محطات الفحم القديمة والتقنيات الجديدة

محطات الفحم القديمة والتقنيات الجديدة

تمتلك الولايات المتحدة اليوم أقدم محطات الفحم الحراري، إذ سيتجاوز متوسط عمرها عتبة الخمسين عامًا في العام المقبل. وإلى جانب ذلك، تشغّل الولايات المتحدة نحو 92 مفاعلًا نوويًا بمتوسط عمر يبلغ 42 عامًا، ما يجعلها ثالث أقدم مفاعلات في العالم بعد سويسرا وبلجيكا، حيث يبلغ متوسط عمر المفاعلات فيهما 46.3 و42.3 عامًا على الترتيب. وقد بُنيت معظم المحطات النووية المستخدمة حاليًا في الولايات المتحدة بين الستينيات والسبعينيات. وتجعل هذه العوامل البنية التحتية للطاقة في الولايات المتحدة الأقدم في العالم. غير أن الولايات المتحدة تركّز اليوم على تطوير محطات حرارية تستخدم الغاز كمصدر للطاقة الأولية، فتبني البنية التحتية للغاز وتستبدل محطات الفحم القديمة بمحطات تعمل بالغاز.

هذه المحطات الفحمية مهتلكة منذ زمن طويل وتولّد تدفقًا نقديًا للشركات المالكة، مع ما تسببه من مشكلات بيئية، إذ إن تقنية الوحدات المُدخِّنة التي أُنشئت في خمسينيات القرن الماضي أصبحت متقادمة تقنيًا. وفي الوقت نفسه تظهر في العالم محطات فحمية جديدة بوحدات ذات معاملات فوق الحرجة الفائقة، ترفع بشكل ملحوظ مدى مراعاة البيئة في محطات الفحم وكفاءة الفحم كمصدر للطاقة الأولية. لكن الولايات المتحدة سلكت طريقًا آخر: فهي لا تحدّث محطات الفحم لديها، بل تغلقها وتحوّل قطاع الطاقة في الأساس إلى الغاز.

بدأت بعض الدول بالفعل استخدام التقنيات الجديدة في بناء وتحديث محطات الفحم. فعلى سبيل المثال، في الإمارات العربية المتحدة، الغنية بالنفط، دخلت أول وحدة من محطة فحم مكوّنة من 4 وحدات بقدرة 600 ميغاواط لكل وحدة حيّز التشغيل. وتعادل أربع وحدات بقدرة 600 ميغاواط وحدتين من محطة بيلاروسيا النووية بقدرة إجمالية تبلغ 2400 (2×1200) ميغاواط. ومحطة الفحم في الإمارات محطة بوحدات ذات معاملات فوق الحرجة الفائقة. ويرى المتخصصون أن قدرة كهذه تبلغ 600 ميغاواط لا يمكن تحقيقها إلا باستخدام تقنيات حديثة. وفي واقع الأمر، كانت الولايات المتحدة هي الرائدة في هذه التقنيات عام 1949.

والأمر أن درجة حرارة التشغيل داخل غلّاية محطة الفحم ذات المعاملات فوق الحرجة تتجاوز 500 درجة بكثير. ووفقًا لأحدث التقارير من مصادر مفتوحة، حققت الصين درجة حرارة تشغيل للمائع الحراري تبلغ 800-850 درجة في غلّاياتها فوق الحرجة الفائقة. وإذا كانت غلّايات الفحم فوق الحرجة تسجّل كفاءة تبلغ 35%، فإن الغلّايات فوق الحرجة الفائقة أصبحت تحقق كفاءة 45% أو أكثر. وإذا كانت محطة فحم عادية تحتاج إلى نحو 450 غرامًا من الفحم لإنتاج كيلوواط ساعة واحد من الكهرباء، فإن المحطات فوق الحرجة الفائقة تحتاج إلى 230-240 غرامًا لإنتاج كيلوواط ساعة واحد. وهذا يعني خفض انبعاثات غازات العادم والرماد إلى النصف. كما يزيد استخدام المرشحات وتقنية التدوير المغلق للمياه من كفاءة محطات الفحم الجديدة هذه.

ومقارنةً بمحطة تعمل بالغاز، لا تحتاج محطات الفحم إلى بناء بنية تحتية للغاز الطبيعي المسال، ولا إلى خطوط أنابيب الغاز، ولا إلى مستودعات غاز جوفية، ما يخفض كثيرًا تكلفة البنية التحتية للطاقة. ولهذا يبدو لي أن الفحم لن يختفي وسيظل يؤدي دورًا مهمًا جدًا في قطاع الطاقة في كثير من دول العالم. كل ما في الأمر أنه يجب ضخ موارد مالية في تطوير تقنيات وغلّايات جديدة في هذا المجال، لا سيما أن الفحم متوفر بكثرة في العالم وفي كل بلد تقريبًا، وأن الفحم يخفّض تكلفة الطاقة بشكل ملحوظ، إلى جانب مسارات أخرى في قطاع الطاقة.