الطاقة الكهرومائية، الدول الرائدة في إنتاجها على مستوى العالم

الطاقة الكهرومائية، والتي يتم تسميتها عادة باسم الطاقة المائية أو الطاقة الكهرومائية، هي عملية استخدام المياه المتساقطة أو المتدفقة بسرعة لتوليد الكهرباء أو تشغيل الآلات .

هذه الطاقة، والتي توجد عادة في الأنهار والجداول التي تنبع من التلال والجبال، هي تقنية مستدامة لتوليد الطاقة لأنها تستخدم الطاقة الحركية أو القدرة الجاذبية لمصدر المياه لتوليد الطاقة.

لم يتباطأ الابتكار في هذه الصناعة على مدار عمرها الممتد لما يقارب 15 عامًا. حاليًا، ينصبّ التركيز الرئيسي على تحسين مرونة المحطات من خلال تحسينات في تصميم وتشغيل التوربينات، بالإضافة إلى الرقمنة.

الدول الخمس الرائدة في مجال الطاقة الكهرومائية

وفيما يلي الدول الخمس الرائدة في إنتاج الطاقة الكهرومائية :

1. الصين

بمساهمة تبلغ نحو 21 جيجاوات في السعة الإضافية التي دخلت الخدمة عام 2021، واصلت الصين تحديد وتيرة التطوير الجديدة. وشملت هذه السعة الإضافية 4.7 جيجاوات من الطاقة الكهرومائية المُخزّنة بالضخ، بزيادة عن 1.5 جيجاوات المُضافة عام 2020 .

مرة أخرى، تم إنتاج غالبية هذه الطاقة (4.5 جيجاوات) في الصين، بما في ذلك 600 ميجاوات من القدرة في منشأة تخزين الطاقة بالضخ في فنجنينج، والتي ستكون الأكبر في العالم عند اكتمالها في عام 2023 وتبلغ قدرتها 3600 ميجاوات.

2. البرازيل

مع اعتماد البرازيل على الطاقة الكهرومائية في عام ٢٠٢١، والتي شكلت ما يقرب من ٥٥٪ من إنتاجها الوطني ، يتضح أنها الطريقة الرئيسية لتوليد الكهرباء. وقد جاء إنتاج البرازيل من ١١٪ و٧.٩٪ من مصادر الطاقة المتجددة الأخرى  على التوالي، بما في ذلك طاقة الرياح والكتلة الحيوية. وقد أنتجت البرازيل حوالي ٦٥٦ تيراواط/ساعة من الطاقة في ذلك العام.

يمكن اعتبار تضاريس البرازيل مثاليةً لتوليد الطاقة الكهرومائية، بفضل تضاريسها المتنوعة، وأنهارها الغزيرة، ومستويات هطولها المرتفعة.

بفضل الأنهار الضخمة واختلافات الارتفاع، يُمكن بناء السدود واستخدام الجاذبية لتنظيم تدفق المياه. ويضمن هطول الأمطار الغزيرة تدفقًا ثابتًا للمياه، مما يُتيح إنتاجًا مُستمرًا للطاقة. تُمثل الطاقة الكهرومائية البرازيلية أكثر من 80% من إنتاجها الكهربائي.

3. النرويج

بسعة إجمالية تزيد عن 87 تيراواط/ساعة، تمتلك النرويج أكثر من 1000 منشأة لتخزين الطاقة الكهرومائية. ويتركز ما يقرب من نصف سعة التخزين في 30 خزانًا رئيسيًا . ويمثل إجمالي سعة الخزان 70% من استهلاك الكهرباء السنوي في النرويج. وقبل عام 1990، كانت معظم الخزانات قيد الإنشاء. أما الآن فيتم استخدام الخزانات بكفاءة أكبر بفضل تحديثات وتوسعات محطات الطاقة الكهرومائية.

لا تزال شبكة الكهرباء النرويجية تعتمد بشكل كبير على الطاقة الكهرومائية. بلغ عدد محطات الطاقة الكهرومائية في النرويج 1681 محطة في بداية عام 2021، بإجمالي قدرة مُركّبة تبلغ 33,055 ميجاوات. تُولّد محطات الطاقة الكهرومائية النرويجية 136.4 تيراوات/ساعة سنويًا، أي ما يُقارب 90% من إجمالي إنتاج الكهرباء في النرويج. وكان يجري بناء 2.3 تيراوات/ساعة إضافية في بداية عام 2021.

4. كندا

لأكثر من 130 عامًا، غذّت المياه كندا من الساحل إلى الساحل، موفرةً طاقةً متجددةً وفيرةً ونظيفةً وبأسعارٍ معقولةٍ للمنازل والشركات والتكنولوجيا والمركبات الكهربائية وغيرها من الاستخدامات. يوجد حاليًا أكثر من 550 منشأةً للطاقة الكهرومائية في كندا، تُغطي أكثر من 60% من احتياجات البلاد من الكهرباء. وقد قامت شركة “البطارية الخضراء” الكندية، رابع أكبر مُنتجٍ للطاقة المائية، بتركيب 82,307 ميجاوات من الطاقة.

يمكن اعتبار التحوّل في مجال الطاقة من أكثر القضايا إلحاحًا وصعوبة التي تواجه مرونة الاقتصاد الكندي في المستقبل . ويعتمد نجاحه على نمو كبير في إنتاج الكهرباء . منتجو الطاقة الكهرومائية مستعدون لمعالجة أحد أكثر الشواغل إلحاحًا في عصرنا، حيث تسعى البلاد جاهدةً لتحقيق صافي انبعاثات كربونية صفرية بحلول عام 2035. فهم يمتلكون المعرفة والمشاريع والتكنولوجيا اللازمة. إن الانتقال إلى الطاقة المستدامة في كندا ممكن، ويعود الفضل في ذلك بشكل كبير إلى الطاقة الكهرومائية.

5. الولايات المتحدة الأمريكية

لقد انخفضت نسبة الطاقة المنتجة في الولايات المتحدة من الطاقة الكهرومائية بمرور الوقت، وذلك في المقام الأول نتيجة لزيادة إنتاج الطاقة من مصادر أخرى.

في عام 2021 أنتجت الطاقة الكهرومائية 31.5% من إجمالي الكهرباء المتجددة في البلاد وحوالي 6.3% من إجمالي الكهرباء في البلاد.

في الواقع تستخدم جميع الولايات الطاقة الكهرومائية بشكل أو بآخر لتوليد الكهرباء، باستثناء ديلاوير وميسيسيبي.

على سبيل المثال: وفّرت الطاقة الكهرومائية حوالي 66% من كهرباء ولاية واشنطن عام 2020.

عندما يتغير الطلب، قد ترتفع الطاقة الكهرومائية أو تنخفض بسرعة كبيرة

وتتجاوز مساهمة الطاقة الكهرومائية مساهمة جميع مصادر الطاقة المتجددة الأخرى مجتمعة، بما في ذلك طاقة الرياح، والطاقة الشمسية الكهروضوئية، والوقود الحيوي، والطاقة الحرارية الأرضية، بنسبة 55 في المائة، وهي أعلى من مساهمة الطاقة النووية.

كانت الطاقة الكهرومائية ثالث أكبر مصدر لتوليد الطاقة في عام ٢٠٢٠ بعد الفحم والغاز الطبيعي، حيث وفرت ١٧٪ من كهرباء العالم. وما يقرب من نصف إمكانات الطاقة الكهرومائية المجدية اقتصاديًا في العالم غير مستغلة. ونظرًا لقربها من ٦٠٪، فإن هذه الإمكانات هائلة، لا سيما في الاقتصادات الناشئة والنامية.

نظرًا لقصر مدة تشغيلها، كما هو الحال في العديد من تقنيات الاحتراق، تُعدّ الطاقة الكهرومائية بالغة الأهمية من الناحية التشغيلية. فعندما يتغير الطلب، قد تزيد الطاقة الكهرومائية أو يتم تخفيضها بسرعة كمية الطاقة التي تُرسلها إلى النظام.

بفضل قدراتها الحاسمة على تتبع الأحمال، وقدرتها القصوى، وخصائص استقرار الجهد، تُسهم الطاقة الكهرومائية بشكل كبير في ضمان توصيل الكهرباء بشكل موثوق وتلبية توقعات المستهلكين في هذا القطاع. وتُعدّ مرافق تخزين الطاقة الكهرومائية الوسيلة الوحيدة المتاحة حاليًا لتخزين الكهرباء بكفاءة.