6 أشياء تحتاج لمعرفتها حول مستقبل طاقة الرياح

لطالما كانت صورة توربينات الرياح الضخمة التي تدور ببطء في الشمس هي الصورة الأولى للطاقة المتجددة - وهي لمحة عن مستقبل أكثر نظافة.

وبينما كانت مزارع الرياح ذات يوم مشهدًا نادرًا لا توجد إلا في مواقع محددة ، إلا أنها تظهر الآن في مناطق في جميع أنحاء العالم. في السباق لعكس آثار الاحتباس الحراري ، أصبحت طاقة الرياح بسرعة واحدة من أكثر أشكال الطاقة الخضراء فعالية - ناهيك عن أرخصها.

تعد أمريكا الآن ثاني أكبر منتج لطاقة الرياح - في المرتبة الثانية بعد الصين - مع ما يقرب من 112000 ميجاوات من السعة المركبة. نمتلك الآن ما يكفي من توربينات الرياح لتشغيل أكثر من 34 مليون منزل وتجنب انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن 42 مليون سيارة . ساهم الارتفاع الهائل في طاقة الرياح أيضًا بشكل كبير في استخدام أمريكا للطاقة المتجددة أكثر من الفحم في عام 2020 لأول مرة منذ 130 عامًا .

ولكن في حين أن تحويل الرياح إلى كهرباء يبدو وكأنه الحل الأمثل لتغير المناخ ، ما زلنا بحاجة إلى المزيد من التقدم إذا أريد للرياح أن تصل إلى إمكاناتها ليس فقط كمصدر مهيمن للطاقة المتجددة - ولكن الطاقة بشكل عام.

لذا ، لإعطائك صورة أوضح عما ينتظرنا ، دعنا نلقي نظرة فاحصة ونكتشف ما تحتاج لمعرفته حول مستقبل طاقة الرياح.

مستقبل طاقة الرياح

1. تكتسب الرياح البحرية زخمًا سريعًا

في حين أن معظمنا على دراية برؤية مزارع الرياح في الحقول المفتوحة أو المناطق الساحلية ، هناك اهتمام متزايد بتعظيم التوليد من خلال بناء توربينات عملاقة على بعد أميال في وسط المحيط. خالية من العوائق التي تمنع الرياح مثل المباني والأشجار والتلال ، تعد التوربينات البحرية بشكل عام أكثر كفاءة وإنتاجية من نظيراتها الأرضية.

على بعد ثمانين ميلاً من سواحل المملكة المتحدة ، بدأ البناء بالفعل في أكبر مزرعة رياح بحرية في العالم ، مشروع " دوجر بانك " الذي تبلغ سعته 3.6 جيجاوات والذي سيتم تنفيذه على ثلاث مراحل منفصلة. سيبدأ البناء في عام 2023 ، وعند اكتماله ، ستكون مزرعة الرياح كبيرة بما يكفي لتزويد حوالي ستة ملايين منزل في المملكة المتحدة بالطاقة.

في الولايات المتحدة ، كنا أبطأ من بعض البلدان الأخرى في احتضان الرياح البحرية ، حيث بدأ المشروع الأول عبر الإنترنت فقط في عام 2016 قبالة ساحل رود آيلاند. منذ ذلك الحين ، نما الاهتمام بالمشاريع الجديدة بشكل كبير تقريبًا ، حيث تشير أهداف المشتريات الحكومية إلى أننا يمكن أن نرى ما يقرب من 30 جيجاوات من الرياح البحرية مثبتة بحلول عام 2035. مع المناطق الساحلية الشاسعة المحيطة بمعظم البلاد ، تقدر وزارة الطاقة الأمريكية أن الرياح البحرية يمكن أن توفر أكثر من ضعف طلبنا الحالي على الطاقة 

مع وفرة موارد الرياح والاستثمار المزدهر في هذا القطاع ، يبدو أن الرياح البحرية ستلعب دورًا حاسمًا في تحول الطاقة المتجددة في أمريكا - وتضع معايير جديدة تسعى العديد من البلدان الأخرى إلى تكرارها.

2. ستظل توربينات الرياح أكبر وأكثر قوة

في محاولة لتوليد المزيد من الطاقة (والأرباح) من كل مولد لطاقة الرياح ، هناك شيء من سباق التسلح يجري بين أبرز مصنعي التوربينات في العالم.

كشفت شركة الطاقة جنرال إلكتريك ، التي أعلنت مؤخرًا أنها ستخرج من أعمال محطات توليد الطاقة بالفحم ، عن توربينها الجديد "Haliade-X" ، وهو محرك عملاق بقدرة 13 ميجاوات وقطر دوار بحجم ملعبي كرة قدم. يجري اختبار GE حاليًا في روتردام ، وستستخدم GE النموذج الجديد في مزارع الرياح البحرية وقد حصلت بالفعل على عدد كبير من الطلبات المسبقة.

لقد تحرك السباق لبناء توربينات أكبر بوتيرة أسرع مما توقعته العديد من الشخصيات الصناعية. تولد Haliade-X من جنرال إلكتريك كهرباء أكثر بحوالي 30 مرة من الآلات البحرية الأولى التي تم تركيبها قبالة الدنمارك في عام 1991. " ستانلي ريد ، نيويورك تايمز

خطت شركة Siemens Gamesa خطوة أخرى إلى الأمام من خلال توربينها الخاص الذي حطم الرقم القياسي ، وهو نموذج بحري بقوة 14 ميغاواط يمكنه رفع إنتاجه إلى 15 ميغاواط مع وظيفة "تعزيز الطاقة" الفريدة.

صرحت شركة سيمنز بأنها تخطط لمواصلة تطوير نماذج أكبر وأكبر ، وفي النهاية ، قد يتم تحديد سقف حجم التوربينات من خلال الاقتصاد بدلاً من الفيزياء.

كما قال بيتر إيسمان ، كبير مديري المنتجات ، وسيدسي ليجارد جنسن ، مدير المنتجات التجارية في شركة Siemens Gamesa ، "كما هو الحال مع السفن أو الطائرات ، تأتي نقطة يصبح فيها الحجم المتزايد غير مجدي اقتصاديًا بعد الآن. ومع ذلك ، لا يعني هذا أن عمليات تطوير التوربينات ستتوقف بعد ذلك ، ولكن بدلاً من ذلك من المرجح أن تركز التطورات بشكل أكبر على الكفاءة ".

3. الفحم والغاز يخسران حرب الأسعار

منذ وقت ليس ببعيد ، كانت مزارع الرياح بديلاً أنظف كثيرًا لمحطات الطاقة التقليدية التي تعمل بالفحم والغاز الطبيعي - لكنها جاءت بسعر أعلى بكثير. ومع ذلك ، مع التسارع السريع للطاقة المتجددة في السنوات الأخيرة ، أصبحت تكلفة طاقة توربينات الرياح الآن أرخص من الوقود الأحفوري في العديد من البلدان - ويبدو أن فجوة الأسعار ستستمر في النمو.

وجد تقرير صادر عن الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (ARENA) أنه في عام 2019 ، وفرت ثلاثة أرباع مزارع الرياح البرية الجديدة الكهرباء بتكلفة أقل من أرخص محطات الطاقة الجديدة التي تعمل بالفحم أو الغاز. تتوقع أيرينا أيضًا أنه من الآن وحتى عام 2030 ، يمكن أن تنخفض أسعار مزارع الرياح البرية والبحرية بنسبة 45٪ و 50٪ على التوالي.

"بحلول عام 2030 ، فإن الطاقة الشمسية الكهروضوئية الجديدة على نطاق المرافق والرياح البرية ستقلل ليس فقط تكلفة المشاريع الجديدة التي تعمل بالوقود الأحفوري بهوامش كبيرة ، ولكنها ستكون في المتوسط ​​أرخص من تشغيل ما يقرب من 1700 جيجاوات من سعة الفحم الحالية." مايكل تايلور ، إيرينا

مع إنتاج مزارع الرياح الجديدة للكهرباء النظيفة بتكلفة منخفضة ، واستمرار توليد الفحم في الانخفاض بكميات قياسية ، يبدو أن الأمر مجرد مسألة وقت قبل أن تصبح طاقة الرياح واحدة من أكثر مصادر الطاقة المهيمنة في أمريكا - إن لم يكن العالم. .

4. الصناعة هي واحدة من أسرع الشركات نموًا لدينا

بالإضافة إلى توفير كهرباء نظيفة ومنخفضة التكلفة ، من المتوقع أيضًا أن تخلق صناعة الرياح آلاف الوظائف الجديدة حيث تسعى أمريكا جاهدة نحو صافي انبعاثات صفرية في العقود القادمة.

يوظف قطاع الرياح بالفعل حوالي 120 ألف أمريكي ، ويتوقع مكتب إحصاءات العمل الأمريكي أن ينمو توظيف فنيي توربينات الرياح بنسبة 61٪ خلال السنوات العشر القادمة ، مما يجعلها ثاني أسرع الوظائف نموًا في البلاد. تدفع وظائف فني الرياح أيضًا متوسط ​​راتب سنوي يبلغ حوالي 53000 دولار - أكثر من 12000 دولار فوق المتوسط ​​الوطني للولايات المتحدة.

"إن النمو السريع والمستمر لصناعة الرياح يعني المزيد من الوظائف التي تدعم الأسرة ، والمزيد من التصنيع المحلي ، والمزيد من الفرص للمحاربين القدامى ، والمزيد من الدعم للمجتمعات الزراعية ، كل ذلك مع توفير كهرباء موثوقة ومنخفضة التكلفة وخالية من الكربون لملايين الأمريكيين . " توم كيرنن ، الرئيس التنفيذي لجمعية الرياح الأمريكية

5. تغيير بسيط قد ينقذ فقط ملايين الطيور

عندما نسمع مناقشات حول إيجابيات وسلبيات طاقة الرياح ، فإن أحد الاعتراضات الرئيسية هو التهديد الذي تمثله الشفرات الدوارة على مجموعات الطيور. تقدر خدمة الأسماك والحياة البرية الأمريكية أن توربينات الرياح تقتل ما بين 140.000 و 500.000 طائر في أمريكا كل عام ، وتشكل تهديدًا كبيرًا للطيور الكبيرة ذات معدلات الولادة المنخفضة مثل النسور والصقور والصقور.

لكن لحسن الحظ ، فإن اكتشافًا جديدًا قام به المعهد النرويجي لأبحاث الطبيعة يولد بعض النتائج الواعدة جدًا.

بعد تجربة استمرت عدة سنوات ، وجد الباحثون أن طلاء إحدى شفرات التوربينات الثلاث باللون الأسود قلل من معدلات وفيات الطيور بنسبة 70٪ ، مع تغيير اللون الذي يساعد على تقليل "تشويه الحركة" ومنح الطيور مزيدًا من الوقت لتعديل مسارات طيرانها. وبينما كان نطاق التجربة صغيرًا نسبيًا ، فقد وفرت طريقة بسيطة وعملية لتقليل وفيات الحيوانات دون إجراء تغييرات باهظة في تصنيع أو تشغيل توربينات الرياح.

وبينما يجب أن نلاحظ أن مزارع الرياح تقتل عددًا أقل بكثير من الطيور مقارنة بالعديد من المصادر الأخرى ، فمن المشجع أن نرى المزيد من الأبحاث حول سلامة التوربينات - والتي ستساعد فقط في تسريع نشر مصادر الطاقة المتجددة في جميع أنحاء البلاد.

6. إعادة تدوير ريش الرياح صناعة متنامية

مع انتقال طاقة الرياح من قوة إلى قوة ، هناك تركيز متزايد - وربما طال انتظاره - على ما يجب القيام به مع الآلاف من شفرات ومكونات التوربينات التي وصلت إلى نهاية عمرها الافتراضي.

يمكن إعادة تدوير أو إعادة استخدام حوالي 85٪ من مولد طاقة الرياح الحالي ، بما في ذلك النحاس والأسلاك والفولاذ والتروس والمكونات الكهربائية. لكن الشفرات نفسها - المصنوعة من الألياف الزجاجية الخاصة لتلبية متطلبات الوزن والقوة - يتم إزالتها عمومًا ، وتقطيعها إلى قطع أصغر باستخدام الآلات الصناعية ، وتخزينها أو دفنها في الأرض.

ولكن لحسن الحظ ، يجري العمل على استخدام شفرات التوربينات القديمة بشكل أفضل.

أعلنت جنرال إلكتريك للطاقة المتجددة مؤخرًا عن شراكة مع شركة إدارة النفايات العالمية Veolia لبدء أول برنامج أمريكي لإعادة تدوير شفرة توربينات الرياح . وبموجب الاتفاقية متعددة السنوات ، سيتم تقطيع معظم الشفرات المستخدمة من جنرال إلكتريك واستخدامها في صناعة الأسمنت ، لتحل محل الحاجة إلى الفحم والمواد البكر الأخرى مع تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من إنتاج الأسمنت بنسبة 27٪.

"أكملنا الصيف الماضي تجربة باستخدام شفرة GE ، وكنا سعداء جدًا بالنتائج. لقد عالجنا هذا الخريف أكثر من 100 شفرة حتى الآن ، وكان عملاؤنا سعداء جدًا بالمنتج ". بوب كابادونا ، شركة Veolia North America Environmental Solutions

يقوم العديد من مصنعي التوربينات الآخرين أيضًا بتجربة مواد قابلة لإعادة التدوير ، بما في ذلك راتينج جديد يسمى Elium ، والذي يمكن صهره وإعادة تشكيله في شفرات جديدة تمامًا.

أعلنت شركة Vestas المصنعة لتوربينات الرياح العالمية عن هدف طموح لتطوير شفرات يمكن إعادة تدويرها بالكامل وإنتاج توربينات "خالية من النفايات" فقط بحلول عام 2040 . قالت الشركة في غضون عامين ، إنها ستعلن عن استراتيجية دائرية جديدة تغطي التصميم والإنتاج والخدمة وعملية نهاية العمر بالكامل. أوضح أندرس فيديل ، الرئيس التنفيذي لشركة فيستاس ، أنه ملتزم بتطوير حلول طاقة الرياح الأكثر مراعاة للبيئة ، "إذا أردنا قيادة انتقال الطاقة ، يجب أن نكون مثالًا للقيام بذلك بالطريقة الأكثر استدامة ، وهذا يتضمن جعل الاستدامة جزءًا من كل ما نقوم به ".

مستقبل الرياح يبدو أكثر إشراقًا من أي وقت مضى

مع التسارع السريع لتوليد الرياح في السنوات الأخيرة ، والانخفاض الحاد في تكاليف الكهرباء التي تتجاوز الآن الفحم والغاز ، يبدو أن طاقة الرياح ستصبح أحد مصادر الطاقة الأساسية لدينا خلال العقود القادمة.

إذا كنت ترغب في دعم مزارع الرياح ، يمكنك شراء اعتمادات الطاقة المتجددة (RECs) من موقع terrapass ، والتي تشجع على إنتاج الطاقة النظيفة بينما تساعد في بناء وتوسيع مزارع الرياح حول أمريكا.

لقد آمننا بالفوائد العديدة لطاقة الرياح لفترة طويلة جدًا ، وشجعنا العديد من الابتكارات المثيرة في هذا القطاع. من الواضح أن طاقة الرياح شيء عظيم لبيئتنا - وكذلك لاقتصادنا.

في عام 2021 وما بعده ، يسعدنا أن نرى إلى أي مدى يمكن أن تأخذنا طاقة الرياح في مكافحة الاحتباس الحراري - وتقليل فواتير الطاقة لدينا في هذه العملية.