تلوث محطات الفحم يزيل بصمت جزءًا من مكاسب الطاقة الشمسية في العالم

التلوث يقلل إنتاج الطاقة الشمسية على نطاق عالمي

محطات الكهرباء العاملة بالفحم لا تطيل فقط عمر أنظمة الكهرباء القائمة على الوقود الأحفوري. تشير أبحاث جديدة إلى أنها تقوض أيضًا أداء المنشآت الشمسية التي يفترض أن تحل محلها. في دراسة نُشرت في Nature Sustainability، قام باحثون بقيادة جامعة أوكسفورد وكلية لندن الجامعية برسم خريطة لأكثر من 140,000 موقع للطاقة الشمسية الكهروضوئية حول العالم، ثم دمجوا هذه المعلومات مع بيانات التلوث الجوي لتقدير مقدار الطاقة المفقودة قبل أن تصل أشعة الشمس إلى الألواح أصلًا.

والنتيجة ليست بسيطة. وجد الفريق أن الهباء الجوي، وهي الجسيمات الدقيقة العالقة في الهواء القادمة من مصادر من بينها احتراق الفحم، خفّض إنتاج الكهرباء الشمسية العالمي بنسبة 5.8% في عام 2023. وترجم ذلك إلى فقدان 111 تيراواط ساعة من التوليد، وهو ما يعادل تقريبًا الناتج السنوي لـ 18 محطة كهرباء تعمل بالفحم ومتوسطة الحجم. وفي وقت تقيس فيه الحكومات التقدم بعدد الغيغاواط من السعة المتجددة الجديدة، تجادل الدراسة بأن الغلاف الجوي نفسه أصبح عنق زجاجة مهملًا.

عبء خفي على توسع الطاقة المتجددة

الأثر الأهم ليس ببساطة أن بعض مشاريع الطاقة الشمسية دون المستوى المتوقع. بل إن انبعاثات الوقود الأحفوري يمكن أن تقلل مباشرة إنتاجية أنظمة الطاقة النظيفة التي تُضاف إلى جانبها. بين عامي 2017 و2023، أضافت التركيبات الكهروضوئية الجديدة متوسط 246.6 تيراواط ساعة من الكهرباء سنويًا. وخلال الفترة نفسها، بلغت الخسائر المرتبطة بالهباء الجوي من الأنظمة القائمة 74 تيراواط ساعة سنويًا، أي ما يقارب ثلث تلك المكاسب.

تُعيد هذه النتيجة صياغة العلاقة بين أنظمة الكهرباء التقليدية والناشئة. فمحطات الفحم لا تطلق فقط غازات دفيئة تفاقم تغير المناخ على مدى عقود. كما أن تلوثها يمكن أن يضغط فورًا على إنتاج مصفوفات الطاقة الشمسية في المناطق القريبة ومنها إلى مناطق أبعد باتجاه الرياح. عمليًا، قد تحمل كل وحدة من توليد الفحم تكلفة إضافية عبر خفض أداء البنية التحتية نفسها المصممة لإزاحته.

لماذا يبرز الفحم

لتحديد مصادر التلوث المسؤولة عن الخسائر، تتبع الباحثون أصول الهباء الجوي ووجدوا أن توليد الكهرباء بالفحم كان مساهمًا رئيسيًا. ويظهر هذا التأثير بوضوح خاصة في الأماكن التي توسع فيها الفحم والطاقة الشمسية بالتوازي. وقد سُلّط الضوء على الصين بوصفها مثالًا واضحًا، إذ أدى النمو واسع النطاق في كلا النظامين إلى خلق ظروف تجعل أحد مصادر الطاقة يضعف الأخرى ماديًا.

وقال المؤلف الرئيسي روي سونغ إن التوسع السريع في الطاقة المتجددة جعل هذا التفاعل أكثر أهمية مما تفترضه كثير من نماذج التخطيط. فإذا كانت الانبعاثات تغير بيئة الإشعاع، فقد تبالغ السعة الاسمية للمنظومات الشمسية في تقدير مساهمتها الفعلية. فالمشكلة ليست ما إذا كانت الطاقة الشمسية تعمل، بل مقدار إنتاجها النظري الذي يجري خصمه بصمت بسبب الهواء الملوث.

ما الذي فعله الباحثون بشكل مختلف

تبرز الدراسة لأنها لا تعتمد على دراسات حالة محلية فقط. فمن خلال استخدام رصد الأقمار الصناعية لتحديد الأصول الشمسية حول العالم، ثم دمج تلك الرصود مع بيانات الغلاف الجوي، أنشأ المؤلفون تقديرًا واسعًا لكيفية تأثير التلوث في توليد الكهرباء عبر المناطق وعبر الزمن. وهذا النطاق مهم. فهو يشير إلى أن المسألة ليست مشكلة هندسية محدودة في بضعة ممرات حضرية ملوثة، بل قضية نظامية ذات صلة بالتخطيط العالمي لإزالة الكربون.

وبالنسبة للمستثمرين ومشغلي الشبكات وصناع السياسات، فهذا يعني أن الفجوة بين الطاقة الشمسية المتوقعة والمُسلَّمة قد لا تُفسَّر دائمًا بجودة الألواح أو الصيانة أو تقلبات الطقس. بل يجب أن تدخل جودة الهواء في الحساب. وإذا تجاهل المخططون تأثيرات الهباء الجوي، فقد يبالغون في تقدير إنتاج الطاقة المتجددة ويقللون من فوائد إيقاف التوليد عالي التلوث أولًا.

ماذا يعني ذلك لسياسة الطاقة

تشير الدراسة إلى نتيجة بسيطة لكنها مهمة سياسيًا: تنظيف الهواء يمكن أن يحسن اقتصاديات الطاقة الشمسية تقريبًا على الفور. إن إحالة محطات الفحم إلى التقاعد، وتشديد ضوابط الانبعاثات، وتقليل تلوث الجسيمات يمكن أن يرفع إنتاج الأساطيل الشمسية القائمة من دون بناء لوح واحد إضافي. وبهذا المعنى، يصبح التحكم في التلوث استراتيجية لتحسين كفاءة الطاقة المتجددة بقدر ما هو إجراء للصحة العامة.

وتشير الورقة أيضًا إلى أن ترتيب الخطوات مهم في التحول الطاقي. ففي الأماكن التي تضيف فيها الحكومات الطاقة الشمسية بينما تسمح باستمرار الاستخدام الكثيف للفحم، يُسترد جزء من الفائدة عبر التداخل الجوي. لذا فإن تسريع التخلص من الفحم سيحقق عائدًا مزدوجًا، إذ يخفض الانبعاثات ويحسن إنتاجية البنية التحتية منخفضة الكربون القائمة بالفعل.

وهناك درس استراتيجي أوسع أيضًا. فغالبًا ما يُناقش التحول إلى الطاقة النظيفة باعتباره سباقًا لتركيب مزيد من السعة. وتجادل هذه الدراسة بأن حماية أداء تلك السعة لا يقل أهمية. فالميغاواط من الطاقة الشمسية لا يقدم القيمة نفسها في كل بيئة جوية، ويمكن للتلوث أن يكون ضريبة مباشرة على التوليد المتجدد.

ومع سعي البلدان في الوقت نفسه إلى الكهربة والنمو الصناعي وخفض الانبعاثات، فإن الرسالة المستخلصة من هذا البحث واضحة على نحو غير معتاد: الابتعاد عن الفحم لا يتعلق فقط باستقرار المناخ في المستقبل، بل يمكنه أيضًا تحسين إنتاج البنية التحتية الشمسية اليوم، الآن.

يعتمد هذا المقال على تقرير من Phys.org. اقرأ المقال الأصلي.