من قلب النهر إلى دائرة الصناعة: دور المحطات الكهرومائية في مستقبل طاقة العالم

في العقود الأخيرة، ازداد الاهتمام بمصادر الطاقة المتجددة بسبب المخاوف البيئية وتراجع استخدام الوقود الأحفوري. تُعَدّ المحطة الكهرومائية من أقدم وأكثر تقنيات توليد الكهرباء المتجددة كفاءة. في هذا المقال، سأشرح بطريقة مبسطة ما هي المحطة الكهرومائية، وكيف تعمل، وما مزاياها وقيودها، وما مكانتها في إنتاج الكهرباء في دول العالم اليوم.

ما هي المحطة الكهرومائية؟

المحطة الكهرومائية، أو الطاقة المائية، هي منشأة تستخدم طاقة المياه الجارية أو المخزّنة في السدود لتوليد الكهرباء. في كثير من الحالات، يؤدي بناء السد والخزان خلفه إلى إنشاء ارتفاع وضغط للمياه، وعندما تتدفق المياه من الأعلى نحو التوربينات، تتحول طاقتها الكامنة إلى طاقة حركية ثم إلى طاقة كهربائية.

المكوّنات وآلية العمل العامة

على المستوى العام، تتكوّن المحطة الكهرومائية من الأجزاء الرئيسية التالية:

• الخزان أو السد: لتخزين المياه وخلق فرق في الارتفاع
• المأخذ وأنبوب الضغط (القناة): لتوجيه المياه نحو التوربين
• التوربين: يدور وينتج طاقة ميكانيكية
• المولّد: يحوّل الطاقة الميكانيكية للتوربين إلى كهرباء
• معدات التحكم وخطوط نقل الكهرباء: لإدارة التدفق ونقل الكهرباء إلى شبكة المستهلكين

تتم العملية على النحو التالي: تتدفق المياه من الخزان إلى الأسفل، فتدير التوربين، فيعمل المولّد ويتم إنتاج الكهرباء. ثم تُنقل الكهرباء المولدة عبر المحوّلات لرفع الجهد الكهربائي وإرسالها إلى الشبكة.

مزايا المحطات الكهرومائية

من أهم مزايا المحطات الكهرومائية ما يلي:

• مصدر متجدد وقليل التلوث: تولّد الكهرباء دون انبعاث الغازات الدفيئة أثناء التشغيل (باستثناء آثار البناء).
• تكلفة تشغيل منخفضة: بعد البناء، تكون تكاليف الصيانة والتشغيل منخفضة نسبيًا.
• مرونة وقدرة على الاستجابة السريعة: يمكنها تعديل إنتاج الكهرباء في أوقات الذروة وتقلبات الأحمال في الشبكة.
• عمر طويل: يمكن للعديد من المحطات الكهرومائية أن تعمل لعقود طويلة.
• فوائد إضافية: مثل التحكم بالفيضانات، وتخزين المياه، والاستخدامات الترفيهية لخزان السد.

تحديات و قيود

رغم أن للمحطات الكهرومائية فوائد كثيرة، إلا أن لها قيودًا يجب أخذها في الاعتبار:

1. الاعتماد على الموارد المائية والتغيرات المناخية: في حالات الجفاف أو قلة الأمطار قد ينخفض إنتاج الكهرباء.
2. ارتفاع تكاليف الاستثمار الأولي: بناء السدود والأنفاق والبنية التحتية يتطلب رأس مال كبيرًا.
3. التأثيرات البيئية والاجتماعية: قد يؤدي بناء السد إلى تهجير السكان، وتغيير موائل الأنهار، والتأثير على الأسماك والنظام البيئي المحيط.
4. مخاطر سلامة السد: في حال وجود ضعف في التصميم أو انهيار السد، قد تحدث أضرار جسيمة.
5. انبعاث غاز الميثان في السدود الكبيرة: في بعض السدود قد ينبعث القليل من غاز الميثان نتيجة عمليات التحلل داخل الخزان.
   37- دور المحطات الكهرومائية في إيران والوضع الحالي

نقش نیروگاه آبی در ایران و وضعیت فعلی

في إيران، تشكّل الطاقة الكهرومائية جزءًا مهمًا من مزيج توليد الكهرباء. ووفقًا للإحصاءات، بلغت القدرة الإنتاجية للمحطات الكهرومائية في عامي 2021–2022 حوالي 12,188 ميغاواط. كما تم الإبلاغ عن 59 وحدة كهرومائية نشطة خلال تلك الفترة؛ ولكن بسبب قلة الأمطار والتغيرات المناخية، انخفضت نسبة إنتاج الكهرباء المائية في بعض الأيام، بحيث قد تغطي الطاقة الكهرومائية فقط 5٪ من إجمالي الكهرباء في فترات الجفاف.

الخاتمة

تُعدّ المحطة الكهرومائية إحدى ركائز الطاقة النظيفة في العالم وإيران. وعلى الرغم من القيود مثل التغير المناخي وارتفاع التكاليف، فإن كفاءتها ومرونتها وانخفاض تلوثها جعلتها خيارًا حيويًا في العديد من الدول. في المستقبل، يمكن أن يؤدي دمج المحطات الكهرومائية مع مصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل الطاقة الشمسية والرياح إلى شبكة كهرباء أكثر استقرارًا.