المتجددة المتغيرة تقوّي نظام الكهرباء في الإكوادور ضد تكرار أزمات الطاقة الناجمة عن الجفاف

لماذا الحفاظ على الإضاءة مهم

عاشت الإكوادور مؤخرًا عامًا تقلّ فيه الأنهار، ونفدت الخزانات، وقضى الناس حتى نصف اليوم بلا كهرباء. تطرح هذه الدراسة سؤالًا بسيطًا له تبعات كبيرة على الحياة اليومية والاقتصاد: هل يمكن أن يساعد إضافة الألواح الشمسية وتوربينات الرياح دولة تعتمد بشدة على الكهرومائية على تجنّب سنوات الانقطاع هذه في المستقبل؟

عندما تفشل الأمطار وتجف الأنهار

يبدأ المؤلفون بسرد أزمة الإكوادور 2023–2024، التي أشعلتها مواسم مطرية فاشلة متتالية مرتبطة بظاهرة النينيو. عادةً ما تغطي الكهرومائية نحو 70 بالمئة من كهرباء البلاد، ويأتي الكثير منها من سلسلة سدود على نهر باوتي في الأنديز. خلال الجفاف، كادت الخزانات الرئيسية في هذا النظام أن تفرغ، مما اضطر البلاد إلى انقطاعات يومية طويلة. لقد ضربت نقص الكهرباء الناجم عن الجفاف دولًا أخرى مثل البرازيل والصين وجنوب أفريقيا وكندا والنرويج، مما يبرز مدى ضعف الدول المعتمدة على الكهرومائية عندما تستنزف تقلبات المناخ خزاناتها.

نوع جديد من النسخ الاحتياطي من الشمس والرياح

يخشى كثير من الخبراء أن تكون الشمس والرياح متغيرتين جدًا بحيث لا يمكن الاعتماد عليهما أثناء الأزمات. تتحدى الدراسة هذا الرأي باستخدام محاكاة حاسوبية مفصّلة لمجمع باوتي الكهرومائي الأكبر في الإكوادور. تُظهر النتائج أنه بينما لا توازن الشمس والرياح الكهرومائية بدقة في السنوات العادية، فإن سلوكهما يختلف كثيرًا في سنوات الجفاف الشديدة. على سبيل المثال، خلال 2024، حدثت أكبر نقائص في جريان الأنهار في أشهر كانت فيها الرياح والشمس قوية في الواقع. يسمي الفريق هذا النمط «تآزر السنة الشديدة»: في سنوات الجفاف السيئة، غالبًا ما تحافظ الشمس والرياح على ذرواتهما الموسمية حتى عندما تفشل الأنهار، مما يجعلهما حلفاء ذوي قيمة مفاجئة للسدود المتعبة.

كيف يوفر التشغيل الذكي المياه

لاختبار هذه الفكرة، يقوم المؤلفون بمحاكاة عدة مستقبلات تضيف فيها الإكوادور كميات مختلفة من الطاقة الشمسية والرياح مع استخدام سدودها بمرونة أكبر. في السيناريوهات، تقلل محطات الكهرومائية من التشغيل خلال ساعات ساطعة وعرّاضية للرياح، فتخزن الماء بدلًا من التشغيل الكامل، ثم تُطلق مزيدًا من الماء عندما يكون الهواء هادئًا والسماء غائمة. هذه الاستراتيجية تغير سلوك الخزانات قليلًا في السنوات العادية لكنها تُحدث فرقًا كبيرًا في سنة أزمة مثل 2024. مع وجود طاقة شمسية متواضعة وحدها، تتعافى الخزانات قليلًا كل يوم. وعند إضافة الرياح، ترتفع مستويات المياه أعلى وبسرعة أكبر في شهور التعبئة الرئيسية، لأن الرياح غالبًا ما تبلغ ذروتها عندما لا تكون الشمس كذلك. في السيناريو الأكثر طموحًا، كان من الممكن أن يقضي المحطة الرئيسية في باوتي حوالي نصف أيام الإغلاق مقارنةً بالحالة الراهنة.

تخطيط أكثر أمانًا للسنة الجافة المقبلة

تفحص الدراسة أيضًا كيف تؤثر القرارات على المستوى الوطني على نقص الإمداد. اليوم تُشغّل الإكوادور خزاناتها إلى حدٍ كبير بقسوة لتعظيم الكهرومائية في السنوات المتوسطة. يستعرض المؤلفون استراتيجية «حذرة» تحتفظ بمستوى ماء أعلى قليلًا في التخزين، متخلين عن نحو 2 بالمئة من إنتاج الكهرومائية النموذجي للدخول إلى سنوات الجفاف بوضع أقوى. بمفردها، تُساعد هذه الخطوة؛ ومجتمعة مع نشر مقياس جيجاواط من الطاقة الشمسية والرياح، فإنها تقلّص بشكل كبير كلًا من عدد الساعات التي يفتقر فيها النظام إلى سعة كافية وإجمالي العجز في الطاقة. خلال أسوأ شهر في 2024، كان هذا الثنائي سيقلّص السعة الإضافية المطلوبة بأكثر من النصف والعجز في الطاقة بحوالي 90 بالمئة، تاركًا فجوة صغيرة يمكن تغطيتها بواسطة وصلة كهرباء مخططة واحدة مع بيرو المجاورة.

دروس لعالم يزداد جفافًا

من منظور غير متخصص، النتيجة مباشرة: إضافة الطاقة الشمسية والرياح، وتشغيل السدود بحذر أكبر قليلًا، يمكن أن يحوّل الكهرومائية الحالية إلى شبكة أمان أقوى بكثير خلال فترات الجفاف. على الرغم من أن الشمس والرياح ليستا قابلتين للتحكّم بالمعنى التقليدي، فإن وجودهما خلال أشهر الجفاف يتيح لمحطات الكهرومائية حفظ المياه عندما تكون الحاجة إليها أعظم. يجادل المؤلفون بأن هذه «القيمة الاحتياطية المخفية» قد تساعد العديد من الدول المعتمدة على الأنهار في تقليل مخاطر الانقطاعات دون الاعتماد أكثر على الوقود الأحفوري. ومع تكرار الجفاف الشديد بسبب تغير المناخ، قد يكون الجمع بين الأنهار والشمس والرياح بهذه الطريقة واحدًا من أكثر الأدوات عملية للحفاظ على الأنوار والاقتصادات تعمل.

الاستشهاد: Sterl, S., Pineda, L.E., Mast, T. et al. Variable renewables fortify Ecuador’s power system against recurrences of drought-driven energy crises. Nat Water 4, 571–585 (2026). https://doi.org/10.1038/s44221-026-00617-w

الكلمات المفتاحية: الكهرومائية, الطاقة الشمسية, طاقة الرياح, الجفاف, مرونة الطاقة