تقنية جديدة لتوليد الطاقة.. وهذه الدولة أول المنفذين!

في ظل الضغوط المتزايدة على منظومات الطاقة وتبعاتها المباشرة على المواطن، تطرح دراسة تونسية جديدة نُشرت في دورية Renewable Energy خيارًا بديلاً مستدامًا يتمثل في استغلال حرارة التربة السطحية. وتشير الدراسة إلى أن درجات الحرارة الثابتة في الطبقات القريبة من سطح الأرض (ما بين 16 و20 درجة مئوية في تونس) يمكن تحويلها إلى مصدر طاقة متجددة من خلال أنظمة تعرف بـ"المضخات الحرارية الجوفية"، خاصة في قطاع المباني المتوقع أن يصبح أكبر مستهلك للطاقة في البلاد بحلول عام 2030.

نُفذت تجربة ميدانية على هذا النظام في مركز البحوث والتقنيات في الطاقة بمدينة برج السدرية، حيث أظهرت البيانات أن المبادل الحراري الأرضي استطاع توليد 5 كيلوواط من حرارة التربة، بينما وفر الخزان الحراري المدفون 2.5 كيلوواط إضافية خلال فترات البرودة القصوى. وسجّل النظام معامل أداء بلغ 4.53، أي أن كل وحدة كهرباء مستهلكة تولد 4.53 وحدات حرارية، فيما بلغ معامل الأداء الكلي 3.02، ما يعكس كفاءة تشغيلية تتفوق على أنظمة التدفئة التقليدية.

أظهرت الدراسة أن استخدام هذا النظام يؤدي إلى خفض تكاليف التشغيل بنسبة تصل إلى 46% مقارنة بأجهزة التكييف، و55% مقارنة بأنظمة التدفئة المركزية، وذلك على مدى 20 عامًا من التشغيل المتواصل. هذه الأرقام تجعل التقنية خيارًا جذابًا وواعدًا في ظل العجز الطاقي الذي تعانيه تونس، حيث انخفضت الموارد بنسبة 38% منذ عام 2010، في مقابل زيادة في الطلب بنحو 14%.

ويعتمد هذا النظام على شبكة أنابيب مدفونة أفقياً أو عمودياً في باطن الأرض، يمر عبرها سائل ناقل للحرارة (عادة مزيج ماء ومواد مضادة للتجمد). تسحب المضخة الحرارة من التربة، وترفعها إلى مستوى أعلى باستخدام ضاغط داخلي، قبل أن يتم توزيعها داخل المبنى بواسطة نظام تدفئة أرضي أو مشعات حرارية. ويعزز أداء المنظومة خزان حراري مدفون يستخدم لتخزين الطاقة الزائدة واستعادتها عند الحاجة.

رغم ما أثبتته التجربة من جدوى بيئية واقتصادية، إلا أن الدكتور مجدي علام، الأمين العام لاتحاد خبراء البيئة العرب، يشير إلى أن تعميم هذه الأنظمة لا يزال مرهونًا بعدة تحديات، أبرزها ارتفاع الكلفة الأولية لأعمال الحفر وتركيب الأجهزة، فضلًا عن غياب دعم حكومي مباشر. كما تبرز الحاجة إلى بنية تحتية مناسبة، إذ لا تصلح جميع الأراضي أو المباني لتركيب النظام، خاصة في المناطق الحضرية المكتظة أو التي تتميز بتربة غير موصلة حراريًا بكفاءة. ويضيف علام أن هناك حاجة ماسة إلى تكوين كوادر فنية مؤهلة قادرة على تصميم هذه الأنظمة وصيانتها، إذ إن أي خطأ في التركيب أو التشغيل قد يضر بكفاءة النظام ويؤثر على انتشاره مستقبلاً.

إلى جانب الموارد الحرارية العميقة الموجودة في الجنوب التونسي مثل قبلي ودوز، تبرز هذه التقنية كخيار اقتصادي لاستغلال حرارة التربة الضحلة التي يمكن الوصول إليها بسهولة، دون الحاجة إلى استثمارات ضخمة في الحفر العميق. الدراسة تشير إلى أن تبني هذا النوع من الطاقة المتجددة يمكن أن يُحدث نقلة نوعية في استراتيجية الطاقة في تونس، ويقلل من الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية المستوردة.

(الجزيرة)