هل يمكن دمج الزراعة الكهروضوئية خارج الشبكة مع إنتاج الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع؟
في دراسة حديثة أعدها باحثون من جامعة إكسيتر البريطانية، تم تحليل جدوى دمج محطة زراعة كهروضوئية بقدرة 1 غيغاواط مع إنتاج الهيدروجين باستخدام خلايا الوقود، في خمسة مواقع عالمية تشمل: أستراليا، كاليفورنيا (الولايات المتحدة)، الصين، نيجيريا، وإسبانيا.
تشير الدراسة إلى أن هذا النموذج يمكن أن يولد الهيدروجين بتكلفة تتراوح بين 3.90 إلى 8.13 دولار أمريكي لكل كيلوغرام، مما يجعله منافسًا من حيث التكلفة في بعض الأسواق الناشئة. وقد اختير هذا الحجم تحديدًا كمرجع صناعي يساعد الجهات الحكومية والخاصة على مقارنة هذا النموذج بمشاريع الطاقة المتجددة الكبرى الأخرى، مع التأكيد على أن مشاريع أصغر حجماً أو متصلة بالشبكة قد تكون قابلة للتطبيق أيضًا.
التركيبة المقترحة للمشروع شملت:
- نظام زراعة كهروضوئية مستقل بقدرة 1 غيغاواط
- 300 محلل كهربائي من نوع PEM
- أنظمة تحويل وضغط وتخزين
- أكثر من 2.27 مليون لوح شمسي ثنائي الوجه
- نظام إعادة تعبئة للهيدروجين مخصص للسيارات الكهربائية المعتمدة على خلايا الوقود، قد ركزت الدراسة أيضًا على كفاءة استخدام الأراضي الزراعية، وخلصت إلى أن الطماطم هي المحصول الأكثر ملاءمة للنمو تحت الألواح الشمسية، على الرغم من تسجيل بعض الخسائر في الإنتاج بنسبة تتراوح بين 9.40% و36.94%، مع احتمالات تحسين هذه النسبة باستخدام محاصيل أكثر تحملاً للظل.
تحليل الجدوى الاقتصادية شمل:
- القيمة الحالية الصافية (NPV)
- معدل العائد الداخلي (IRR)
- الوقت البسيط للاسترداد
- تكاليف التشغيل والرأسمالية
- تكلفة الهيدروجين المتكافئة (LCOH)
وبحسب النتائج، أظهرت نيجيريا أقل تكلفة للهيدروجين عند 3.06 جنيه إسترليني للكيلوغرام، وسجلت أعلى عدد من عمليات التزود بالوقود بمعدل 3.75 مليون مرة سنويًا، مما يجعلها موقعًا واعدًا لهذا النوع من المشاريع.
الفوائد البيئية والاقتصادية المحتملة:
- استغلال أكثر كفاءة للأراضي الزراعية
- توليد دخل إضافي من الكهرباء المنتجة
- دعم الانتقال نحو اقتصاد منخفض الكربون
وفي ظل التوجه العالمي نحو الهيدروجين الأخضر والطاقة النظيفة، تبرز هذه الدراسة كدليل على إمكانية تحقيق تكامل ذكي ومستدام بين الزراعة والطاقة المتجددة.
📚 المصدر: دراسة منشورة في مجلة Energy Conversion and Management، تحت عنوان:
Analysis of large-scale (1GW) off-grid agrivoltaic solar farm for hydrogen-powered fuel cell electric vehicle (HFCEV) charging station
للاطلاع على الدراسة من هنا
