الطاقة الشمسية في مصر

تشمل التطبيقات الحالية للطاقة الشمسية الحرارية التسخين الشمسي للأغراض المنزلية والعامة مثل المستشفيات والمعسكرات والتسخين الشمسي للماء والهواء في العمليات الصناعية لدرجات الحرارة المنخفضة والمتوسطة. وأخيراً، استخدام الطاقة الشمسية الحرارية لتوليد الكهرباء وسوف يتم شرح الاستغلال الحالي في كل من هذه التطبيقات.[5]

تستهلك بعض القطاعات الصناعية كميات كبيرة من الحرارة في الدرجات المتوسطة والمنخفضة وعلى رأسها صناعة الغزل والنسيج، والصناعات الغذائية، والصناعات الكيماوية والدوائية، والصناعات المعدنية، والصناعات الحرارية مثل صناعة الطوب الحراري. وقد تم تنفيذ مشروعين رياديين لاستخدام التسخين الشمسي في العمليات الصناعية في مصر، أحدهما في قطاع الصناعات الغذائية بأحد المجازر الآلية للدجاج، والآخر في قطاع الغزل والنسيج وهو مصنع «مصر-حلوان للغزل والنسيج».

ينتج مشروع المجزر الآلي 28 متر مكعب/يوم من المياه الساخنة التي تتراوح درجة حرارتها بين 50-60 درجة مئوية. ويتضمن منظومة لاسترجاع الحرارة المفقودة في المجزر ويوفر حوالي 345 طن بترول مكافئ سنوياً. أما مشروع "مصر-حلوان للغزل والنسيج فينتج 48 متر مكعب في اليوم من المياه الساخنة التي تتراوح درجة حرارتها من 65-75 درجة مئوية ويتضمن أيضاً منظومة لاسترجاع الحرارة المفقودة بالمصنع ويوفر حوالي 1450 طن بترول مكافئ سنوياً.[6]

يُقدر عدد سخانات المياه الشمسية المركبة في عام 2005 بحوالي 200 ألف وحدة نمطية سعة كل منها 150 لتر من المياه الساخنة وتبلغ مساحة المجمع الشمسي السطحي لكل منها حوالي 2 مترمربع أي مجموع مساحات هذه الوحدات السطحية يبلغ حوالي 400 ألف متر مربع تساهم في توفير حوالي 80 ألف طن بترول مكافئ سنوياً وبذلك فإته يوجد سخان شمسي واحد لكل 620 فرد، ويبلغ نصيب الفرد أقل من 0.24 لتر من المياه الساخنة بالطاقة الشمسية وهو رقم يقل كثيراً عن الإمكانات المتاحة لمصر.

ومن أهم العوامل التي أدت إلى قلة استخدام السخانات الشمسية مقارنة بالسخانات الأخرى المركبة في المنازل، والتي تعمل بالغاز والكهرباء هو ارتفاع التكلفة الاستثمارية. فالسخان الشمسي النمطي يصل إلى ضعف أو ثلاثة أضعاف ثمن سخان الغاز أو السخان الكهربي المناظر.

ورغم أن تكلفة التشغيل للسخانات منخفضة حيث لا تحتاج إلى وقود أو كهرباء لتشغيلها، وتقتصر تكلفة التشغيل على بعض الصيانات البسيطة، إلا أن التكلفة الإستثمارية تعتبر مرتفعة بالنسبة للمستهلك العادي نظراً لضعف القدرة الشرائية بالنسبة لعامة الشعب المصري، الأمر الذي يجعل المستهلك يفضل شراء السخانات الأخرى الأقل تكلفة على أن يتحمل تكلفة تشغيل شهرية أكبر.

تعتمد منظومات التوليد الشمسي الحراري والكهرباء على تجميع الإشعاع الشمسي المباشر ثم تركيز الإشعاع المركز إلى طاقة حرارية تنقل إلى منظومة تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربية. وعد تكنولوجيا مركزات القطع المكافئ الاسطواني أكثر التكنولوجيات تطوراً، وتم تجربتها عدة مرات على المستوى العالمي، وتستخدم حالياً بالارتباط مع الدورة المركبة التي تعمل بالغاز الطبيعي. وتتراوح مساهمة الطاقة الشمسية حالياً في هذا النوع من الوحدات من 15-18%.[7]

خططت وزارة الكهرباء والطاقة لبناء محطات ريادية لتوليد الكهرباء في الكريمات قدرتها 140-150 ميجاوات تعمل بالطاقة الشمسية والغاز الطبيعي.[8] [9] وتستهدف الوزارة أن تصل القدرة المركبة إلى 6800 ميجاوات بحلول 2017 تنتج 41 تيراوات. ساعة سنوياً. ويوضح الجدول التالي برنامج إدخال هذه المحطات، وتبدو هذه الرقام غلى قدر كبير من التفاؤل وعلى الأخص في ضوء التمويل المطلوب والذي يفترض أن يساهم فيه القطاع الخاص بنظام الـBOOT والجهات الدولية المعنية بالحفاظ على البيئة مثل مرفق البيئة العالمي (بالإنجليزية: Global Environmental Facility)‏ الذي يمول الفرق بين تكلفة أرخص بديل لتوليد الكهرباء وتكلفة بديل استخدام الطاقة الشمسية بمنحة لا ترد للمحطة الأولى فقط (في حالة مصر محطة الكريمات المشار إليها). وسوف تلعب السياسات الدولية إزاء البيئة مثل آلية التنمية النظيفة(بالإنجليزية: Clean Development Mechanism)‏، والإلتزام الدولي بدعم استخدام الطاقة المتجددة دوراً هاماً.

تقوم الخلايا الشمسية الفوتوفولتية (بالإنجليزية: Photovoltaic Solar Cells)‏ بتحويل الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقة كهربية بشكل مباشر، ومن ثم فهي تمثل بديلاً مشجعاً للغاية حيث أنها لا تشتمل على أي أجزاء متحركة ولا تسبب تلوثاً بيئياً. وترتبط صناعة الخلايا الشمسية ارتباطاً وثيقاً بالصناعات الإلكترونية المتطورة التي نشأت بالارتباط مع غزو الفضاء ورغم أن تكلفتها تنخفض باستمرار عاماً بعد عام إلا أنها لا زالت بديلاً مكلفاً، ولا تزال اقتصاديتها مشجعة للأحمال الصغيرة بالأماكن النائية البعيدة عن الشبكة الكهربية الموحدة.

الإستخدامات الحالية في مصر من الخلايا الشمسية تتم على مستوى تجريبي، وتتضمن توليد الكهرباء اللازمة لضخ المياه وإزاحة الملوحة والتبريد والاتصالات. ولا يوجد إحصاء دقيق عن الحجم الكلي لوحدات الخلايا الشمسية المركبة، ولكن يُقدر نها كانت تتراوح في عام 1999 من 1,5-2 ميجاوات تنتج من 3650 إلى 4380 كيلووات. ساعة سنوياً. وتُعد هذه الأرقام ضئيلة للغاية والسبب الرئيسي لذلك هو تكلفتها العالية مقارنة مع البدائل الأخرى.[10]