الطاقة المتجددة ومواجهة تحديات التغير المناخي في العراق

شبكة بيئة أبوظبي، بقلم الدكتور مهدي حنون نويظ الكناني (*)، جمهورية العراق، 15 أغسطس / آب 2025
الطاقة المتجددة والقدرة الكامنة لسرع الرياح في العراق ودورها في انتاج الطاقة الكهربائية تعد طاقة الرياح من مصادر الطاقة المتجددة، حيث تتسم بالوفرة والنظافة وسهولة الاستعمال، وقد شاع استخدامها في مجال النقل المائي والزراعة والصناعة، كما تدل الآثار التاريخية على ان العراقيين القدماء قد استخدموا هذه الطاقة في عصور ما قبل التاريخ، حيث تم العثور على نموذج من الفخار لقارب شراعي في اريدو يرجع زمنه إلى الألف الرابع قبل الميلاد.

ويعد البروفيسور الدنماركي لا كور العالم الرائد في مجال توليد الطاقة الكهربائية بواسطة طواحين الهواء، حيث شاع استخدام الطواحين الهوائية في الدنمرك في القرن التاسع عشر بشكل واسع وبانتشار كبير، حيث توصل العالم لاكور إلى تركيب طاحونة هوائية لتوليد الطاقة الكهربائية. وفي عام 1915 تم تطوير مولدات كهربائية تعمل على الطواحين الهوائية بقدرة 25كيلوواط(2). العلاقة بين استهلاك الطاقة وتلوث البيئة باتت واضحة من جراء تفاقم النتائج السلبية الواسعة مثل التغير المناخي الذي تضمن ارتفاع درجات حرارة الكرة الأرضية ونسبة الرطوبة في الجو وانتشار الفيضانات والأعاصير المدمرة إلى غير ذلك من التغيرات التي يصعب السيطرة عليها، لذلك يتوجب التحول من استهلاك الوقود الاحفوري إلى مصادر الطاقة البديلة أو المتجددة مثل (الطاقة الشمسية، طاقة المد والجزر، طاقة الكتلة الحيوية).

ومن أكثر مصادر الطاقة البديلة الأقل كلفة والأكثر ملائمة لإنتاج الطاقة الكهربائية هي طاقة الرياح، التي لها الأثر الأكبر في انتشار الإنسان في المعمورة، وبما إن المدن العراقية تشهد نقصاً في كمية الطاقة الكهربائية المنتجة من جهة وتوفر سرعة واتجاه للرياح ملائمة لاستغلالها في توليد الطاقة الكهربائية من جهة أخرى، لذلك تضمن البحث منهجية تلائم الموضوع، من خلال الكشف عن أهمية طاقة الرياح وكيفية استغلالها وابرز مميزاتها والعوامل التي تؤثر فيها فضلاً عن تحليل البيانات المناخية المتعلقة بسرعة واتجاه الرياح، التي يستفاد منها في الكشف عن كمية الطاقة الكهربائية المنتجة من الرياح مقاسه (واط/ متر مربع)، من خلال استخدام المعادلة الرياضية بالعلاقة مع سرعة الرياح وكثافتها، والتوصل إلى أمكانية توفر الحد الأدنى لاستغلال طاقة الرياح والذي يقدر (3.6كم/ ساعة)، وكذلك حساب طاقة الرياح لكل اتجاه وبيان الاتجاه الأكثر كمية في إنتاج الطاقة الكهربائية، ومن ثم التوصل إلى الموقع المفضل لإنشاء الطواحين الهوائية.

المبحث الأول: إمكانية استخدام سرع الرياح في العراق ودورها في انتاج الطاقة الكهربائية
تتمتع البلدان العربية ومن ضمنها العراق بسرع وكثافة رياح عالية الا ان استغلال هذه الرياح واستخدامها لايزال مقتصرا على بلدان محدودة منها مصر والتي تتميز برياح عالية السرعة خاصة المناطق الساحلية، ويأت العراق بالمركز السابع في معدلات سرع الرياح على مستوى الوطن العربي ولا يوجد استثمار لطاقة الرياح على ارض الواقع بالرغم من توفر جميع المقومات، كما ان العراق من بين هذه الدول الأكثر حاجة لهذه الطاقة بسبب الحاجة المتزايدة والملحة للطاقة الكهربائية منذ عام 1991.

وقد شهد عام 2004 افتتاح مركز الطاقة والوقود في الجامعة التكنولوجية بتركيزه على عدة اتجاهات ومنها اتجاهات الطاقة المتجددة وتطبيقات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ودراسة مصادر الطاقة المتجددة كطاقة بديلة في العراق، كما قامت وزارة الكهرباء في نهاية عام 2010 بافتتاح مركز الطاقة المتجددة والبيئة بالتنسيق مع المنظمات والشركات العالمية والوزارات والجامعات العراقية بهدف إدخال الطاقات المتجددة في قطاعي الإنتاج والتوزيع لدعم الشبكات الوطنية وتوفير الطاقة الكهربائية للمناطق النائية البعيدة وبقدرات مختلفة.

المبحث الثاني: العوامل المؤثرة على انتاج الطاقة من الرياح
ان استغلال طاقة الرياح مرتبط كليا بسرعتها والتي يجب الا تقل في المتوسط عن 8ميل في الساعة ولا تزيد عن حد معين تحدد قيمته بحسب نوع الجهاز المستخدم في عملية التحويل وبحسب الارتفاع والمكان الذي سينصب فيه. وتنبع طاقة الرياح من اختلاف درجات تسخين الشمس للجو ومن عدم استواء سطح الأرض، وتتناسب القوة التي يمكن الحصول عليها من نظام طاقة الرياح مع مكعب سرعة الرياح، كما إن مورد طاقة الرياح متغير من حيث الزمان والمكان.

ان الشمس هي المصدر الاصلي لطاقة الرياح واحد اهم العوامل المؤثرة في توزيعها الزماني والمكاني، حيث تختلف كمية الطاقة الشمسية الواصلة الى الغلاف الجوي من مكان لآخر مما يؤدي الى اختلاف كثافة الهواء والضغط الجوي في المناطق الباردة وينخفض في المناطق الدافئة وينتج عن اختلاف درجات الحرارة والضغط انتقال الهواء من المناطق الباردة ذات الضغط العالي الى المناطق الدافئة ذات الضغط الواطئ، وتؤثر على سرعة الرياح قوة انحدار الضغط وقوة الاحتكاك بسطح الارض والذي يقلل من سرعة الرياح ومقدار طاقتها.

والملاحظ ان الموقع الفلكي لمنطقة الدراسة يجعلها ضمن خلية هادلي مع خلية فريل (دائرة العرض 30ْشمالا) اي ضمن منطقة نشوء الرياح العكسية المتجهة شمالا. لاحظ الخارطة

البحث الثالث: الضوابط المناخية المؤثرة في سرع الرياح واتجاهاتها وتوزيعها الفصلي والمكاني
أولاً: الموقع الفلكي
يقع العراق في الجزء الجنوبي الغربي من قارة اسيا بين دائرتي عرض 2905-37022 شمالا وحيث ان الموقع الفلكي هو المحدد لزاوية سقوط الاشعاع الشمسي وطول النهار على مدار السنة، لذا فان دائرة عرض اي منطقة على سطح الارض تشكل ضابطا رئيسيا يقرر الظروف المناخية لاي منطقة في العالم.
تبلغ فترة الاشعاع اليومي في تموز 14 ساعة تقريبا وهي بذلك تزيد بثلاث ساعات و48دقيقة عن معدل الاشعاع الشمسي في شهر كانون الثاني مما جعل الصيف أكثر حرارة من الشتاء، وعليه تسجل المحطات المناخية في العراق درجات حرارية سنوية كبيرة ويزداد المدى بزيادة البعد عن خط الاستواء اي بالانتقال الى القسم الشمالي من القطر.

ثانياً: الموقع بالنسبة للمسطحات المائية المجاورة
يحتل موقع العراق بالنسبة للبحار الموجودة القسم الجنوبي الغربي من قارة اسيا المرتبة الثانية بالأهمية باعتباره عاملا مسيطرا على مناخه ومن المعروف ان المؤثرات البحرية تعتمد بشكل رئيسي على بعد المسافة عن المسطحات المائية واتجاه الرياح السائدة وعلى حركة الهواء التي تتحكم بها التضاريس اذ يعد الخليج العربي والبحر المتوسط اقرب تلك المسطحات المائية للعراق في حين يبتعد بحر قزوين والبحر الاحمر والبحر الاسود عنه كثيرا ويحول دون وصول تأثيرات السلاسل الجبلية او الهضاب العالية.

ثالثاً: السطح
تعد التضاريس من الضوابط المناخية المؤثرة في التباين المكاني لعناصر المناخ الرئيسية، بسب الارتفاع والانخفاض عن مستوى سطح البحر علاوة عن الاختلاف في تباين الاشكال السطحية مما يؤثر على سرعة الرياح واتجاهاتها. ساهمت الاقاليم التضاريسية الكبرى في العراق بدور كبير في تشكيل مناخه، حيث اثرت جبال العراق الممتدة شماله في زيادة الامطار سواء من حيث رفع الرياح الرطبة الى مستويات التكاثف العليا اومن خلال تأثير سرعة المنخفضات الجوية، كما ساهمت في تعديل خصائص الكتل الهوائية الباردة اثناء انحدارها على السفوح الجنوبية لتلك الجبال وجعلها تكتسب حرارة اضافية بتأثير ظاهرة الفوهن او ما يطلق عليها بالتسخين الاديباتيكي كما ساهمت الهضبة الصحراوية في خفض درجات الحرارة بصورة كبيرة بسبب ارتفاعها، حيث ان درجات الحرارة المسجلة في محطة الرطبة تقل كثيرا عن محطة بغداد على الرغم من انهما يقعان على نفس الدائرة.

رابعاً: الكتل الهوائية
تعرف الكتل الهوائية بانها جزء كبير من الغلاف الغازي تكون فيها ظروف الحرارة والرطوبة متجانسة افقيا وراسيا وتكتسب تلك الخصائص من اقليم نشوئها والذي هو عبارة عن كتلة كبيرة من اليابس المتجانس او مسطح مائي حيث تظل تلك الكتل فوقها لفترة طويلة وتنقل تلك الكتل خصائصها نحو المناطق التي تغزوها حالما تترك اقليم نشوئها. ويؤثر تجانس الخصائص الحرارية والرطوبة للكتل الهوائية في بقية العناصر المناخية، اذ تعتبر السبب في تغيرات الطقس اليومية والفصلية والتي من شانها التأثير في سرعة واتجاه الرياح. وبما ان القطر يقع بين دائرتي عرض 29.5- 37.22 شمالا فانه يقع تحت تأثير نفوذ الضغوط العالية شبه المدارية في فصل الصيف، وتحت تأثير الضغوط العالية القطبية والاضطرابات الجوية في فصل الشتاء اذ يكون ممرا للانخفاضات الجوية القادمة من الغرب الى الشرق، ومن اهم الكتل الهوائية المؤثرة على العراق هي:

1- الكتل الهوائية القطبية القارية (cp)
2- الكتل الهوائية المدارية القارية CT))
3 – الكتل الهوائية المدارية البحرية (mT)
4- الكتل الهوائية القطبية البحرية (mp)

خامساً: المنظومات الضغطية المؤثرة في مناخ العراق
يتأثر العراق بأنواع مختلفة من منظومات الضغط العالي والمنخفض بشكل متفاوت، فبعضها يستمر تأثيرها لأشهر مثل منخفض الهند الموسمي وبعضها يستمر تأثيرها لأسابيع مثل المرتفعات الجوية (السيبيري والاوربي وشبه المداري) والبعض الاخر يقتصر تأثيرها على ساعات او ايام قليلة مثل المنخفضات المتوسطية والسودانية، وكل نوع من هذه المنظومات يمتاز بظروف طقسية عن الاخرى، بل انه نادرا ما نجد الظروف المناخية تتشابه داخل المنظومة الواحدة. وعلى هذا الاساس يمكن تقسيم انواع المنظومات الضغطية (الرئيسية) المؤثرة على مناخ العراق الى قسمين:

 أولاً: منظومات الضغط العالي وتتمثل في
1- المرتفع السيبيري
ويسمى ايضا بمرتفع منغوليا او المرتفع الاسيوي وهو اصلا كتلة هوائية قطبية قارية، وهومن المرتفعات الحرارية المتكونة بتأثير الانخفاض الكبير في درجات حرارة الهواء في القطب الشمالي مما يؤدي الى انكماشها وارتفاع ضغطها.
يتأثر العراق بالمرتفع السيبيري في جميع فصول السنة ماعدا فصل الصيف، اذ يبدا بالظهور من تشرين الاول ولغاية مايس وهو المسؤول عن موجات البرد التي يتعرض لها العراق والامطار كما ان كتلة المرتفع السيبيري عند وصولها للقطر تكون معدلة اذ ترتفع درجة حرارتها ذاتيا نتيجة تعرضها لظاهرة الفوهن اثناء هبوطها على السلاسل الجبلية خلال مساراتها الطويلة الى العراق.

2- المرتفع الاوربي
وهو نوع من المرتفعات الحرارية التي تظهر شتاء يتمركز وسط اوربا وتصل امتداداته الى غرب اسيا وشمال افريقيا وينحدر نحو بلاد الشام والعراق. يتكون هذا المرتفع البارد بتأثير برودة الهواء وانضغاطه، وهو اقل امتدادا من سابقه بسبب صغر مساحة اوربا مقارنة باسيا، كما ان امتداد المرتفع السيبيري وجبال اورال الى الشرق منه تعيق توسع المرتفع الاوربي.
تتعرض الكتلة القطبية للمرتفع الاوربي للتعديل (ارتفاع درجة حرارتها) اثناء وصولها للعراق بتأثير هبوطها على السفوح الجنوبية لجبال الالب وعلى مرتفعات شبه جزيرة البلقان ثم تحركها على المياه الدافئة لبحر ايجة والبحر المتوسط، ثم هبوطها مرة اخرى على السفوح الجنوبية لهضبة الاناضول والسفوح الشرقية لجبال سوريا ولبنان مما يجعل درجة حرارتها ادفا في حافاتها الخارجية الواصلة الى العراق مقارنة بمركز المرتفع الاوربي لكن تبقى الكتلة القطبية للمرتفع الاوربي اكثر برودة من المرتفع السيبيري.

3- المرتفع شبه المداري
يطلق عليه احيانا المنظومة المولدة للصحاري بسبب جفاف كتلته الهوائية المدارية القارية (CT) بتأثير التيارات الهوائية الهابطة في داخله، وهو مرتفع حركي دافئ يتكون من هبوط الهواء الاستوائي العلوي حتى سطح الارض بين دائرتي عرض 30 و40 درجة وتحديدا يكون على الاطراف الهابطة لخلايا هادلي، تصل امتداداته للعراق من الغرب والجنوب الغربي والجنوبي، يوجد هذا المرتفع فوق العراق في جميع شهور السنة مع اعلى تكرار شهري في شهر نيسان وهو من المرتفعات التي تسبب الدفيء في الشتاء ترافقه حالات الضبيب وتصاعد الغبار وبخار خفيف وغبار عالق وفي حالات قليلة يصاحبه تساقط مطر قليل ويكون اتجاه الرياح اثناء وجوده جنوبية شرقية وجنوبية.

ثانياً: منظومات الضغط الخيف وتشمل
1- المنخفض الهندي الموسمي
وهو من المنخفضات الجوية الحرارية التي تتكون نتيجة لارتفاع درجات الحرارة وتراجع المرتفع السيبيري، وهو المسؤول عن سحب الرياح الموسمية الرطبة من المحيط الهندي نحو شبه القارة الهندية، لذلك يتكون من كتلة مدارية بحرية (MT) في مناطق نشوئه ثم يتعدل الى كتلة مدارية قارية (CT) عند وصوله الى الشرق الاوسط بسبب مروره على مساحات من اليابسة.

2- المنخفض السوداني
وهو منخفض حراري يتكون من التقاء الرياح التجارية الشمالية الشرقية المدارية القارية شمال الصحراء الكبرى مع الرياح الجنوبية الشرقية في منطقة الضغط العالي شبه المداري جنوب القارة الافريقية ذات الحرارة العالية وهو من المنخفضات الرطبة نتيجة تزوده بالرطوبة من البحيرات الافريقية ويعد هذا المنخفض ثاني منظومة ضغط واطئ مسؤولة عن امطار العراق بعد المنخفضات المتوسطية. وتنعدم الامطار من المنخفض السوداني خلال الفصل الحار في القطر بسبب ابتعاد الاخاديد القطبية من طبقات الجو العليا وتقدم الانبعاثات المدارية التي تمنع فرص حدوث التكاثف في الكتلة الرطبة للمنخفض.

3- المنخفض المتوسطي
وهو من المنخفضات المؤثرة في مناخ العراق ويطلق عليه احيانا المنخفضات الجبهوية، وهي براي الدكتور نعمان شحاذة منخفضات سطحية تضاريسية والتي تتكون على المنحدرات الجنوبية لجبال الالب خاصة في شمال ايطاليا (خليج جنوة).
تبدأ المنخفضات المتوسطية بالوصول الى العراق مع بداية شهر تشرين الاول وتستمر مؤثرة فعليا حتى شهر مايس ، وتتفاوت سرع الرياح خلال مرور المنخفضات المتوسطية كما ان هناك نوع من المنخفضات يطلق عليها بالمنخفض المندمج الذي يتكون من اتحاد منخفضات البحر المتوسط مع المنخفض السوداني.

التوصيات والخلاصة
الخلاصة
1- يمتاز موقع منطقة الدراسة في السهل الرسوبي في العراق بانبساطه واستواء سطحه ما يجعله يتمتع بوجود حركة رياح سريعة.
2- سجلت محطة (الحي) اعلى تكرار تمثل بسادة الرياح (الشمالية الغربية) في فصل الصيف في حين سجلت محطة (كركوك) اقل تكرار لهذا النوع من الرياح في فصل (الشتاء).
3- تميزت محطة (الحلة) بسيادة الرياح الشمالية عن باقي المحطات واقل نسبة لهذا الاتجاه كان من نصيب محطة (الموصل)و(الحي) شتاء.
4- تميزت سرع الرياح بالتباين بين فصل واخر من محطة لأخرى، اذ سجلت اعلى سرع في فصل الصيف في جميع محطات منطقة الدراسة، في حين سجلت أوطأ المتوسطات في فصل الشتاء، كما اتسمت المتوسطات السنوية بالتفاوت في سرع الرياح.
5- بعد تطبيق قانون كثافة قدرة طاقة الرياح تبين ان المحطات (ناصرية، الحي، البصرة) سجلت اعلى كمية طاقة محتملة في فصل الصيف على الترتيب. واقل كمية طاقة محتملة في فصل الشتاء كان من نصيب المحطات (موصل، كركوك، الحلة.
6- اتضح من خلال البحث ان فصلي (الصيف) و(الربيع) من أكثر الفصول انتاجا للطاقة الكهروريحية بسبب كثافة سرعة الرياح، فضلا عن ان اغلب المحطات بعد تطبيق معادلة كثافة طاقة الرياح تتوافر فيها امكانية توليد الطاقة الكهروريحية بسبب تزايد سرع الرياح في هذين الفصلين.

التوصيات
1- العمل على اعداد كوادر علمية وتبنيها من قبل الدولة تعمل على بناء كادر وطني متخصص في طاقة الرياح تعمل على نقل الخبرة والتقنية اللازمة لاستغلال هذه الموارد وايجاد سبل التعاون العلمي مع دول العالم للاطلاع على تجاربهم وتثقيف الجيل الصاعد حول اهمية الطاقة المتجددة.
2- الاستفادة من طاقة الرياح واستثمارها في مختلف المجالات مثل توليد الطاقة الكهربائية والاستخدامات الزراعية كضخ المياه وتحليتها والتركيز على تطبيقاتها لتنمية المناطق الريفية، اضافة الى استخدامها في تطوير القطاع الصناعي.
3- تشجيع القطاع الخاص واصحاب رؤوس الاموال للاستثمار في مجال طاقة الرياح.

(*) وزارة الزراعة، مديرية زراعة محافظة ميسان، رئيس مهندسين زراعين، عضو الهيئة الاستشارية العراقية للأعمار والتطوير، لندن، المملكة المتحدة، محافظة ميسان، عضو الاتحاد العالمي للجامعات العربية والأجنبية
mahdihanoonnwaedh@gmail.com