أظهرت دراسات الحكومة البريطانية أن الطاقة الشمسية الفضائية قد تكون قادرة على المنافسة بحلول عام 2040

（المصدر: epintl - قطاع الطاقة الدولي）

تشير أحدث الأبحاث إلى أنه، من خلال الاستثمار ودعم السياسات، يُتوقع أن يتمكّن توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية الفضائية الصغيرة الحجم (SBSP) من تحقيق الإتاحة التجارية، وقد تتمكّن الكهرباء المُنتَجة في المدار مستقبلاً من المشاركة في برنامج عقود الفروقات في المملكة المتحدة (CfD). وتوضح التحليلات أن تكلفة الإطلاق هي العامل الأكثر تأثيراً على تكلفة الكهرباء الموزّعة عند التسوية (LCOE).

أظهرت دراسة جدوى كُلّفت بها الحكومة البريطانية أن نقل الكهرباء من محطات الطاقة الشمسية في الفضاء إلى الأرض قد يمتلك ميزة تنافسية من الناحية الاقتصادية بحلول عام 2040.

ومن المتوقع أن تنخفض تكلفة الكهرباء الموزّعة عند التسوية لمحطات الطاقة الشمسية الصغيرة الحجم في المدار انخفاضاً كبيراً خلال العقد القادم، من 0.335–0.595 جنيه إسترليني/لكل كيلوواط ساعة في عام 2030 إلى 0.087–0.129 جنيه إسترليني/لكل كيلوواط ساعة في عام 2040. ويرى التقرير أن مستوى التكلفة هذا سيجعل الطاقة الشمسية الفضائية قادرة على المنافسة بالمستوى نفسه مع تقنيات مثل الطاقة النووية وطاقة المد والجزر.

مسار التكنولوجيا لتوليد الطاقة الشمسية الفضائية هو: تحويل التيار المباشر إلى إشارات بتردد لاسلكي لنقلها إلى الأرض، ثم تقوم هوائيات الاستقبال على الأرض بإعادة تحويلها إلى تيار مباشر. ورغم أن شركات التطوير تشير إلى أن هذه التقنية يمكن أن تعوّض فجوة توليد الطاقة الناتجة عن التذبذب في مصادر الطاقة المتجددة على الأرض، فإن العوائق الاقتصادية، مثل ارتفاع تكاليف الإطلاق إلى المدار، تظل التحدي الرئيسي الحالي.

قامت دراسة الجدوى التي أجرتها الحكومة البريطانية بتقييم إمكانية تطبيق أنظمة التحقق الصغيرة الحجم التي يمكن نشرها في ثلاثينيات هذا القرن، وذلك عبر نمذجة التصميم المرجعي اعتماداً على معاملات عام 2024 (تقع محطات الاستقبال في مدينة أبردين بالمملكة المتحدة وإدمونتون في كندا وسابورو في اليابان على التوالي)، مع مقارنة عدة تصاميم قائمة.

تشير الدراسة إلى أن ألواح الطاقة الشمسية الموجودة في مدار شديد اللامركزية (مدار إهليلجي عالٍ) يمكن أن توفر للمملكة المتحدة متوسطاً سنوياً قدره 95.7% من الكهرباء، وإذا جرى تجهيز جانب هوائي الاستقبال بأنظمة تخزين طاقة بالبطاريات، فقد يصبح بالإمكان حتى تحقيق إمداد مستمر.

يكمن المفتاح في خفض تكلفة الكهرباء الموزّعة عند التسوية للطاقة الشمسية الفضائية في تكلفة الإطلاق. وتبيّن الدراسة أن الإطلاق هو العامل الأكثر تأثيراً على التكلفة، إذ يساهم بما يزيد على 50% في الفارق بين تكاليف الكهرباء الموزّعة عند التسوية. وتعتمد حسابات التكاليف في الدراسة على معاملات الأداء المتوقعة للصاروخ الحامل الكبير “ستارشيب” الذي تعمل SpaceX على تطويره.

حددت دراسة الحكومة البريطانية في السيناريو المتفائل لعام 2040 تكلفة الإطلاق إلى المدار القريب عند 550 جنيهاً إسترلينياً/لكل كجم، بينما في السيناريو المحافظ تصل إلى 770 جنيهاً إسترلينياً/لكل كجم. كما يفترض النموذج أن صاروخ “ستارشيب” سيوفر قدرة نقل إلى المدار القريب لا تقل عن 100 طن، وأن تكلفة إطلاقه ستنخفض خطياً بنسبة 30% خلال الفترة من 2030 إلى 2040.

ومن شأن الانخفاض الملحوظ أيضاً في معدل العائد المرجعي (أي الحد الأدنى لمعدل العائد الذي يقبله المستثمرون المطلوب لمشروع ما) أن يسهم في خفض التكاليف. وتوقعت الدراسة أن ينخفض هذا المعدل من 20% في عام 2030 إلى 9.1% في عام 2040، ويرجع ذلك أساساً إلى تحسن الأداء التقني وتعزيز الجدوى التجارية.

يشير التقرير إلى أن فرص السوق للطاقة الشمسية الفضائية الصغيرة الحجم قد تشمل المشاركة في مزادات عقود الفروقات في المملكة المتحدة، حيث يُعتقد أن هذه التقنية متوافقة مع آلية الدعم الحكومية هذه. وتُعدّ الخدمات المساعدة فرصة ذات عائد أقل، غير أن التقرير يرسم فعلاً فرصاً في السوق العالمية للمشاريع التي يكون مركزها في المملكة المتحدة، بما في ذلك تزويد الدول الجزرية بالطاقة، وإنتاج الصلب، والتعدين، وتشغيل مراكز البيانات، وتصنيع الهيدروجين الأخضر. وترى الدراسة أن أول دفعة من الأنظمة الصغيرة قد لا تكون ممكنة قبل عام 2030 دون “دعم قوي من القطاعين العام والخاص”، لكن بحلول عام 2040 قد تنخفض الحاجة إلى هذا النوع من الدعم بشكل ملحوظ.

ترى الدراسة أن تطوير الطاقة الشمسية الفضائية الصغيرة الحجم قد يساعد على جعل تحقيق الأنظمة واسعة النطاق أسهل من خلال رفع الأداء التقني وخفض تكاليف ومخاطر محطات الطاقة الكبيرة. وتظهر توقعات النموذج أن نشر محطات صغيرة الحجم يمكن أن يخفض تكلفة الكهرباء الموزّعة عند التسوية لأول محطة نموذجية كبيرة بنسبة تتراوح بين 16% و27%.

تهدف دراسة الطاقة الشمسية الفضائية التي كُلّفت بها وزارة أمن الطاقة وصافي الانبعاثات الصفري في المملكة المتحدة (DESNZ) إلى تقييم الجدوى الاقتصادية والتقنية لنشر الأنظمة الصغيرة الحجم. ويستند ذلك أساساً إلى أن الأنظمة الصغيرة تتميز بعتبة أقل للاستثمار الأولي، ومن المتوقع أيضاً أن تقلل المخاطر عند بناء الأنظمة واسعة النطاق في المستقبل.

كمّ هائل من الأخبار، وتفسير دقيق، وكل شيء متاح عبر تطبيق Sina Finance APP