الطائرات والقطارات والسيارات.. هل يمكن أن تنتج طاقة الرياح؟

يتفوق الاستثمار في طاقة الرياح المتجددة، جنباً إلى جنب معالطاقة الشمسية، على الطاقة المنتجة من الوقود الأحفوري مثل الفحم أو الغاز. لكن مزارع الرياح تتطلب مساحة أكبر بكثير من محطات الطاقة غير المتجددة.

وأصبح من الصعب للغاية الحصول على الموافقات اللازمة لتركيب توربينات الرياح الشاهقة في المناطق الريفية. ويرجع ذلك جزئيًا إلى حماية البيئة، ولكن أيضًا إلى معارضة السكان المحليين (الذين لا يرغبون في وجودها بالساحات الخلفية لمنازلهم) وغالبًا ما يكون ذلك بسبب الآثار الجمالية.

في الوقت نفسه، تتطلب مشاريع طاقة الرياح البحرية استثمارات رأسمالية ضخمة وتواجه أيضًا رد فعل عنيف من المجتمعات الساحلية.

بدلاً من الاتجاه نحو تأسيس البنية التحتية لطاقة الرياح بالمناطق الريفية البكر بما يفسد المظهر العام لدى السكان المحليين، هل يمكن توليد طاقة الرياح في المناطق الصناعية والحضرية الأكثر تطوراً؟

من شأن هذا النوع من الحلول بالنسبة للمواقع أن تساعد دولاً، مثل ألمانيا، التي تحتاج إلى زيادة سعة طاقة الرياح النظيفة بسرعة لتحقيق الأهداف المناخية.

مع الموافقة على تخصيص 0.8 بالمئة فقط من مساحة الأراضي في ألمانيا لطاقة الرياح البرية اعتبارًا من عام 2023، تريد الحكومة مضاعفة المنشآت الخاصة بالأمر إلى أكثر من الضعف لتصل إلى 2% بحلول عام 2032 لتحقيق أهدافها في مجال الطاقة المتجددة.

رياح التغيير

حتى الآن، تعد مزارع الرياح أقل شيوعًا في المواقع الحضرية لأن المباني تعيق وتبطئ الرياح عالية السرعة المطلوبة لتشغيل التوربينات التقليدية.

وفي المناطق ذات الكثافة السكانية العالية، مثل فلاندرز في بلجيكا، لطالما أجبرت صعوبة الحصول على إذن تخطيط لمشاريع طاقة الرياح في الأراضي المفتوحة المستثمرين على البحث عن مواقع بديلة في المناطق الصناعية مثل الموانئ والطرق السريعة أو بجوار خطوط الكهرباء.

فجرى مثلا إنشاء مزرعة رياح في محطة زيبروج لعبّارات السفن في بلجيكا حيث يعبر الركاب بحر الشمال إلى المملكة المتحدة وترسو كذلك ناقلات الغاز الطبيعي المسال (LNG).

وقال الرئيس التنفيذي لميناء زيبروج، توم هاوتيكيت، إن عملية الحصول على التصاريح الخاصة بالتوربينات الخمسة في عام 2021 "تمت بسلاسة". وأضاف أن مناطق الميناء الصناعية تعتبر "موقعا مثاليأ" لمزارع الرياح، وإن قدرة طاقة الرياح في الميناء تصل الآن إلى 200 ميغاوات.

شبكات قطار تعمل بطاقة الرياح

قامت شركة السكك الحديدية الوطنية في النمسا ببناء ما تقول إنه "أول توربين رياح في العالم مُصمَم لتوليد الطاقة لتشغيل القطارات الكهربائية".

ويوجد التوربين الذي يبلغ طوله 200 متر في بلدة هوفلين في النمسا، ويمكنه أن يغذي بالكهرباء ويُشغل حوالي 1400 رحلة قطار سنوياً على الطريق بين العاصمة فيينا ومدينة سالزبورغ.

وتقول سكك الحديد النمساوية إن النموذج الأولي لتوربينات الرياح ما هو إلا البداية، حيث ترغب في زيادة حصة الكهرباء المولدة ذاتيًا من مصادر متجددة في إمدادات الطاقة لسكك الحديد إلى 80 بالمئة.

كما يتم أيضا تركيب توربينات الرياح على طول مسارات سكك الحديد بحيث يمكن استخدام هبوب الرياح الناتجة عن القطارات المارة لتدوير الشفرات. ففي الهند، قامت شركة سكك الحديد الهندية "ويسترن ريلواي" بتركيب خمسة توربينات رياح صغيرة تستخدم شفرات عمودية على طول المسارات في مومباي لتوليد الطاقة. والآن في مرحلة التطوير، تأمل شركة سكك الحديد في توسيع نطاق تكنولوجيا الطاقة النظيفة لخفض بصمتها الكربونية عبر شبكة قطاراتها شبه القارية.

انتاج الطاقة من طائرات نفاثة عالية السرعة

في مطار لوف فيلد بمدينة دالاس بولاية تكساس الأمريكية، يعمل نموذج أولي لتوربينات تعمل على إنتاج الرياح من الطائرات المارة وتحويلها إلى طاقة.

وتعمل شركة Jet Wind Power، وهي مؤسسة ناشئة بمجال تكنولوجيا الطاقة النظيفة، مع المطار لاختبار إمكانية تسخير هبوب الرياح، ليس فقط من الطائرات التجارية، ولكن من المقاتلات النفاثة التي تقلع من حاملات الطائرات أثناء مرورها أعلى منصة تحتوي على ثلاثة توربينات.

وفي الوقت الحالي، يتم استخدام الطاقة المولدة من التوربينات لتشغيل السيارات الكهربائية في مطار دالاس. ومع ذلك، من المقرر أن يتوسع النموذج الأولي لاستخدام الرياح عالية السرعة التي تنتجها حركة  القطارات السريعة، بالإضافة إلى حركة السيارات على الطرق السريعة.

تصميمات بديلة للتوربينات تناسب المدن

في حين تظل توربينات الرياح ذات الشفرات الأفقية هي الطريقة الفعالة لتسخير طاقة الرياح على نطاق واسع في الحقول المفتوحة، هناك موجة جديدة من الأجهزة الأضيق نطاقاً تستخدم شفرات أفقية من أجل التقاط الرياح في المناطق ذات المباني أو المناطق المزدحمة. 

ولهذا ابتكرت شركة فرنسية تُدعى "نيو وورلد ويند" شجرة رياح تستخدم صفائح على شكل أوراق الشجر Aero Leaf لالتقاط الرياح القوية أو الضعيفة في المناطق الحضرية بدون ضوضاء. ويمكن لشجرة الرياح، التي يتم تركيبها في حديقة أو فناء أو شارع، أن تزود أي شيء بالطاقة بداية من المكاتب وصولا لمحطات شحن السيارات الكهربائية.

وفي الوقت نفسه، يمكن لتوربينات الرياح متعددة الاتجاهات الخالية من الشفرات والتي يطلق عليها اسم O-Wind أن تستغل الرياح من أي اتجاه.

ويمكن تركيب هذه الأجسام الدوارة في المناطق السكنية وعبر البنية التحتية الحضرية، والهدف من ذلك هو توليد طاقة نظيفة داخل المدن التي تستهلك ما يقرب من 80 بالمئة من إجمالي الطاقة الكهربائية، وفقًا للأمم المتحدة. 

أعدته للعربية: دينا البسنلي