باستثناء حالات قليلة، تميل مصادر الطاقة المتجددة ألا تكون موضع ثقة، فطاقة الرياح وموج البحر هي عرضة لنزوات الطقس، وحتى لو عثرت على مصدر لا يعتمد على الطقس، كالمد والجزر مثلا، فمع ذلك لا تستطيع الاعتماد على مصدر ثابت من الطاقة. وبصراحة، فحتى الطاقة الشمسية تعتبر الأسوأ، لأنها تعتمد كليا على الطقس، وفي نصف الأوقات فإنها لا تؤدي مهمتها بتاتا.

شمس الفضاء

ويعتقد البعض أنه لجعل الطاقة الشمسية عصب اقتصاد الطاقة المتجددة، ينبغي تفادي الأرض كلية، والتوجه بدلا من ذلك إلى الفضاء، حيث الشمس تشع باستمرار، والطقس هناك مختلف تماما. لذلك تعتبر أقمار الطاقة الشمسية الصناعية Solar power satellites هي أكثر من فكرة مستقبلية، بل هي مجال نشط للأبحاث والتطوير بقيادة الوكالة اليابانية للاكتشافات الفضائية (جاكسا) التي وضحت خريطة الطريق للسنوات المقبلة بخصوص التطوير التقني الذي سيبلغ ذروته في الحصول على قدرة تبلغ غيغاواط واحدا من هذه الأقمار الصناعية الشمسية، عن طريق إرسال الطاقة الشمسية من الفضاء إلى الأرض في الثلاثينيات من القرن الحالي. وقبل أسابيع عرضت «جاكسا» و«ميتسوبيشي» التقدم الذي أحرزتاه فيما يخص أحد أكثر مكونات هذا النظام صعوبة وتعقيدا، ألا وهو البث البعيد للطاقة لاسلكيا. ويعتبر الحصول على الطاقة الشمسية من الفضاء على النطاق التجاري الناجح مشروعا كبيرا جدا. فللحصول على ناتج يصل إلى غيغاواط واحد (أي مليار واط) من الطاقة، تخطط اليابان لتطوير مجمع شمسي يزن أكثر من 10 آلاف طن متري بعرض يمتد إلى عدة كيلومترات، وذلك على مدار ثابت حول الأرض على ارتفاع 36 ألف كيلومتر.

وعلى سبيل الجدل، فإن الأمر الصعب في المهمة هذه من المنظور التقني، هو الحصول على الطاقة من الأقمار الصناعية وإرسالها إلى الأرض، ولحين الحصول على شريط طويل يمتد كل هذه المسافة، فإن السبيل الوحيد لتحقيق ذلك هو عن طريق اللاسلكي.

والسبيل الوحيد الكفء لنقل الطاقة لاسلكيا عبر مسافة طويلة استنادا إلى باحثي «جاكسا»، هو إما عن طريق استخدام الليزر، أو موجات الميكروويف. لكن استخدام الليزر غير عملي، لأن له المشكلة ذاتها التي تعاني منها الطاقة الشمسية على الأرض، وهي أن أشعة الليزر لا تعمل عبر السحب والغيوم، خلافا إلى موجات الميكروويف التي تعمل حتى ولو كان الطقس سيئا، وهذا ما اعتمدته «جاكسا».

وقبل أسابيع تمكنت «جاكسا» من تسليم 1.8 كيلوواط من الطاقة بتوجيه بالغ الدقة إلى هوائي يبعد 55 مترا، عن طريق استخدام أشعة الميكروويف. وهذه هي المرة الأولى الذي أمكن فيها إرسال مثل هذه الطاقة الكبيرة، بمثل هذا التوجيه الدقيق، استنادا إلى «جاكسا». كذلك تمكنت «ميتسوبيشي في الوقت ذاته، من إرسال 10 كيلوواط من الطاقة عبر مسافة 500 متر مستخدمة هوائيات أكبر، مع تأكيد على القوة مقابل الدقة.

كفاءة الإنتاج

والسؤال الذي يطرح حاليا هو حول الكفاءة والقدرة، هو إذا ما خسرت غالبية الطاقة هذه أثناء إرسالها، فماذا يعني ذلك على صعيد الجدوى الاقتصادية؟ في هذه المرحلة، فإن كفاءة نظام التحويل (من طاقة شمسية إلى تيار كهربائي مباشرٍ [دي سي]، ثم إلى موجات ميكروويف، ثم إلى تيار مباشر [دي سي]، ثم إلى تيار متناوب [إيه سي]) هي 80 في المائة، هذا من دون حساب خسارة الطاقة أثناء نقلها، لذا لا تعلق «جاكسا» ولا «ميتسوبيشي» على كفاءة هذه الاختبارات، لكن الذي نعرفه أن الأولى تتوقع الحصول على ناتج يبلغ 350 واط من أصل 1.6 كيلوواط من إشعاع الميكروويف، عبر مسافة اختبارية قدرها 50 مترا.

وخلال السنوات الخمس المقبلة تأمل «ميتسوبيشي» في استخدام هذا النظام لنقل الطاقة العالية وتوزيعها عبر المسافات القصيرة لشحن السيارات الكهربائية مثلا، وإمداد مصابيح التنبيه بكميات ضئيلة من التيار الكهربائي. في هذا الوقت تخطط «جاكسا» لاختبار هذه التقنية في الفضاء بحلول عام بجعل الأقمار الصناعية الصغيرة تبث عدة كيلوواط من الطاقة من مدارات أرضية منخفضة إلى مستقبل لأشعة المكروويف على الأرض.

كذلك تأمل «جاكسا» أن تمتلك في عام 2021 قمرا صناعيا بطاقة 100 كيلوواط، وأخر بطاقة 200 ميغاواط في عام 2028. وفي عام 2031 تصبح كل الأمور على ما يرام، عندما يصبح المعمل التجريبي التجاري بطاقة غيغاواط أحد قيد العمل، إيذانا بإطلاق صناعة طاقة فضائية كاملة عن طريق إطلاق قمر واحد سنويا بدءا من عام 2037.

الشرق الأوسط