منذ عصور بعيدة عمد الإنسان إلى استغلال طاقة الرياح، وذلك حينما استخدم المراكب الشراعية، ثم سخر تلك الطاقة باستخدام طواحين الهواء المجهزة بريشة (شفرة) على شكل شراع، مثل تلك الموجودة في هولندا. وفي عام 1887 بنى البروفسور جيمس بليث الأستاذ بكلية أندرسون في غلاسكو باسكوتلندا أول طاحونة هوائية في العالم استخدمت لإنتاج الكهرباء، توالت بعدها جهود العلماء حول العالم لتوفير طاقة نظيفة متجددة ووفيرة لا تنتج عنها انبعاثات ضارة.
طاقة الرياح
في المملكة العربية السعودية، تُوجت دراسة دامت خمس سنوات عن إمكانات طاقة الرياح في البلاد بوضع مخطط شامل للنهوض بالاستراتيجية الوطنية لطاقة الرياح، بعدما تم الجمع بين النمذجة الحاسوبية الشاملة عالية الوضوح، ومجموعة فريدة من البيانات المرصدة عن الرياح والطقس، وتحليل للقيود على استخدام الأراضي، والتكلفة والتقنيات لتوجيه التوسع في نشر توربينات الرياح على النحو الأمثل.
قاد البرنامج البروفسور مارك جنتون، الأستاذ المتميز في علوم الرياضيات التطبيقية في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)، بالتعاون الوثيق مع خبراء محاكاة الغلاف الجوي في جامعة نوتردام بالولايات المتحدة الأميركية. وحول موارد طاقة الرياح في السعودية، يوضح جنتون: «من خلال منهجيتنا الجديدة وعمليات المحاكاة الحاسوبية المخصصة، حددنا كمياً بدقة موارد طاقة الرياح في المملكة، وقدمنا خطة مفصلة للتنفيذ الفعال من حيث التكلفة؛ من أجل بلوغ هدف الحكومة المتمثل في تركيب معدات توليد طاقة الرياح بقدرة 16 غيغاواط بحلول عام 2030».
وأضاف: «يكشف عملنا أن السعودية تتبوأ مكانة تؤهلها كي تصبح نموذجاً يُحتذى به في تطوير طاقة الرياح في الشرق الأوسط والعالم أجمع».
منهجية ومحاكاة
ويُعتبر الحساب الموثوق لموارد طاقة الرياح شرطاً أساسياً لتطوير هذا القطاع، ورغم أنه تم تعيين إمكانات طاقة الرياح كمياً بإحكام في العديد من البلدان المتقدمة، فهذه الخطوة الحاسمة تظل عقبة كبيرة أمام الكثير من الاقتصادات الناشئة؛ بسبب الافتقار إلى بيانات رصد الرياح على نطاق واسع، ونماذج الغلاف الجوي المتطورة عالية الوضوح.
يقول جنتون: «لقد أمضينا خمس سنوات في البحث عن المنهجية الصحيحة وأكثر عمليات المحاكاة مناسَبَة، وإيجاد البيانات الأرضية الملائمة، وقد تواصلنا أيضاً مع باحثين متعاونين في جامعة نوتردام يتمتعون بالكثير من الخبرات في محاكاة الظواهر الجوية على نطاقات إقليمية باستخدام النماذج الحاسوبية، وبالاستعانة بعمليات المحاكاة التي أجروها ومساعدتهم في تطوير وسائل جديدة، أصبحنا قادرين على توصيف ظواهر الطقس التي تحدث في الغلاف الجوي بدقة على نطاقات مكانية تصل إلى آلاف الكيلومترات».
يوضح جنتون أن التحدي الرئيسي عادة أمام مثل هذه الدراسات هو كيفية التحقق من صحة عمليات المحاكاة الحاسوبية بالمقارنة مع بيانات القياسات، متابعاً: «لحسن الحظ تمكن الباحثون من الاستفادة من قياسات الرياح والغلاف الجوي بالغة التفصيل، المسجلة من خلال برنامج مدينة الملك عبد الله للطاقة الذرية والمتجددة».
ويقول جنتون في نهاية حديثه: «كانت مجموعة بيانات برنامج مدينة الملك عبد الله للطاقة الذرية والمتجددة عاملاً فارقاً في إثبات أن عمليات محاكاة نموذجنا تقدم نتائج دقيقة، والآن يمكن أن يستخدم صانعو السياسات النتائج التي توصلنا إليها من أجل التخطيط بكفاءة لتطوير البنية التحتية لطاقة الرياح، ويمكن للمجتمع العلمي أن يستخدم منهجيتنا القابلة للتعميم من أجل تحديد المواقع المُثلى والخيارات التقنية الأكثر مناسَبَة لحصاد طاقة الرياح في سياقات وبلدان أخرى».
جدير بالذكر فإن السعودية تولي أهمية خاصة للطاقة المتجددة، وذلك حسب رؤية المملكة 2030، التي تشير إلى ضرورة التحول نحو إنتاج الطاقة بالاعتماد على مصادر منخفضة الانبعاثات الكربونية وتنفيذ خطط طموحة تهدف إلى إنتاج 9500 ميغاواط من الطاقة الكهربائية اعتماداً على المصادر المتجددة بحلول عام 2023. ويشير موقع هيئة الطاقة الجديدة والمتجددة في السعودية إلى أن محطات طاقة الرياح القائمة بالفعل الآن في المملكة تبلغ إنتاجيتها 1375 ميغاواط، كما أن المحطات تحت الإعداد ستنتج أكثر من 2400 ميغاواط من الطاقة.
