تحلية المياه بالطاقة الشمسية في السعودية: تقنيات جديدة وتحديات التكلفة لتحقيق الأمن المائي المستدام

تستهلك محطات تحلية المياه في السعودية أكثر من 300 ألف برميل نفط يومياً، لكن التحول إلى الطاقة الشمسية قد يخفض التكاليف بنسبة 60% بحلول 2030. في هذا المقال، نستعرض أحدث التقنيات والتحديات التي تواجه المملكة في سعيها لتحقيق الأمن المائي المستدام عبر تحلية المياه بالطاقة الشمسية.

ما هي تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية المستخدمة في السعودية؟

تعتمد السعودية على ثلاثة تقنيات رئيسية: التناضح العكسي (Reverse Osmosis) الذي يستخدم أغشية لفصل الأملاح، والتقطير الومضي متعدد المراحل (Multi-Stage Flash)، والتقطير متعدد التأثير (Multi-Effect Distillation). وتعمل محطة الجبيل 3 (المرحلة الثانية) بقدرة 600 ألف متر مكعب يومياً باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية. كما تستخدم محطة رابغ 3 تقنية التناضح العكسي مع ألواح شمسية كهروضوئية لتقليل استهلاك الكهرباء بنسبة 40%.

كيف تساهم الطاقة الشمسية في خفض تكلفة تحلية المياه؟

انخفضت تكلفة إنتاج الكيلوواط/ساعة من الطاقة الشمسية في السعودية إلى 1.04 سنت أمريكي، مما يجعلها الأرخص عالمياً. ووفقاً لوزارة الطاقة السعودية، يمكن أن تخفض الطاقة الشمسية تكلفة تحلية المياه بنسبة تتراوح بين 30% و60% مقارنة بالوقود الأحفوري. فعلى سبيل المثال، تنتج محطة سدير للطاقة الشمسية 1.5 جيجاواط، وتوفر الكهرباء لمحطات التحلية المجاورة، مما يقلل تكاليف التشغيل بنحو 200 مليون ريال سنوياً.

لماذا تواجه تحلية المياه بالطاقة الشمسية تحديات في التخزين والتوزيع؟

تعاني الطاقة الشمسية من التقطع بسبب تغير الطقس والليل، مما يتطلب أنظمة تخزين حرارية أو بطاريات. وتخطط هيئة تنظيم المياه والكهرباء لإنشاء 10 محطات تخزين حراري بحلول 2028. كما أن نقل المياه المحلاة من الساحل إلى المناطق الداخلية مثل الرياض والقصيم يستهلك طاقة إضافية، حيث تبلغ تكلفة النقل حوالي 1.5 ريال للمتر المكعب. وتعمل شركة المياه الوطنية على مشروع خط أنابيب بطول 450 كيلومتراً لنقل المياه من محطة الشقيق إلى عسير.

هل يمكن تحقيق الأمن المائي المستدام عبر تحلية المياه الشمسية؟

نعم، لكنه يتطلب استثمارات ضخمة تقدر بنحو 80 مليار ريال حتى 2030. وتستهدف رؤية 2030 رفع نسبة الطاقة المتجددة في مزيج الطاقة إلى 50%، مما سيدعم تحلية المياه النظيفة. وقد أعلنت وزارة البيئة والمياه والزراعة عن خطة لتحلية 5 ملايين متر مكعب يومياً بالطاقة الشمسية بحلول 2030. ومع ذلك، تبقى التحديات البيئية مثل التخلص من المحلول الملحي (Brine) قائمة، حيث يتم إنتاج 1.5 متر مكعب من المحلول لكل متر مكعب من المياه المحلاة.

متى ستتحول السعودية بالكامل إلى تحلية المياه بالطاقة الشمسية؟

تستهدف السعودية تشغيل 70% من محطات التحلية بالطاقة المتجددة بحلول 2030، والوصول إلى 100% بحلول 2040. وقد بدأت المرحلة الأولى بمشروع مجمع سكاكا للطاقة الشمسية بقدرة 300 ميجاواط، الذي يغذي محطة تحلية دومة الجندل. كما تعتزم شركة أكوا باور بناء أكبر محطة تحلية شمسية في العالم في رابغ بطاقة 1.2 مليون متر مكعب يومياً، بتكلفة استثمارية 4 مليارات ريال.

ما هي أحدث الابتكارات في تحلية المياه بالطاقة الشمسية؟

طورت مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية (KACST) تقنية أغشية نانوية لتحسين كفاءة التناضح العكسي بنسبة 25%. كما تعمل جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (KAUST) على نظام هجين يجمع بين الطاقة الشمسية الحرارية والكهروضوئية لتحلية المياه بتكلفة 0.5 دولار للمتر المكعب. وفي مشروع مبتكر، تستخدم شركة سولار ووتر (Solar Water) ألواحاً شمسية عائمة على البحر الأحمر لتوليد الكهرباء وتحلية المياه في آن واحد.

ما هي التحديات البيئية والاقتصادية لتحلية المياه بالطاقة الشمسية؟

تتمثل التحديات البيئية في التخلص من المحلول الملحي الذي يؤثر على الحياة البحرية، حيث تنتج السعودية 1.5 مليار متر مكعب من المحلول سنوياً. وبدأت الهيئة العامة للأرصاد وحماية البيئة في تطبيق معايير صارمة لتصريف المحلول. اقتصادياً، يحتاج التحول إلى الطاقة الشمسية إلى دعم حكومي، حيث تبلغ تكلفة إنشاء محطة تحلية شمسية 2.5 مليار ريال لكل 100 ألف متر مكعب يومياً. كما أن أسعار المياه المدعومة حالياً (0.10 ريال للمتر المكعب للمواطنين) لا تشجع على الاستثمار الخاص.

خاتمة

تمثل تحلية المياه بالطاقة الشمسية في السعودية خطوة استراتيجية نحو تحقيق الأمن المائي المستدام، مع توقعات بخفض التكاليف بنسبة 60% بحلول 2030. ورغم التحديات التقنية والبيئية، فإن الابتكارات في الأغشية النانوية والتخزين الحراري تبشر بمستقبل واعد. مع استمرار انخفاض تكاليف الطاقة الشمسية، قد تصبح السعودية نموذجاً عالمياً في تحلية المياه النظيفة.