عندما ضرب إعصار ميليسا جامايكا الأسبوع الماضي، تعادل مع إعصارين آخرين في أعلى سرعة رياح تصل إلى اليابسة على الإطلاق في المحيط الأطلسي. كانت قوة هذا الإعصار الاستوائي غير المسبوقة تغذيها درجات حرارة سطح البحر الدافئة بشكل غير عادي – وهي نتيجة مباشرة لتغير المناخ.
عبر محيطات العالم، يؤدي ارتفاع درجات حرارة المحيطات إلى هبوب رياح شديدة. وجدت دراسة جديدة نشرت اليوم في مجلة Nature Communications أن هذه مشكلة كبيرة بالنسبة لمزارع الرياح البحرية. على الرغم من أن التوربينات مصممة لالتقاط الطاقة الحركية للرياح وتحويلها إلى كهرباء، إلا أن سرعات الرياح غير المسبوقة تدفعها إلى ما هو أبعد من حدودها.
ويقول مؤلفو الدراسة، بقيادة يانان تشاو من جامعة جنوب الصين للعلوم والتكنولوجيا، إن النتائج التي توصلوا إليها تؤكد الحاجة الماسة إلى تكييف البنية التحتية لطاقة الرياح البحرية مع تطور الرياح المتطرفة – خاصة في المناطق المعرضة للأعاصير. ليس هذا فحسب، بل يجب على العالم إعادة تقييم مواقع مزارع الرياح البحرية، حيث أصبحت المواقع المثالية سابقًا متطرفة للغاية.
وقال المؤلف المشارك ييهينج تاو من البنك الدولي لموقع جيزمودو في رسالة بالبريد الإلكتروني: “يتم تطوير مشاريع الرياح البحرية في المناطق التي تشتد فيها سرعة الرياح الشديدة”. “مع قيام البلدان بتوسيع نطاق طاقة الرياح البحرية لتحقيق أهداف المناخ والطاقة، فإن دمج مقاييس المرونة المناخية في معايير التصميم واختيار الموقع سيكون ضروريًا لضمان الموثوقية على المدى الطويل.”
الكثير من الشيء الجيد
يمكن لسرعات الرياح العالية أن تساعد توربينات الرياح على توليد المزيد من الطاقة، ولكن إلى حد معين فقط. عندما تتجاوز سرعة الرياح حد حمولة التوربين، يمكن أن يؤدي ذلك إلى حدوث أضرار، وإيقاف التشغيل مبكرًا، وخسائر اقتصادية، وفقًا للمؤلفين.
ولمعرفة كيفية تطور الرياح المتطرفة على مدى العقود العديدة الماضية، قام الباحثون بتحليل بيانات سرعة الرياح كل ساعة والتي تم جمعها بين عامي 1940 و2023 عبر المحيطات العالمية. جاءت هذه البيانات من مجموعة بيانات ERA5، التي طورها المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى.
وكشف التحليل أن سرعات الرياح الشديدة زادت في ما يقرب من 63% من المناطق الساحلية البحرية منذ عام 1940، وخاصة في شمال شرق المحيط الهادئ، وشمال المحيط الأطلسي، وجنوب الغرب. ووجد الباحثون أيضًا أن أكثر من 40% من مزارع الرياح البحرية المُنشَأة والمخططة في آسيا وأوروبا شهدت سرعات رياح تتجاوز حد الحمل البالغ 84 ميلًا في الساعة (135 كيلومترًا في الساعة) لتوربينات الفئة 3.
وفي الولايات المتحدة، يتعرض أكثر من نصف مزارع الرياح المخططة – التي تبلغ طاقتها القصوى الإجمالية 50.31 جيجاوات – لرياح شديدة تتراوح سرعتها بين 84 إلى 112 ميلاً في الساعة (135 إلى 180 كيلومترًا في الساعة).
حان الوقت لنهج ملائم للرياح البحرية
ويرتبط ارتفاع معدل انتشار وشدة الرياح الشديدة بقوة بالتغيرات في نشاط الأعاصير في ظل ظاهرة الاحتباس الحراري، وفقًا للمؤلفين.
توفر درجات حرارة سطح البحر الأعلى من المتوسط المزيد من الطاقة لتغذية تكوين العواصف وتكثيفها. ولا يشكل هذا خطرًا كبيرًا على الأشخاص الذين يعيشون في المناطق المعرضة للأعاصير فحسب، بل يهدد أيضًا عنصرًا رئيسيًا في التحول إلى الطاقة النظيفة.
ويقول المؤلفون إن الرياح الشديدة، وخاصة الناتجة عن الأعاصير الاستوائية وخارجها، هي السبب الرئيسي لفشل توربينات الرياح. ومع استمرار درجات الحرارة العالمية في الارتفاع، فإنها تتطلب بذل الجهود للتخفيف من الأضرار الشديدة التي تلحقها الرياح بمزارع الرياح البحرية، مثل تحسين نماذج المخاطر، ومعايير التصميم المنقحة، وهندسة التوربينات الأكثر قوة، ومعايير تحديد المواقع الجديدة.
ويقولون إن هذه الإجراءات “ستكون ضرورية لحماية البنية التحتية لطاقة الرياح البحرية ودعم توسعها على المدى الطويل”. لتجنب أسوأ آثار ظاهرة الاحتباس الحراري، أصبح من الواضح أن البنية التحتية للطاقة المتجددة يجب أن تتكيف مع التغيرات الجارية بالفعل.