عربستان تا ۲۰۶۰ میلادی به انتشار خالص صفر گازهای کربنی دست می‌یابد

عربستان سعودی می‌تواند تا سال ۲۰۶۰ میلادی به انتشار خالص صفر گازهای کربنی دست یابد و در این مسیر ۱۵۱ گیگاوات انرژی خورشیدی داشته باشد.

پژوهشگران سعودی مسیرهایی را برای دستیابی بخش برق این کشور به انتشار خالص صفر تا سال ۲۰۶۰ ترسیم کرده‌اند که نیازمند اختصاص حداکثر ۳.۶ درصد از مساحت زمین است – که بخش عمده آن به نیروگاه‌های بادی در خشکی اختصاص می‌یابد – درحالی‌که ۱۵۱.۳ گیگاوات نیروگاه فتوولتائیک خورشیدی تنها ۰.۱۶ درصد از خاک کشور را پوشش می‌دهد.

گروهی از پژوهشگران «مرکز مطالعات و تحقیقات پترولی پادشاه عبدالله» (KAPSARC) عربستان سعودی، مسیر احتمالی برای دستیابی این پادشاهی به هدف انتشار خالص صفر گازهای کربنی تا سال ۲۰۶۰ را ترسیم کرده‌اند. یافته‌های آنان نشان می‌دهد که اقدامات مورد نیاز می‌تواند منجر به استفاده از حدود ۳.۶ درصد از زمین‌های عربستان، به ویژه در منطقه شمال شرقی این کشور شود.

«سارا ابوعوف»، نویسنده مسئول این پژوهش، گفت: «در سناریوی انتشار خالص صفر با فرض تقاضای بالا که برای سال ۲۰۶۰ مدل‌سازی کردیم، مجموع زمین مورد نیاز حدود ۷۷ هزار و ۲۷۸ کیلومتر مربع و ظرفیت نصب شده تجدیدپذیر حدود ۵۱۵.۳ گیگاوات خواهد بود که عمدتاً از نیروگاه‌های بادی در خشکی، فتوولتائیک خورشیدی و نیروگاه خورشیدی متمرکز (CSP) تأمین می‌شود.

بخش عمده این مساحت به نیروگاه‌های بادی در خشکی مربوط می‌شود. در فرضیات ما، انرژی بادی سهم بزرگی از ظرفیت را تأمین می‌کند و نسبت به دیگر فناوری‌ها به زمین بیشتری به ازای هر مگاوات نیاز دارد؛ به همین دلیل حدود ۹۴ درصد از کل زمین مورد نیاز را به خود اختصاص می‌دهد.»

در مقابل، مشخص شد که نیروگاه‌های فتوولتائیک خورشیدی زمین بسیار کمتری را اشغال می‌کنند. ابوعوف افزود: «حدود ۱۵۱.۳ گیگاوات نیروگاه فتوولتائیک به حدود ۳ هزار و ۵۱۹ کیلومتر مربع زمین نیاز دارد، زیرا نیروی خورشیدی در مقایسه با نیروی بادی می‌تواند به‌ازای هر واحد زمین، ظرفیت بسیار بیشتری نصب کند.» وی خاطرنشان کرد که تا سال ۲۰۶۰، نیروگاه‌های خورشیدی تنها ۰.۱۶ درصد از کل خاک عربستان سعودی را پوشش خواهند داد.

پژوهشگران توضیح دادند که از لحاظ مکان‌یابی، مدل‌سازی آنان توسعه بیشتر نیروگاه‌های بادی را در بخش‌های شمال شرقی پادشاهی پیش‌بینی می‌کند، در حالی که نیروگاه‌های فتوولتائیک خورشیدی عمدتاً در مناطق غربی و شرقی متمرکز هستند.

ابوعوف تأکید کرد: «همچنین می‌خواهیم بر این نکته تأکید کنیم که این اعداد، برآوردهایی مبتنی بر مدل‌سازی هستند که برای اهداف تحلیلی توسعه یافته‌اند. این‌ها برنامه‌ها، تعهدات یا تعهدات رسمی دولت نیستند، بلکه نتایجی تصویری هستند که به درک نیازهای احتمالی زیرساخت‌های بلندمدت در مسیر رسیدن به انتشار خالص صفر کمک می‌کنند.»

در مطالعه‌ای با عنوان «دستیابی به انتشار خالص صفر در بخش برق عربستان سعودی تا سال ۲۰۶۰ با در نظرگیری محدودیت زمین و مواد معدنی» که در نشریه «انرژی» منتشر شده، این پژوهشگران اعلام کردند کار آنان شامل ارزیابی امکان‌سنجی فنی، زمینی و مواد اولیه برای دستیابی به انتشار خالص صفر در بخش برق عربستان سعودی تا سال ۲۰۶۰ بوده است. آنان به‌طور خاص، پیش‌بینی تقاضای برق، برنامه‌ریزی توسعه ظرفیت تولید و انتقال، نیاز زمینی و نیازهای مواد اولیه و معدنی را تحلیل کرده‌اند.

دو سناریوی اصلی مورد تحلیل قرار گرفت:

1. بخش برق با انتشار صفر (ZEP): که فرض می‌کند این بخش تا سال ۲۰۶۰ هیچ انتشار خالصی نداشته باشد.
2. بخش برق با انتشار خالص صفر (NZEP): که امکان انتشارهای باقی‌مانده‌ای را می‌دهد که از طریق روش‌های حذف دی‌اکسید کربن (CDR) جبران می‌شوند.

این سناریوها تحت دو مسیر تقاضا ارزیابی شدند: یک سناریوی مرجع (RefDem) و یک سناریوی برقی‌سازی بالا (HiDem)، که هم بر بار پیک و هم بر نیازهای کلی تولید تأثیر می‌گذارند.

در تمامی مسیرها، نیروی بادی در خشکی بر ظرفیت نصب شده غالب است، در حالی که نیروگاه‌های فتوولتائیک خورشیدی و نیروگاه خورشیدی متمرکز (CSP) سهم کمتری دارند. فناوری‌های ذخیره‌سازی باتری و هیدروژن نقش حیاتی در تضمین ظرفیت پایدار و قابلیت اطمینان سیستم ایفا می‌کنند. مقداری از تولید مبتنی بر گاز برای پشتیبانی در شبکه باقی می‌ماند و پیل‌های سوختی عمدتاً در سناریوهای با اهداف سخت‌گیرانه انتشار صفر به کار گرفته می‌شوند.

دانشمندان توضیح دادند که انتقال انرژی در عربستان همچنین چالش‌هایی در زمینه مواد معدنی حیاتی ایجاد می‌کند. عناصر خاک‌ کمیاب مورد نیاز برای توربین‌های بادی و همچنین مس مورد نیاز برای پنل‌های خورشیدی و باتری‌ها، در نهایت با محدودیت عرضه مواجه خواهند شد، به‌ویژه در دهه‌های ۲۰۳۰ و ۲۰۵۰. با این حال، آنان اعلام کردند این چالش‌ها را می‌توان از طریق انتخاب دقیق فناوری‌های فرعی، طراحی‌های بهینه‌شده از نظر مصرف مواد و راهبردهای جایگزینی، کاهش داد.

از منظر هزینه، تحلیل آنان نشان داد که مسیرهای دستیابی به بخش برق با انتشار صفر (ZEP)، مستلزم سرمایه‌گذاری قابل توجهی است و بخش عمده افزایش هزینه، مربوط به زیرساخت‌های تولید می‌شود. این تحلیل همچنین تأکید می‌کند که اجازه دادن به میزان مشخصی از انتشار و اتکا به فناوری‌های حذف دی‌اکسید کربن (CDR) – همان‌طور که در سناریوهای NZEP پیش‌بینی شده – هزینه‌های سیستم را به‌طور محسوسی کاهش می‌دهد، در حالی که اهداف انتشار خالص صفر همچنان محقق می‌شود.

پژوهشگران در پایان نتیجه گرفتند: «به طور کلی، یافته‌های ما بر اهمیت اتخاذ یک رویکرد جامع برای کربن‌زدایی بخش برق تأکید می‌کند؛ رویکردی که بهینه‌سازی فنی-اقتصادی را با ملاحظات مربوط به محدودیت‌های مواد اولیه و زمین ادغام می‌کند. همان‌طور که عربستان سعودی به سمت اهداف انتشار خالص صفر خود پیش می‌رود، برنامه‌ریزی پیش‌دستانه برای بخش برق، انتخاب راهبردی فناوری‌های تجدیدپذیر برای کاهش وابستگی به مواد معدنی حیاتی، و مدیریت مؤثر زمین برای سیاست‌گذاران ضروری خواهد بود تا بتوانند مبادلات (تریدآف‌ها) را بهتر مدیریت کنند، خطرات را کاهش دهند و تاب‌آوری انتقال انرژی را افزایش دهند.»