مشاريع رائدة لإنتاج الطاقة الكهروشمسية في السعودية

«النفط الجديد» الذي لا ينضب

منشأة لإنتاج الطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية في العينية شمال العاصمة الرياض (أ.ف.ب)
منشأة لإنتاج الطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية في العينية شمال العاصمة الرياض (أ.ف.ب)
TT
20

مشاريع رائدة لإنتاج الطاقة الكهروشمسية في السعودية

منشأة لإنتاج الطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية في العينية شمال العاصمة الرياض (أ.ف.ب)
منشأة لإنتاج الطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية في العينية شمال العاصمة الرياض (أ.ف.ب)

تتأهب السعودية لانطلاقة عالمية رائدة في مشاريع الطاقات البديلة بعد الإعلان عن توقيع الأمير محمد بن سلمان بن عبد العزيز، ولي العهد السعودي، مع «سوفت بنك» الياباني على مذكرة تفاهم للبدء بمشروع لإنتاج 200 غيغاواط من الطاقة الكهربائية المستمدة من الطاقة الشمسية بحلول عام 2030، بقيمة إجمالية تقدر بـ200 مليار دولار أميركي.
- مشروع ضخم
يعد هذا المشروع الأضخم في التاريخ لإنتاج الطاقة من الشمس وهو أكبر بمئات المرات من أي من المشاريع، وأكبر مشروع موجود حالياً يقدر بنحو 1.5 غيغاواط، أما أكبر الخطط التي بدأ تنفيذها حالياً فهي في اليونان وأستراليا بقدرة 2 غيغاواط لكل منهما.
وستكون أولى محطتين في هذا المشروع بقدرة 7.2 غيغاواط، وسيبدأ الإنتاج منهما في عام 2019 وفقا للخطط. وأشار الخبراء إلى المساحة الهائلة المطلوبة لإنتاج هذا المقدار من الطاقة باستخدام التكنولوجيا المتوفرة حالياً في حال تم البناء في موقع واحد، حيث ذكر موقع «كوارتز» أن المشروع في حال مقارنته مع واحدة من أكبر محطات توليد الطاقة من أشعة الشمس مثل المحطة الموجودة في الهند من ناحية «نسبة الإنتاج لمساحة المحطة» فسيكون بحاجة لنحو 5000 كلم مربع، مما يعني أنه سيكون أكبر من بعض كبرى مدن العالم مثل لندن ومدينة نيويورك؛ بينما بينت إحصاءات أخرى أن المساحة المطلوبة تقدَر بـ2023 كلم مربع، حتى مع هذا التقدير ما زال أكبر من كبرى المدن.
وتتميز السعودية بوجودها داخل نطاق ما يسمى الحزام الشمسي العالمي والمحصور بين 35 درجة شمالا و35 درجة جنوبا، وأغلب أيام السنة هي أيام مشمسة بمعدل 3000 ساعة سنويا.
- حزام شمسي
وتتميز أيضا بالمساحات الشاسعة ونسبة عالية من الإشعاع الشمسي تقدر بنحو 2450 «كيلوواط. ساعة» لكل متر مربع وهذا يجعلها قادرة على إنتاج كميات ضخمة من الطاقة قابلة للبيع، وثروات معدنية من الأرض مهمة في تصنيع الألواح الشمسية والمعدات مثل السيليكا والنحاس وغيرها، مما يجعلها في صدارة الدول للاستثمار في صناعة واستغلال الطاقة الشمسية. هذا غير الحاجة المتزايدة للاعتماد على مصدر آخر للطاقة غير النفط لتوليد الكهرباء مثلا، وخصوصاً إذا أخذنا بعين الاعتبار الارتفاع المتزايد للطلب على الطاقة الكهربائية والذي وصل لمعدل عال.
هذا وسيوفر المشروع كما هو متوقع نحو 100 ألف وظيفة وزيادة في الناتج المحلي بنحو 12 مليار دولار، إضافة لتوفير نحو 40 مليار دولار سنوياً.
وتعتبر الطاقة الشمسية نوعاً من أنواع الطاقة النظيفة، وعملية تحويلها إلى طاقة كهربائية لا تتخللها أي انبعاثات لأي مركب كيميائي للبيئة المحيطة، الأمر الذي يجعلها طاقة نظيفة تجنب الإنسان التلوث الذي يؤدي إلى الكثير من المشاكل الصحية ومشاكل المناخ مثل الاحترار الجوي بسبب تلك، وأثر أنواع الطاقة غير المتجددة أو غير النظيفة كبير جدا على البيئة.
كما أن الطاقة الشمسية لن تنضب إلا بزوال الشمس وهذا مستبعد، أضف لذلك أن وسائل التقدم العلمي والتكنولوجي رفعت فاعلية تحويل طاقة هذه الأشعة لطاقة كهربائية لتصل لنحو 40 في المائة، كما أن انخفاض تكلفة البنية التحتية في السنوات الأخيرة لبناء هذه المحطات وقلة الصيانة المطلوبة وطول العمر الافتراضي الذي يكون في الغالب 25 سنة لهذه الألواح بدأ بجعل هذه الطاقة منافسا حقيقيا من ناحية التكلفة أيضا لغيرها.
ولكن الأمور تصعب قليلا عند محاولة تخزين الكهرباء المنتجة. وهناك عامل مهم للكثير من الدول وهو تحقيق الاكتفاء الذاتي من الطاقة أو على الأقل تقليل الاعتمادية والحاجة للغير.



بكتيريا مُهندَسة جينياً... تُنتج بلاستيكاً حيوياً يُشابه النايلون

بكتيريا مُهندَسة جينياً... تُنتج بلاستيكاً حيوياً يُشابه النايلون
TT
20

بكتيريا مُهندَسة جينياً... تُنتج بلاستيكاً حيوياً يُشابه النايلون

بكتيريا مُهندَسة جينياً... تُنتج بلاستيكاً حيوياً يُشابه النايلون

في خطوة رائدة في مجال تطوير المواد المستدامة، نجح فريق من العلماء في كوريا الجنوبية بتعديل بكتيريا الإشريكية القولونية وراثياً؛ لإنتاج بلاستيك حيوي قوي ومرن يُشبه النايلون. ويُعدّ هذا الابتكار أول نوع من البوليمرات الحيوية يحتوي على روابط «أميد» شبيهة بالنايلون، ما يفتح آفاقاً جديدة في مواجهة أزمة التلوث البلاستيكي العالمية.

آفاق جديدة في البلاستيك الحيوي

قاد مهندس الجزيئات الحيوية سانغ يوب لي فريق البحث في المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا. وقال في دراسة نُشرت في مجلة «Nature Chemical Biology»، في 17 مارس (آذار) 2025، إن فريقه قام بتعديل بكتيريا الإشريكية القولونية لإنتاج بوليمر هجيني يُدعى «بوليمرات أميدية متعددة الإستر (PEA)» Poly(ester amide) وهو نوع من البوليمرات الاصطناعية القابلة للتحلل الحيوي.

ويتميز هذا البوليمر بقدرته على الجمع بين خاصية البوليستر القابل للتحلل الحيوي وبعض خصائص النايلون، من خلال الروابط الأميدية، في حين أن النايلون التقليدي يعتمد بالكامل على الوقود الأحفوري وروابط «أميد» غير قابلة للتحلل.

اختراق أدوات الطبيعة

وقد واجه الباحثون تحدياً رئيسياً يتمثل في عدم وجود إنزيمات طبيعية لتجميع بوليمرات تشبه النايلون. وللتغلب على هذه العقبة دمجوا جينات مُعدّلة من بكتيريا مختلفة في البلازميدات (وهي خيوط دائرية من الحمض النووي دي إن إيه DNA) أُدخلت إلى بكتيريا الإشريكية القولونية. وقادت هذه الجينات المعدلة الميكروبات لإنتاج إنزيمات جديدة قادرة على ربط السلاسل الجزيئية في البوليمرات. وقد أدت هذه العملية إلى إنتاج مادة ذات خصائص تضاهي البولي إيثيلين، أحد أكثر أنواع البلاستيك انتشاراً، رغم استمرار التساؤلات حول متانتها مقارنة بالنايلون التقليدي.

توسع الإنتاج والتحديات الاقتصادية

ونجح الفريق في استخدام مفاعلات حيوية على نطاق صناعي لإنتاج نحو 54 غراماً من البوليمرات لكل لتر، ما يُظهر إمكانية التوسع في الإنتاج. ومع ذلك لا تزال عملية حصاد البوليمر تتطلب تفتيت البكتيريا وتنقية المنتج، مما يزيد من تعقيد العملية وتكاليفها. وأقرّ سانغ يوب لي بأن تكلفة الإنتاج الحالية لا تستطيع منافسة تكلفة البلاستيك المُصنّع من الوقود الأحفوري التي تبلغ نحو دولار واحد للكيلوغرام. إلا أن الباحثين متفائلون بأن تحسين تقنيات الإنزيمات والتخمير وطرق الاسترداد قد يُخفض من التكاليف في المستقبل.

أمل لحل أزمة البلاستيك العالمية

وتأتي هذه الدراسة في وقت يواجه فيه العالم أزمة حادة بسبب النفايات البلاستيكية؛ حيث يتم إنتاج أكثر من 400 مليون طن من البلاستيك سنوياً وتبقى نسبة كبيرة منها في النظم البيئية على شكل جسيمات دقيقة. وتُعتبر النايلونات التقليدية المستخدمة في الملابس وقطع غيار السيارات من المساهمات الرئيسيات في هذه المشكلة. وعلى الرغم من أن البوليمرات الأميدية المتعددة الإستر ليست قابلة للتحلل الحيوي تماماً، فإن تركيبها الحيوي يمثل نموذجاً أكثر مراعاةً للبيئة مقارنة بالمواد التقليدية.

ويُعبر خبراء في هذا المجال عن تفاؤلهم بهذا الابتكار. فقد أشار كولين سكوت، مهندس الإنزيمات وعالم الأحياء التركيبية في بيرث بجامعة غرب أستراليا، إلى أن الدراسة تُظهر كيف يمكن لعلم الأحياء التركيبي إعادة تصور المواد بما يتناسب مع الاقتصاد التدويري. وأوضح سييتشي تاجوتشي، خبير الإنتاج الحيوي بجامعة كوبي في اليابان، أن دمج الأحماض الأمينية في البوليمرات غالباً ما يعوق نموها، لكنه أشار إلى أن الاختبارات الأولية أظهرت أن البلاستيك الحيوي المستخرج مستقر حرارياً وقابل للتشكيل ومناسب للتطبيقات المتعددة مثل المنسوجات والتغليف والطلاء.

تحديات التسويق

ورغم الإشارات الإيجابية للابتكار يواجه البوليمر الجديد بعض العقبات التقنية والاقتصادية، فعملية استخلاص وتنقية البوليمر تتطلب طاقة كبيرة، وقد يحدّ التركيب الهجين للبوليمر من قابليته لإعادة التدوير مقارنةً بالنايلون التقليدي. ومع ذلك يستمر البحث والتطوير لتحسين متانة البوليمر وجعله منافساً حقيقياً للمواد البلاستيكية القائمة على الوقود الأحفوري.

خطوة نحو مستقبل مستدام

وبينما يظل التسويق التجاري لهذا النوع من البلاستيك في مراحل مبكرة، يُظهر هذا الابتكار الإمكانيات الكبيرة لعلم الأحياء التركيبية في إعادة هندسة المواد بما يتوافق مع التحديات البيئية الراهنة. وفي وقت يُكافح فيه العالم التلوث البلاستيكي، يُعَدّ هذا العمل بمثابة خطوة واعدة نحو تطوير حلول صديقة للبيئة قادرة على المساهمة في الاقتصاد التدويري وإنقاذ الكوكب. ومع مزيد من التحسينات والبحوث قد يصبح إنتاج البلاستيك الحيوي بهذه التقنية خياراً مستقبلياً يوفر بديلاً مستداماً للبلاستيك التقليدي.