يشكل تغير المناخ تحديات لأنظمة الطاقة في الشرق الأوسط وشمال أفريقيا
تعد منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا واحدة من أكثر مناطق العالم تأثراً بتغير المناخ، مما يفرض تحديات على أنظمة الطاقة التي تعاني بالفعل من صعوبات في تلبية متطلبات النمو الاقتصادي وأمن الطاقة والرفاهة الاجتماعية.
بين عامي ١٩٨٠ و٢٠٢٢، ارتفعت درجات الحرارة في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا بمقدار ٠٫٤٦ درجة مئوية لكل عقد، وهو ما يفوق بكثير المتوسط العالمي البالغ ٠٫١٨ درجة مئوية. كما تغيرت أنماط هطول الأمطار بشكل ملحوظ، مما أدى إلى تفاقم ندرة المياه القائمة في بعض دول المنطقة، مع موجات جفاف في المغرب عام ٢٠٢٢ وتونس عام ٢٠٢٣، وفيضانات شديدة عام ٢٠٢٢ في الإمارات العربية المتحدة وإيران والمملكة العربية السعودية وقطر وعُمان واليمن.
تؤثر هذه الظواهر المناخية على الناس والاقتصاد وأنظمة الطاقة. ففي المغرب، على سبيل المثال، أدى ارتفاع درجات الحرارة إلى زيادة الطلب على الكهرباء لأغراض التبريد، مما أثقل كاهل نظام الطاقة المُثقل أصلًا. ولمواجهة ارتفاع الطلب في أوقات الذروة، وصلت واردات المغرب من الكهرباء من إسبانيا في مايو 2022 إلى مستويات قياسية.
حتى مع توسعها في توليد الطاقة المتجددة لتلبية الطلب المتزايد على الكهرباء وأهداف خفض الانبعاثات، سيتعين على أنظمة الطاقة في المنطقة أيضًا تعزيز قدرتها على التكيف مع تغير المناخ لمواجهة الزيادات المتوقعة في تأثيراته. ولتحقيق هذا الهدف، عملت وكالة الطاقة الدولية مع شركاء إقليميين (مصر والمغرب وعُمان) لإجراء أول تقييم لها للمخاطر المناخية والتعرض لها في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا، استنادًا إلى أحدث نماذج المناخ وتحليلات نظام المعلومات الجغرافية (GIS).
إن تنويع مزيج الطاقة من خلال زيادة مصادر الطاقة المتجددة هو الحل طويل الأمد لمشكلة انخفاض هطول الأمطار وزيادة الجفاف
يُشكّل انخفاض هطول الأمطار وتزايد حالات الجفاف مصدر قلق رئيسي لقطاع الطاقة في بعض دول منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا، وخاصةً في منطقة جنوب وشرق البحر الأبيض المتوسط. وقد انخفض إجمالي هطول الأمطار في منطقة جنوب وشرق البحر الأبيض المتوسط بنحو 8.3% لكل عقد خلال الفترة 1980-2022. ومن المتوقع أن ينخفض متوسط هطول الأمطار السنوي بشكل أكبر في هذه الدول، بينما سيزداد في شبه الجزيرة العربية.
من المتوقع أن يؤثر انخفاض توفر المياه نتيجة لانخفاض هطول الأمطار في بلدان جنوب وشرق البحر الأبيض المتوسط سلباً على محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالوقود الأحفوري، والتي تمثل 91% من توليد الكهرباء وتعتمد على المياه العذبة للتبريد.
في جميع السيناريوهات المناخية، من المتوقع أن تشهد أكثر من 90% من محطات الطاقة الحرارية العاملة بالوقود الأحفوري في منطقة جنوب وشرق البحر الأبيض المتوسط مناخًا أكثر جفافًا خلال العقد المقبل، مع أن مستوى الجفاف قد يختلف بين المحطات وبين السيناريوهات. إذا لم تُخفف انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية، واستمرت محطات الطاقة الحرارية العاملة بالوقود الأحفوري في المنطقة في العمل، فقد تواجه حوالي 32% من محطات الطاقة العاملة بالفحم، و15% من محطات الطاقة العاملة بالغاز، و9% من محطات الطاقة العاملة بالنفط مناخًا أكثر جفافًا بشكل ملحوظ، مما سيكون له تأثير أكبر على توافر مياه التبريد. هذه المعدلات أعلى من المتوسط العالمي ومتوسط الدول المجاورة في شبه الجزيرة العربية التي ستشهد مناخًا أكثر رطوبةً قليلًا.
تغيرات هطول الأمطار في الشرق الأوسط وشمال أفريقيا في ظل سيناريو SSP2-4.5، 2081-2100
ملاحظات: يُعدّ سيناريو SSP2-4.5 أحد سيناريوهات الانبعاثات المُدرَجة في تقرير التقييم السادس (AR6) الصادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC)، وهو يتماشى مع الحد الأعلى لمستويات انبعاثات المساهمات المحددة وطنياً المُجمّعة بحلول عام 2030، ويرتبط بتقديرات الاحتباس الحراري لعام 2100 التي تُقدّر بحوالي 3 درجات مئوية. يُقارن مؤشر الهطول المُوحّد هطول الأمطار التراكمي خلال فترة مُحدّدة (6 أشهر في هذه الحالة) مع توزيع هطول الأمطار على المدى الطويل لنفس الموقع والفترة. وهو مؤشر علمي يُستخدم في تقرير التقييم السادس (AR6) الصادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) للكشف عن حالات الجفاف المناخي وتوصيفها. يقع حوالي ثلث محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا في منطقة جنوب وشرق البحر الأبيض المتوسط، بينما يقع الباقي في شبه الجزيرة العربية. لا تظهر على الخريطة إلا محطات الطاقة التي تزيد قدرتها المُركّبة عن 100 ميجاوات.
بذلت بعض دول البحر الأبيض المتوسط جهودًا بالفعل لخفض احتياجاتها من مياه التبريد والبحث عن مصادر مياه بديلة. يستبدل المغرب تدريجيًا محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم بمحطات توليد طاقة تعمل بالدورة المركبة تعمل بالغاز الطبيعي، مما يتطلب كميات أقل من مياه التبريد. أما مصر، فقد اعتمدت خيارات أكثر كفاءة في استخدام المياه لتبريد محطات توليد الطاقة الجديدة التي تعمل بالغاز (مثل نظام تبريد هوائي لمحطة توليد الطاقة في العاصمة الجديدة بقدرة 4.8 جيجاواط)، وقللت من اعتمادها على المياه العذبة باستخدام مياه البحر لمحطة توليد الطاقة في البرلس بقدرة 4.8 جيجاواط.
مع أن هذه الخيارات قد تُخفف من شحّ المياه على المدى القصير، إلا أن الحل الدائم الوحيد هو الانتقال إلى الطاقة النظيفة في المنطقة والعالم. إذا لم تُخفّف انبعاثات غازات الدفيئة العالمية الناتجة عن محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالوقود الأحفوري، فسيستمرّ تغيّر المناخ في زيادة ندرة المياه، وبالتالي يُشكّل تحديات إضافية لمحطات الطاقة الإقليمية.
بعض تقنيات الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتوربينات الرياح، أكثر قدرة على الصمود في المناخات الأكثر جفافًا نظرًا لقلة استهلاكها للمياه أو انعدامه تمامًا. علاوة على ذلك، يمكن أن يُسهم انخفاض انبعاثاتها من غازات الدفيئة في خلق حلقة إيجابية، تُخفف من آثار تغير المناخ، وبالتالي تُقلل من التغيرات في أنماط هطول الأمطار. وقد وضعت بعض دول جنوب وشرق البحر الأبيض المتوسط أهدافًا طموحة لزيادة قدرات توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، داعمةً بذلك الجهود العالمية المبذولة لخفض انبعاثات غازات الدفيئة. فعلى سبيل المثال، يهدف المغرب إلى زيادة حصة الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء من 1% عام 2020 إلى 20% بحلول عام 2030، وطاقة الرياح من 12.2% إلى 20%. ومن المتوقع أن تُعزز هذه الزيادات مرونة نظام الطاقة من خلال تعويض الانخفاضات المتوقعة في قدرة توليد الطاقة الكهرومائية والفحمية الناتجة عن تزايد ندرة المياه.
يثير ارتفاع درجات الحرارة وموجات الحر الشديد مخاوف إضافية بشأن مرونة أنظمة الطاقة في المنطقة. فمقارنةً بفترة ما قبل الصناعة (1850-1900)، قد ترتفع درجات الحرارة في الفترة 2081-2100 في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا بمقدار 2.5 درجة مئوية في سيناريو انبعاثات منخفضة، وحوالي 6.4 درجة مئوية في سيناريو انبعاثات عالية، وفي كلتا الحالتين أعلى من المتوسطات العالمية. ويشكل تكرار موجات الحر الشديد تحديًا مزدوجًا، إذ يزيد الطلب على الطاقة لأغراض التبريد، ويخفض في الوقت نفسه كفاءة محطات الطاقة.
في العقود الأربعة الماضية (1980-2022)، ارتفع عدد درجات أيام التبريد (CDD)3 بنسبة 0.6٪ سنويًا في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا. ومن المرجح أن يستمر هذا الاتجاه، مما يدفع متوسط درجات أيام التبريد السنوية إلى الارتفاع بأكثر من 30 في ظل سيناريو الانبعاثات المنخفضة وبحوالي 1400 في ظل سيناريو الانبعاثات العالية في الفترة 2081-2100 مقارنة بالفترة ما قبل الصناعية (1850-1900). ومن المرجح أن تؤدي درجات الحرارة الصيفية المرتفعة المتوقعة إلى زيادة ملحوظة في ذروة الطلب على الكهرباء خلال الصيف مع الاستخدام المكثف لتكييف الهواء. وفي عُمان، ارتفع الطلب على الكهرباء في ذروة الطلب من 6060 ميجاوات في عام 2015 إلى 7081 ميجاوات في عام 2021 بمعدل نمو سنوي متوسط يبلغ حوالي 3٪، ويعزى ذلك إلى حد كبير إلى زيادة استخدام تكييف الهواء. ومن المتوقع أن يستمر الطلب على الكهرباء في ذروة الطلب في عُمان في الارتفاع بنحو 4٪ سنويًا حتى عام 2027.
مع ارتفاع درجات الحرارة التي ترفع ذروة الطلب على الكهرباء، فإنها تحد أيضًا من كفاءة توليد الطاقة والشبكات، مما يزيد الضغط على إمدادات الكهرباء. يمكن أن يتأثر أداء محطات الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي، والتي تمثل أكبر حصة من توليد الكهرباء (74٪) في المنطقة، سلبًا بتدفق كتلة الهواء الأكثر دفئًا التي تدخل ضاغط توربينات الغاز. ووفقًا لتقييم وكالة الطاقة الدولية، فإن أكثر من 80٪ من السعة المركبة لمحطات الطاقة التي تعمل بالغاز في المنطقة تواجه إضافة سنوية لأكثر من 20 يومًا حارًا (عندما تتجاوز درجات الحرارة القصوى 35 درجة مئوية) في الفترة من 2081 إلى 2100 في سيناريو منخفض الانبعاثات، وأكثر من 60 يومًا في سيناريو مرتفع الانبعاثات، وكلاهما أعلى بكثير من المتوسط العالمي. في شبه الجزيرة العربية، يمكن أن يرتفع مستوى التعرض إلى أعلى من ذلك، ليصل إلى حوالي 90٪ من السعة المركبة التي تعمل بالغاز.
يمكن أن تتأثر تقنيات الطاقة النظيفة الرئيسية سلبًا أيضًا بزيادة وتيرة وشدة أحداث الحرارة الشديدة. تم تصميم توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح بشكل عام لظروف حوالي 25 درجة مئوية وتصبح أقل كفاءة خلال موجات الحر. كما أن ارتفاع درجات الحرارة يجعل خطوط الكهرباء تسخن أو تتمدد أو ترهل، مما يقلل من سعة النقل ويؤدي إلى خسائر أكبر. وفقًا لتقييم وكالة الطاقة الدولية، ستشهد معظم سعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المثبتة في المنطقة زيادة سنوية تزيد عن 20 يومًا حارًا في سيناريو منخفض الانبعاثات، وأكثر من 40 يومًا في سيناريو مرتفع الانبعاثات. وبالمثل، يمكن أن تتعرض 90٪ من محطات طاقة الرياح لزيادة قدرها 40 يومًا حارًا سنويًا في سيناريو مرتفع الانبعاثات، على الرغم من أن مستوى التعرض يمكن أن ينخفض بشكل كبير في سيناريو منخفض الانبعاثات (45٪ من السعة المثبتة معرضة لزيادة تزيد عن 20 يومًا).
لمواجهة الزيادة المتوقعة في موجات الحر الشديد، يتعين على موردي الطاقة اعتماد تصاميم أكثر مرونة لمحطات طاقة الرياح وتقنيات تبريد مبتكرة للطاقة الشمسية الكهروضوئية. كما يتعين على الحكومات والمستهلكين السعي لتحسين كفاءة الطاقة في أجهزة التبريد لإدارة زيادة الطلب على الكهرباء في أوقات الذروة.
يُقدّم تحوّل الطاقة القادر على التكيّف مع تغير المناخ حلولاً لثلاثة أهداف رئيسية متداخلة: الطاقة النظيفة، وأمن الطاقة، والتكيّف مع تغيّر المناخ. وتتماشى التقنيات القادرة على التكيّف مع تغير المناخ مع خطط المنطقة لخفض الانبعاثات، مما يدفع إلى زيادة نشر الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح. يُسهم هذا التنويع في مصادر الطاقة في تعزيز أمن الطاقة من خلال تعزيز الجاهزية والمتانة في مواجهة الاضطرابات الناجمة عن تغير المناخ. كما يُتيح زيادة استخدام تدابير التكيف لمواجهة الظواهر الجوية المتطرفة، مثل تكييف الهواء وخدمات الرعاية الصحية خلال موجات الحر.
لدعم الجهود الحالية والمستقبلية نحو تحولات طاقة مرنة في مواجهة تغير المناخ في المنطقة، ستصدر وكالة الطاقة الدولية سلسلة من التقارير الوطنية حول مرونة المناخ في تحولات الطاقة في مصر والمغرب وعُمان. تقدم هذه التقارير تقييمات مُصممة خصيصًا لمختلف مخاطر المناخ على أنظمة الطاقة في هذه الدول الثلاث، وتناقش كيفية تحسين تدابير السياسات الحالية. ولمشاركة النتائج الرئيسية مع جمهور أوسع، ستعقد وكالة الطاقة الدولية فعالية مشتركة في يوليو، بالتعاون مع حكومات مصر والمغرب وعُمان.
وقت النشر: ١٥ يوليو ٢٠٢٣
