هذا الوضع مع تشديد لوائح احتواء طاقة الرياح في ولايات الرياح الرئيسية، مثل آيوا، مما يحد من المسافة التي يمكن وضع التوربينات فيها، مما يزيد من تكاليف البناء ويحد من توافر المواقع المناسبة. كما أن قيود سعة شبكة الكهرباء الأمريكية تُصعّب طرح طاقة الرياح في السوق.
أهلاً بكم في الخليج، أنتم تُقدّرون هذه التوجهات، ومع تزايد الدعم لطاقة الرياح البحرية في قانون المناخ، يبدو أن طاقة الرياح البحرية الأمريكية على وشك بلوغ عصرها الذهبي. نرى في خليج المكسيك وجهةً جذابةً للغاية لممارسة الأعمال.
يُعدّ عمق الخليج الضحل، ودرجات حرارته المرتفعة، وأمواجه الهادئة، أمرًا سهلًا نسبيًا مقارنةً بالظروف الباردة والقاسية في بحر الشمال، وشمال المحيط الأطلسي، وساحل اليابان، حيث بدأت بالفعل مشاريع طاقة الرياح البحرية. تمتد أعماق المياه التي تصل إلى 160 قدمًا - وهو حاليًا أقصى عمق لتوربينات الرياح ذات القاع الثابت - لمسافة تقارب 90 ميلًا على طول الساحل الجنوبي الشرقي لولاية تكساس والساحل الجنوبي لولاية لويزيانا، بينما تمتد جزيرتا نانتوكيت ومارثا فينيارد إلى الشمال الشرقي لمسافة تقارب 40 ميلًا فقط.
تتميز تضاريس الخليج تحت الماء بمنحدرات أكثر اعتدالاً من المناطق التي يُنظر حالياً في تطويرها على طول ساحل فرجينيا. هذا يعني إمكانية استخدام توربينات الرياح ذات القاع الثابت في مواقع أكثر من الأنظمة العائمة، مما يُقلل من تعقيدها.
من المهم الإشارة إلى أن ساحل الخليج يتمتع بصناعة بحرية قوية تخدم منتجي النفط والغاز، بالإضافة إلى العديد من الشركات المتخصصة التي تقدم خدمات مثل اللحام تحت الماء، وتصنيع المنصات، وخدمات المروحيات والقوارب لنقل الأفراد والمعدات إلى البحر. في عام ٢٠١٩، وفّر إنتاج النفط والغاز في خليج المكسيك حوالي ٣٤٥ ألف فرصة عمل.
يمكن لمزارع الرياح في الخليج العربي الاستفادة من البنية التحتية القائمة. فهناك ما يقرب من 1200 ميل من الكابلات البحرية القادرة على نقل طاقة الرياح إلى الشاطئ. كما يمكن دمج طاقة الرياح في نظام طاقة أكبر يشمل إنتاج الهيدروجين الأخضر وتخزينه، بالإضافة إلى احتجاز الكربون.
دعم العمال والفئات الأكثر ضعفًا: نؤمن أيضًا بأن طاقة الرياح البحرية يمكن أن تُسهم في تحقيق أهداف العدالة البيئية. سيُسهم إنتاج كهرباء أنظف وخالية من الكربون في استبدال مصافي النفط والمصانع التي تُعالج وتُولد الكهرباء من الوقود الأحفوري. لقد ألحقت هذه المرافق أضرارًا بالغة بصحة مدن مثل هيوستن ومجتمعات الملونين في الولايات المتحدة.
كما يُتيح تطوير طاقة الرياح في الخليج فرصةً لانتقال سلس للقوى العاملة، مع تقليص الولايات المتحدة تدريجيًا اعتمادها على الوقود الأحفوري. وقد بدأت ولاية لويزيانا بوضع لوائح تنظيمية لطاقة الرياح البحرية في مياه الولاية، وتسعى للحصول على تمويل فيدرالي مع ولايتي أركنساس وأوكلاهوما لإنشاء مركز إقليمي للهيدروجين النظيف.
اللون الأخضر يعني أن الموافقات على مشاريع الطاقة الفيدرالية بطيئة جدًا، وقد يستغرق إكمال مشاريع طاقة الرياح في المياه الفيدرالية سنوات. أما المشاريع في مياه الولايات - على بُعد يصل إلى ثلاثة أميال بحرية من الشاطئ في معظم المناطق، وتسعة أميال من الشاطئ في تكساس - فيمكن إكمالها بشكل أسرع بكثير.
يعتمد الكثير على ما إذا كانت ولايات الطاقة، مثل تكساس ولويزيانا، ترى فرصةً لتوسيع نطاق سمعتها كرائدة في مجال الطاقة لتشمل طاقة الرياح البحرية. وكما رأينا، فإن ازدهار طاقة الرياح البحرية في الخليج العربي سيكون مفيدًا للمنطقة والبلاد والمناخ العالمي.
مايكل إي. ويبر هو أستاذ الطاقة في جامعة تكساس في أوستن، وهو مكرس لذكرى جوزي المئوية.
هيو دايجل هو أستاذ مشارك في هندسة البترول والجيونظم في جامعة تكساس في أوستن.
وقت النشر: ٢٠ أغسطس ٢٠٢٢
