مشروع الطاقة الشمسية في الصحراء الكبري .. تشتغل كتير تغلط كتير تترفد.

تعالوا نتكلم بالمنطق .. زي ما قال الفنان (محمد صبحي) تشتغل كتير تغلط كتير تترفد .. في هندسة الطاقة الشمسية الحقيقة إحنا معندناش  نفس الفكرة .. عارف إنك مستغرب لإن زي ما قلت المنطق إن صحراء كتير و شمس كتير يبقي نبني محطات طاقة شمسية و نبقي جنة الطاقة المتجددة علي الأرض .. انت أكيد لو درست هندسة الطاقة الشمسية سواء بقي في الكلية أو و انت بتحضر ماجستير قعدت مع دكتور قد يقولك إزاي مصر بتضيع من إيديها فرصة عمرها إنها مش عايزة تدوس جامد في سكة الطاقة الشمسية و إحنا ربنا عاطينا صحراء شرقية و غربية .. المنطق سهل جداً يتفهم .. صحراء يعني مكان واسع تبني عليه محطة طاقة شمسية .. صحراء يعني أرض مستوية يعني حتاكل الشهد من غير ما تصرف فلوس كتير في تكنولوجيا التتبع الشمسي Solar Tracking .. صحراء يعني رملة كتير يعني سيليكون يعني المادة الخام اللي بتتصنع منها أشباه الموصلات Semi-Conductors اللي هي القلب بتاع تكنولوجيا الخلايا الشمسية .. ده السبب إن أكبر 10 محطات طاقة شمسية في العالم إتبنوا في صحاري .. السؤال دلوقتي .. هل فيه حد أقصي لمساحة محطة الطاقة الشمسية؟

في حالة إنك مش فاهم السؤال فخليني أشرحلك الفكرة اللي بالنسبة لمهندسين الطاقة الشمسية زي إنك تقول لحد إيه رأيك أخليك تقضي يوم مع (روبي) .. الفكرة هي هو يجري حاجة لو جينا علي الصحراء الكبري و فرشناها كلها محطة طاقة شمسية؟ .. فكر فيها كده .. الصحراء الكبري دي صحراء كبيرة حبتين في قلب أفريقيا .. دي الصحراء اللي بتفصل بين شمال أفريقيا و بين باقي القارة .. الصحراء دي ماسكة أفريقيا بالعرض من أول من الصومال لحد موريتانيا ..  لو الصحراء الكبري دي كانت دولة فهي حتكون خامس أكبر بلد من حيث المساحة علي مستوي العالم .. حتبقي بلد مساحتها أكبر من البرازيل و أقل سيكا من الصين و أميركا .. أرض فاضية محدش عايش فيها .. ومش بس كده .. لو جيت مسكت كيلومتر مربع واحد بس من الصحراء الكبري فهي علي طول السنة بينزل عليها ما بين 2000-3000 كيلووات ساعة طاقة شمسية .. في حالة إنك مش قادر تستوعب و تفهم أوي الرقم اللي انا لسه قايله ده معناه إيه فخد عندك بقي:

• بما إن مساحة الصحراء الكبري حوالي 9 مليون كيلومتر مربع فمحطة طاقة شمسية علي المساحة دي كلها حتديك 22 مليار جيجاوات ساعة كهرباء في السنة.
• محطة طاقة شمسية علي مساحة زي دي حتديك 2000 ضعف اللي بتديهولك أفجر محطة إنتاج كهرباء في العالم اللي هو أساسا أخره 100,000 جيجاوات ساعة كهرباء في السنة.
• محطة زي دي حتديك نفس كمية الطاقة اللي بتاخدها لو حرقت 36 مليار برميل بترول يومياً .. انت واخد بالك .. يومياً مش سنوياً .. يعني محطة دي حتكفي إنها تديك طاقة بتعادل خمس براميل بترول لكل بني أدم عايش علي الأرض.
• محطة زي دي حتوفرلك 7000 ضعف إحتياجات أوروبا كلها من الطاقة .. محطة زي دي حتوفر أربع أضعاف إحتياجات العالم كله من الطاقة يعني بتتكلم عن 22 مليار جيجاوات ساعة كهرباء علي طول السنة .. أنت مستوعب الأرقام اللي بقولها؟ .. باي باي وقود حفري .. شالوم بنزين .. أوروفوار تلوث .. أوف فيدر زيهين إحتباس حراري .. علي فكرة الأخبار الحلوة مخلصتش.

متفتكرش إن الصحراء الكبري دي بعيدة أو في أخر بلاد المسلمين .. الصحراء الكبري قريبة جداً من أوروبا .. أنت أقرب نقطة بين أفريقيا و بين أوروبا هي عند مضيق جبل طارق اللي بيفصل بين المغرب و إسبانيا بمسافة يدوبك 15 كيلومتر اللي هو كأنك بتعدي كوبري أكتوبر عشان توصل من أفريقيا لأوروبا .. حتي إبعد مسافة بين ساحل أفريقيا و ساحل أوروبا ولا حاجة ومش مأساة يعني عشان تمد كابل باور ينقلك كهرباء فيه لإن عايزك تعرف أن أطول كابل باور في العالم طوله 600 كيلومتر و بيربط بين النرويج و هولندا .. ومش بس كده .. لا لسه برده صندوق الحاوي مفضاش.

أهم مبدأ في الطاقة الشمسية واللي مينفعش ميبقاش في دماغك هو إن الطاقة مش بتختفي .. الهندسة مش سحر .. الطاقة لا تفني ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من صورة لأخري وده اللي إحنا خدناه في المدرسة بس حفظناه من غير ما حد يفهمنا هو الكلام ده معناه إيه .. لنفترض إنك بقدرة قادر قدرت تفرش الصحراء الكبري خلايا شمسية .. حلو .. الخلايا دي صحيح بتمتص أشعة الشمس بس عايزك تعرف إن 15% بس من الطاقة الشمسية اللي بتنزل عليها بتتحول لكهرباء .. طبيعي إنك تسأل طب 85% الفاضلين بيروحوا فين؟ .. الإجابة بيتحولوا لطاقة حرارية Heat .. حاول تتخيل إن عندك عربية سودا وانت ركنتها في الشمس .. مش لما تيجي تلمسها من بره بتلاقيها سخنة؟ .. نفس الفكرة .. لو بتتكلم عن محطة طاقة شمسية محدودة زي الزعفرانة مثلاً هنا في مصر فعادي الإرتفاع في درجات الحرارة مش بيبقي كبير .. أجدعها محطة طاقة شمسية في العالم كمساحة متجيش حاجة جنب مساحة الصحراء اللي هي إتبنت فيها .. لكن محطة زي اللي انا بقولك عليها بمساحة الصحراء الكبري فانت بتتكلم عن مئات ويمكن الأف الكيلومترات المربعة  .. محطة علي مساحة تعدي 38 ضعف مساحة بريطانيا .. حرارة رهيبة زي دي متركزة في مكان واحد حتغير ملامح المناخ علي كوكب الأرض و علي فكرة انا مش ببالغ.

سنة 2018 العالم إتصدم من دراسة عملتها جامعة إيلينوي الأميريكية و إتنشرت في مجلة Science العلمية فكرتها بمنتهي البساطة إن اللي عملوها خدوا وحدة قياس إسمها ألبيدو Albedo ودي بتعبر عن قدرة التربة علي عكس أشعة الشمس .. يعني مثلاً الرمل له قيمة ألبيدو أعلي من الطينة لإن الرمل بيعكس أشعة الشمس أحسن بكتير من الطينة و هكذا .. الأخوة اللي عملوا الدراسة دي قالوا إنك لو فرشت محطة طاقة شمسية علي مساحة 20% من الصحراء الكبري فأنت حضرتك كأنك بالضبط جيت في نص الشقة عندك و قررت تعمل حفلة باربيكيو .. طبيعي إن الدخان اللي حيطلع من الشواية حيروح للسقف بتاع شقتك و يملاه هباب و الصالة عندك حرارتها حتزيد وحتبقي فعلياً كأنك عايش في فرن .. ليه؟ .. زي ما قلتلك الطاقة لا تفني ولا تستحدث من العدم .. الطاقة الشمسية بتتحول لحرارة .. هنا انا عايزك تفتح أقرب خريطة عالم ليك و بص علي قارة أفريقيا .. حتلاحظ إن أفريقيا علي يمينها المحيط الهندي و علي شمالها المحيط الأطلنطي .. الهواء السخن فوق الصحراء الكبري حيجري علي المحيطين اللي علي يمين و شمال أفريقيا يتكثف زي غطاء حلة الرز اللي بتعملها في البيت .. ده معناه إن الهواء السخن حيتحول لمطر موسمي و حتلاقي إن الصحراء الكبري بتتحول بالتدريج لغابة إستوائية.

طب ما كده زي الفل يا سطي .. نفرش الصحراء الكبري خلايا شمسية و نغطي إحتياجات العالم كله من الطاقة .. لا و كمان حنحقق الأغنية بتاعة برنامج سر الأرض .. عايزينها تبقي خضرا الأرض اللي في الصحراء .. ولو انت مش فاكر أو مش عارف إيه هو سر الأرض فده كان برنامج بيجي علي القناة الأولي زمان يوم الجمعة أيام ما كانت الناس بتتفرج علي التليفيزيون الأرضي .. لو ده رأيك فانا فاهم المنطق وراه بس انت محتاج تفهم إن الموضوع أعقد سيكا عن كده.

دراسة تانية خدت شغل الدراسة بتاعة 2018 و كملوا عليها و طلعوا بالأتي .. دلوقتي لو حضرتك فرشت 20% من مساحة الصحراء الكبري بخلايا شمسية فانت كده حتسبب إن درجة حرارة الصحراء الكبري حتعلي بحوالي 1.5 درجة مئوية .. لو فرشت 50% من مساحة الصحراء الكبري بخلايا شمسية حتلاقي إن درجة الحرارة زادت 2.5 درجة مئوية .. لحد دلوقتي الموضوع مفهوم .. الخلايا الشمسية بتاخد طاقة الشمس تحول جزء منها لكهرباء و الباقي بيتحول لحرارة .. اللي مش حلو هو إن زيادة في درجة حرارة الصحراء الكبري بالشكل ده لو جيت وزعتها بالتساوي علي سطح كوكب الأرض حتلاقي إن حرارة الأرض حتزيد 0.16 درجة مئوية في حالة فرشت 20% من مساحة الصحراء الكبري و حتزيد 0.39 درجة مئوية في حالة فرشت 50% من مساحة الصحراء الكبري .. طبعاً فيه منكوا بدأ يقلق و عايز يعرف هو بالصلاة علي النبي زيادة 0.16 درجة مئوية في حرارة الكوكب ممكن تعمل إيه؟ .. الإجابة ممكن تعمل كتير.

مبدأيا كده القطبين حيسيحوا أسرع .. فاكر لما قلتلك إن مشروع زي ده حيخلي زي ما يكون قررت تشوي في صالة بيتكوا؟ .. الحرارة الرهيبة اللي حتطلع للغلاف الجوي حتخلي الهواء السخن فوق الصحراء الكبري يجري علي المحيطين الهندي و الأطلنطي عشان يتكثف و يتحول لأمطار موسمية .. المشكلة إن ده حيأثر علي الغابات الإستوائية في الأمازون وفي قلب أفريقيا .. بناء علي الدراسة التانية فانت صحيح حتخلي الصحراء الكبري جنينة خضراء كبيرة بس في نفس الوقت انت حتسبب موجة جفاف لغابات الأمازون .. ومش بس كده .. أميركا الشمالية و ساحل أسيا علي المحيط الهاديء حيتبهدل من كتر الأعصاير اللي حتضربه.

طب لنفترض ان المحطة حتتعمل .. مش شرط نبنيها علي مساحة كبيرة بالشكل اللي ممكن يبوظ الطبيعة المناخية للارض .. بس لنفترض إننا حنبني محطة كبيرة شوية فالسؤال دلوقتي حنبنيها إزاي؟ .. شوف يا ابني انت عندك طريقتين ملهمش تالت:

الطريقة الأولانية بتتسمي CSP ودي إختصار Concentrated Solar Power ودي اللي حضرتك فيها الماجستير بتاعي بالمناسبة .. عشان مطولش عليك في شرح مفصل حاول تفتكر التجربة اللي كنا بناخدها في حصة العلوم في المدرسة زمان انك لو جبت عدسة و حطتها قدام أشعة الشمس فانت بشوية وقت حتركز أشعة الشمس علي الورقة لحد ما تولع .. فاكر التجربة دي؟ .. أهو CSP دي بمنتهي البساطة بتجيب انت شوية مياه و تجيب عدد كبير من المركزات الشمسية اللي في الأخر شوية عدسات بس كبيرة شوية عشان تركز أشعة الشمس علي شوية المياه لحد ما تبخرها .. بخار المياه ده بيعدي علي تربينه عشان يولد كهرباء .. شفت أسهل من كده مفيش.

لو إستهديت بالله كده و قعدت تفكر هي إيه يا تري ممكن تكون مشاكل الطريقة دي فانت حتلاقيهم كتير الصراحة .. انك تجيب تربينة و مولد كهربي بأطقم الصيانة بتاعتهم و بقطع غيارهم لحتة في أخر بلاد المسلمين زي الصحراء الكبري دي حاجة مش سهلة .. في نفس الوقت العواصف الرملية اللي هي حاجة شبه اللي انت شفتها في فيلم Mission Impossible: Ghost Protocol و (توم كروز Tom Cruise) في دبي ممكن تعملك مشاكل كتير .. بس الحقيقة مفيش مشكلة أكبر من كلمة انا قلتها في شرح طريقة CSP .. المياه .. انت بتحتاج كمية مياه كبيره عشان المحطة دي تشتغل .. هي فين المياه دي في الصحراء الكبري؟

الطريقة الثانية هي الخلايا الشمسية العادية خالص اللي انت بتشوفها فوق أسطح الفيلات و البيوت واللي بتتسمي Photovoltaic Solar Panels .. دي طريقة تافهة هي كمان ان بيبقي عندك Semi-Conductor لما بتنزل عليه أشعة الشمس بيولد كهرباء .. الطريقة دي زي الفل لو انت بتتكلم عن فيلا أو مبني في حتة درجة حرارتها مش عالية أوي زي مصر مثلاً .. مشكلة الPhotovoltaic Solar Panels إن كفاءتها بتروح في ستين داهية لو حطتها في مكان درجة حرارته عالية أوي اللي هو زي الصحراء الكبري اللي درجة حرارتها بتوصل 50 درجة مئوية مستريح .. مشكلة تانية إنك برده حتحتاج مياه عشان تنظف المرايات كل فترة .. صحيح إحتياجك للمياه هنا مش حيكون زي CSP بس برده حتحتاج مياه.

الحقيقة إن فيه حلول كتير عشان نتفادي المشاكل دي .. من ضمنها إنك تعمل محطة Hybrid يعني شغاله بتكنولوجيا CSP و كمان Photovoltaic Solar Panels .. فيه حل إنك تمد خط أنابيب من البحر المتوسط لحد المحطة بتاعتك عشان توفرلها المياه اللي هي محتاجاها و حتعمل محطة تحلية مياه عشان تشيل الملح من مياه البحر .. فيه أفكار كتير بس مكلفة .. سنة 2009 أعلن عن مشروح طموح أوي إسمه ديزيرتيك Desertec عشان يعملوا محطة طاقة شمسية في الصحراء الكبري و بعد خمس سنين دراسة الموضوع كله اترمي في الزبالة .. المشكلة كلها في المياه .. حتوفر مياه بكميات ضخمة إزاي لمشروع زي ده؟ .. يمكن ده السبب إن التوجه لسنين كان إننا نعمل محطات طاقة شمسية في تونس و المغرب وبلاش نخش جوه الصحراء الكبري.

أيا كان رأيك و يهمني إسمعه بس خلينا نبقي متفقين إن المستقبل هو للطاقة الشمسية و للاسف إحنا متأخرين أوي عن المجال ده .. كنت إتكلمت قبل كده عن قانون موور Moore’s Law و اللي بيقول إن كل سنتين الComputing Power لأي Processor حتزيد الضعف و سعره حيقل النص .. لو ترجمت القانون ده علي التكنولوجيا بشكل عام حتلاقي إن تكنولوجيا الطاقة الشمسية حتلاقيها بتنط جامد كل سنتين و سعرها بيقل جامد .. ده معناه إن بعد فترة معينة حتلاقي إن التكنولوجيا إتعقدت أوي لدرجة إنه حيبقي أرخصلك تشتريها من بره جاهزة بدل ما انت تروح تجرب تطورها بنفسك .. كل يوم بيعدي و إحنا كدولة مش في دماغنا إننا نخش بكل قلبنا في تكنولوجيا الطاقة الشمسية معناها إننا بنخسر فرصة إننا نطور التكنولوجيا دي بنفسنا و نبقي مصنعين بدل ما نكون مجرد مستهلكين .. ده إذا قررنا نبقي مستهلكين.

المصادر:

مقالة بعنوان Solar Panels in Sahara Could Boost Renewable Energy But Damage the Global Climate-Here’s Why نشرت في مجلة The Conversation وده لينك المقالة الأصلية:
https://theconversation.com/solar-panels-in-sahara-could-boost-renewable-energy-but-damage-the-global-climate-heres-why-153992

مقالة بعنوان Large-Scale Wind and Solar Power ‘Could Green the Sahara’ نشرت في موقع هيئة الإذاعة البريطانية BBC وده لينك المقالة الأصلية:
https://www.bbc.com/news/science-environment-45435593

مقالة بعنوان Massive Solar and Wind Farms Could Bring Vegetation Back to the Sahara نشرت في مجلة The Conversation وده لينك المقالة الأصلية:
https://theconversation.com/massive-solar-and-wind-farms-could-bring-vegetation-back-to-the-sahara-102745

مقالة بعنوان Should We Turn the Sahara Desert into a Huge Solar Farm? نشرت في مجلة The Conversation وده لينك المقالة الأصلية:
https://theconversation.com/should-we-turn-the-sahara-desert-into-a-huge-solar-farm-114450