محطة طاقة شمسية عملاقة: لماذا يعتمد مطار شتوتغارت الآن على الطاقة الشمسية؟ – هجوم الطاقة الشمسية على المدرج

محطة طاقة شمسية عملاقة بجوار المدرج: هذه الحيلة المبتكرة من فرانكفورت قد تساعد في شتوتغارت

يُسرّع مطار شتوتغارت من وتيرة تحوّله في مجال الطاقة، ويخطط لتوسيع نطاق أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية بشكل كبير بالقرب من المدرج. وبحلول منتصف القرن، سيتم توليد الطاقة الشمسية على مساحة تعادل تقريبًا 18 ملعب كرة قدم، لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة لأسطول الطائرات الكهربائية المتنامي. ومع ذلك، يُمثّل المشروع تحديًا تقنيًا كبيرًا، إذ تُشكّل لوائح السلامة الصارمة، وخطر وهج الشمس على الطيارين، والحاجة إلى أنظمة تخزين بطاريات ضخمة، تحدياتٍ كبيرة أمام المخططين. في الوقت نفسه، يُسلّط هذا المشروع، الذي تبلغ تكلفته ملايين اليورو، الضوء على المعضلة الأساسية في صناعة الطيران: فبينما يتم تحسين العمليات الأرضية لتحقيق الحياد المناخي بتكلفة باهظة، تبقى الانبعاثات الناتجة عن حركة الطيران الفعلية، والتي تفوقها بكثير، دون تغيير. يُحلّل هذا البحث التفاعل بين الضرورة التقنية، والاعتبارات الاستراتيجية، ومسألة المساهمة الحقيقية في حماية المناخ.

هجوم الطاقة الشمسية على المدرج: هكذا ستكون محطة الطاقة العملاقة الجديدة في مطار شتوتغارت

يُعزز مطار شتوتغارت تحوله الطاقي على أرض المطار من خلال مشروع جديد ضخم، يتمثل في تجهيز المساحات الخضراء على طول المدرج بألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية. ويجري حاليًا إنشاء نظام أرضي بقدرة كهربائية اسمية تبلغ حوالي ثلاثة ميغاواط على مساحة تقارب 31,000 متر مربع في القسم الغربي من المدرج، مدعومًا بنظام متكامل لتخزين الطاقة لزيادة الاستهلاك الذاتي. نظريًا، يُمكن لهذا النظام الجديد تغطية احتياجات الكهرباء لحوالي 1,000 منزل، مما يُبرز ضخامة المشروع لموقع بنية تحتية واحد. ومن المقرر بدء أعمال الإنشاء في الخريف، على أن يتم تشغيل النظام في ربيع عام 2027.

مرحلتان للبناء، هدف واحد: مضاعفة إنتاج الطاقة الشمسية في الموقع

في المرحلة الثانية من الإنشاءات، والمقرر تنفيذها عام ٢٠٢٧، ستُضاف منظومة ألواح شمسية أرضية أخرى مزودة بوحدة تخزين خاصة بها على الجانب الشرقي من نظام المدرج. عند اكتمال مرحلتي التوسعة، ستضاعف شركة مطار شتوتغارت المحدودة القدرة المركبة للطاقة الشمسية في الموقع من الأنظمة الحالية إلى حوالي ستة ميغاواط. يعكس هذا استجابة المطار لتوجه هيكلي ناتج عن تزايد استخدام الكهرباء في المركبات والمعدات وسير العمل في ساحة وقوف الطائرات، مما يؤدي باستمرار إلى ارتفاع الطلب التشغيلي على الكهرباء. حاليًا، يُولّد المطار حوالي ثلث احتياجاته من الكهرباء ذاتيًا، بينما لا يزال يشتري الثلثين المتبقيين من مصادر خارجية، مما يجعل توسيع نطاق التوليد الداخلي عنصرًا أساسيًا في استراتيجيته للطاقة.

الصورة الكبيرة: 130 ألف متر مربع من مساحة سطح الشمس بحلول منتصف القرن

لا تُعدّ مشاريع البناء الحالية مشاريع معزولة، بل هي جزء من خطة رئيسية طويلة الأجل للطاقة والمناخ، تتضمن تجهيز جميع الأسطح والمساحات المفتوحة المناسبة في أرض المطار بألواح شمسية؛ حتى أنه يمكن استخدام أجزاء من السياج الجنوبي للمطار لهذا الغرض. وبحلول منتصف القرن، من المقرر توليد الطاقة الشمسية على مساحة إجمالية تبلغ حوالي 130,000 متر مربع. وهذا يعادل مساحة 18 ملعب كرة قدم تقريبًا، ويمثل زيادة كبيرة مقارنة بالمساحة الحالية التي تقل قليلاً عن 19,600 متر مربع. ومن المتوقع أن يرتفع توليد الكهرباء من مرافق المطار من 2.7 جيجاوات ساعة حاليًا إلى حوالي 39 جيجاوات ساعة بحلول عام 2040، مع تجاوز القدرة المركبة المخطط لها ذروة الطلب المتوقعة بمقدار 1.7 ضعف. ولا يُعدّ هذا التوسع خطأً في التخطيط، بل هو إجراء وقائي متعمد ضد أحمال الذروة والزيادة المتوقعة في الطلب على الكهرباء في المستقبل نتيجةً لعملية كهربة المطار الجارية.

العقبات التقنية في المناطق ذات الحماية الأمنية العالية: عندما تحدد الحماية من الوهج وانعكاس الرادار التصميم

يُعتبر تركيب الألواح الكهروضوئية بالقرب من مدارج الطائرات تحديًا تقنيًا كبيرًا من وجهة نظر خبراء الطاقة، إذ تُعطى سلامة الطيران الأولوية القصوى على حساب زيادة إنتاج الطاقة. يجب توجيه الألواح وطلائها بطريقة لا تُعرّض الطيارين للخطر بسبب الوهج، ولا تُولّد انعكاسات رادارية قد تُؤثر على مراقبة الحركة الجوية. إضافةً إلى ذلك، تُطبّق لوائح هيكلية وتشغيلية خاصة في حرم المطار لضمان عدم تعطيل أعمال الإنشاء والتشغيل اللاحق للنظام لحركة الطيران في أي وقت. ويتضح مدى تأثير هذه المتطلبات على تصميم النظام في مطار فرانكفورت: حيث تعتمد شركة التشغيل "فرابورت"، بالتعاون مع شركة "نكست تو صن"، على بنية خاصة للألواح الكهروضوئية العمودية، حيث تم تركيب حوالي 37,000 لوحة عمودية على امتداد 2.8 كيلومتر على طول المدرج الغربي، وتُنتج حاليًا طاقة قصوى تبلغ 17.4 ميغاواط من الكهرباء.

لماذا تعتبر الوحدات الرأسية على حافة السكة الحديدية أكثر منطقية من التركيب المائل التقليدي؟

يُوفر التصميم الرأسي المُستخدم في فرانكفورت مزايا عديدة مقارنةً بالوحدات المائلة التقليدية، لا سيما في الموقع المحدد على طول مدارج الطائرات. فالوحدات الزجاجية المزدوجة ذات التوجيه الرأسي تلتقط ضوء الشمس من الشرق والغرب، مما يُحقق إنتاجية أعلى في ساعات الصباح والمساء، بينما تصل الوحدات المائلة التقليدية إلى ذروة إنتاجيتها في منتصف النهار. ويتوافق هذا التغيير الزمني مع أنماط حركة الطيران في المطار، حيث تبدأ العمليات في الصباح الباكر وتستمر حتى وقت متأخر من المساء. علاوة على ذلك، تتطلب أنظمة السياج الرأسية مساحة أقل بكثير من هياكل التركيب التقليدية، وتحافظ على الغطاء النباتي للمساحات الخضراء ذات القيمة البيئية العالية بين مدارج الطائرات، مما يُسهل مراعاة اعتبارات الحفاظ على الطبيعة، مثل أنواع الطيور التي تعشش على الأرض. أما فيما يتعلق باختيار شتوتغارت لتقنية رأسية مماثلة أو تفضيلها لنظام تركيب تقليدي لمنشآتها الجديدة، فليس من الواضح تمامًا من الإعلانات الصادرة حتى الآن، ولكن بالنظر إلى ضيق المساحة ولوائح السلامة، فمن المرجح أن يكون هذا الأمر محل نقاش.

جديد: براءة اختراع أمريكية - تركيب محطات الطاقة الشمسية أرخص بنسبة تصل إلى 30% وأسرع وأسهل بنسبة 40% - مع فيديوهات توضيحية! - الصورة: Xpert.Digital

يكمن جوهر هذا التطور التكنولوجي في الابتعاد المتعمد عن نظام التثبيت التقليدي بالمشابك، الذي كان المعيار السائد لعقود. ويُعالج نظام التثبيت الجديد، الأكثر فعالية من حيث الوقت والتكلفة، هذا الأمر بمفهوم مختلف جذريًا وأكثر ذكاءً. فبدلاً من تثبيت الوحدات في نقاط محددة، يتم إدخالها في سكة دعم متصلة ذات شكل خاص، وتُثبّت بإحكام في مكانها. يضمن هذا التصميم توزيع جميع القوى - سواء كانت أحمالًا ثابتة من الثلج أو أحمالًا ديناميكية من الرياح - بالتساوي على طول إطار الوحدة بالكامل.

للمزيد من المعلومات، انقر هنا:

• انقر بدلاً من المسمار: هذا النظام المبتكر يبني محطات الطاقة الشمسية أسرع بنسبة 40% ويحدث ثورة في التحول الطاقي

تُعتبر تقنية التخزين هي العائق الحقيقي للمشروع

تعتمد الفوائد الاقتصادية والبيئية للمنشآت الجديدة بشكل كبير على أداء أنظمة التخزين المتكاملة. تُولّد الطاقة الشمسية بشكل طبيعي عند سطوع الشمس، وليس بالضرورة عند ذروة حاجة المطار إليها. وتفرض عمليات المطار، بتقلباتها الكبيرة في الأحمال، من الحمل الأساسي ليلاً إلى ذروة حركة المرور صباحاً ومساءً، متطلبات خاصة على سعة أنظمة التخزين وسرعة استجابتها. فبدون أنظمة بطاريات ذات سعة مناسبة، سيبقى جزء كبير من الطاقة الشمسية المولدة غير مستغل، وسيتعين تغذيته إلى الشبكة العامة، مما يحقق جزئياً فقط الهدف الحقيقي من هذا الإجراء، ألا وهو زيادة الاستهلاك الذاتي وبالتالي تقليل الحاجة إلى شراء الكهرباء من مصادر خارجية. لم يتم بعد تحديد التصميم التقني المحدد لوحدات التخزين لكلا مرحلتي الإنشاء في شتوتغارت بشكل تفصيلي، مما يترك، من منظور اقتصادي، درجة معينة من عدم اليقين في تقييم الفوائد الفعلية.

STRzero: خارطة الطريق المناخية الطموحة وراء الألواح الشمسية

يُعدّ التوسع في استخدام الطاقة الشمسية الكهروضوئية جزءًا لا يتجزأ من استراتيجية STRzero المناخية لمطار شتوتغارت. تهدف هذه الاستراتيجية إلى جعل عمليات المطار الأرضية محايدة صافيًا لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري بحلول عام 2040، وبالتالي الانضمام إلى مبادرة "صافي الصفر" التابعة لرابطة المطارات الأوروبية ACI Europe. ولتحقيق ذلك، سيتم خفض الانبعاثات في نطاقي 1 و2 بنسبة 85% بحلول عام 2030 مقارنةً بسنة الأساس 1990، وذلك وفقًا لبروتوكول غازات الاحتباس الحراري المعترف به دوليًا. كما سيتم تشغيل أسطول المناولة الأرضية للمطار بطريقة محايدة مناخيًا بدءًا من عام 2030، حيث تم بالفعل خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن المناولة الأرضية بنسبة 83% بين عامي 2009 و2022 من خلال استخدام المركبات الكهربائية والتحول إلى الطاقة الأرضية الثابتة. وفي عام 2023 وحده، ساهم الاستخدام المتزايد للمركبات الكهربائية في توفير ما يقارب 300 ألف لتر من الديزل. يُظهر هذا أن تزويد ساحة وقوف الطائرات بالكهرباء يُحدث أثراً ملموساً بالفعل، ويُفسر في الوقت نفسه تزايد الطلب على الكهرباء الذي تهدف محطات الطاقة الشمسية الجديدة إلى تغطيته مستقبلاً. ووفقاً لتقديرات سابقة لإدارة المطار، من المتوقع أن تُكلف استراتيجية الحياد المناخي بأكملها حوالي 2.4 مليار يورو بحلول عام 2040، مما يُبرز الحجم المالي للمشروع، الذي يتجاوز بكثير تكلفة مشاريع الطاقة الشمسية الفردية.

نقطة الضعف في استراتيجية المناخ: ما يحدث على الأرض لا يؤثر على ما يحدث في الهواء

يشير النقاد، عن حق، إلى أن جميع هذه التدابير تتعلق حصراً بالعمليات الأرضية، بينما تبقى حركة النقل الجوي الفعلية، بحصتها الأكبر بكثير من إجمالي انبعاثات المطار، بمنأى عن أهداف المناخ. من منظور تنظيمي ومحاسبي، يُعد هذا التمييز مفهوماً بالنسبة للمطار، إذ تقع مسؤولية الانبعاثات المباشرة للطائرات على عاتق شركات الطيران، لا مشغل المطار. ومع ذلك، لا يزال التصور العام عن مطار يعمل بالطاقة الشمسية أو محايد مناخياً متعارضاً إلى حد ما مع حقيقة أن الرحلات الجوية القصيرة والطويلة لا تزال تستهلك الوقود الأحفوري وتُشكل الجزء الأكبر من التأثير المناخي للمطار. هذا التمييز بين الانبعاثات الأرضية وتلك المتعلقة بالطيران ذو أهمية اقتصادية، لأنه يُبين أنه في حين أن استثمارات مثل الألواح الشمسية الجديدة تُحقق آثاراً ملموسة وقابلة للقياس اقتصادياً على تكاليف مشغل المطار، فإنها لا تُمثل سوى جزء صغير نسبياً من البصمة المناخية الإجمالية لحركة النقل الجوي.

اتجاه صناعي تتبوأ فيه فرانكفورت مكانة رائدة، بينما تُعتبر شتوتغارت مدينة متخلفة على نطاق أصغر

أصبح استخدام المساحات المفتوحة على طول مدارج الطائرات لتوليد الطاقة الشمسية اتجاهًا سائدًا في قطاع الطيران الألماني والأوروبي. ويُشغّل مطار فرانكفورت أكبر منشأة من نوعها وأكثرها تطورًا من الناحية التكنولوجية، وذلك بفضل أنظمته الكهروضوئية العمودية على المدرج الغربي. وبقدرة إنتاجية قصوى تبلغ 17.4 ميغاواط، يختلف مطار فرانكفورت اختلافًا جذريًا عن مطار شتوتغارت، وهو ما يعكس، من جهة، الفرق الكبير في الحجم بين المطارين، ولكنه يُظهر أيضًا، من جهة أخرى، أن المطارات الأكبر حجمًا، ذات الطلب الأعلى على الطاقة والمساحات المتاحة الأوسع، قادرة بطبيعة الحال على تنفيذ مشاريع طاقة شمسية أكثر طموحًا. ويهدف مطار فرانكفورت (Fraport) إلى تحقيق الحياد الكربوني لنظامه بحلول عام 2045 على أقصى تقدير، ما يجعله رائدًا تكنولوجيًا في هذا القطاع. أما بالنسبة لمطار شتوتغارت، فهذا يعني أن مبادرته الخاصة بالطاقة الشمسية ليست ميزة تنافسية فريدة بقدر ما هي ضرورة للتكيف مع بيئة صناعية متغيرة، حيث يتوقع المستثمرون والبلديات، والمسافرون بشكل متزايد، استراتيجية مناخية واضحة.

المنطق الاقتصادي وراء التوليد الذاتي للكهرباء: أكثر من مجرد غطاء ظاهري

من منظور تجاري بحت، تكمن جاذبية توليد الطاقة في الموقع في التحوط ضد تقلبات أسعار الكهرباء وارتفاعها المستمر في سوق الطاقة الأوروبية، والتي تُمثل مخاطرة كبيرة على تكاليف تشغيل البنية التحتية كثيفة الاستهلاك للطاقة، كالمطارات. فكل كيلوواط ساعة يتم توليدها واستهلاكها في الموقع تُقلل الاعتماد على موردي الكهرباء الخارجيين وما يرتبط بها من تقلبات في الأسعار. ويكتسب هذا الأمر أهمية خاصة في ظل التوقعات بزيادة الطلب على الكهرباء ثلاثة أضعاف نتيجةً لتزويد مركبات ساحة المطار والبنية التحتية الأرضية بالطاقة الكهربائية. لذا، يُمكن تفسير قرار الاستثمار في محطات الطاقة الشمسية الأرضية المزودة بحلول تخزين الطاقة ليس فقط كإجراء لحماية المناخ، بل أيضاً كاستراتيجية فعّالة للحد من مخاطر أسعار الطاقة، مما يُؤدي إلى استقرار تكاليف التشغيل وتحسين وضوح التخطيط لمشغل المطار على المدى الطويل. وفي الوقت نفسه، تُعزز استراتيجية المناخ الواضحة مكانة المطار فيما يتعلق بالتمويل العام، وتصنيفات الاستدامة، والمستثمرين المؤسسيين المحتملين، الذين تُعد معايير الحوكمة البيئية والاجتماعية والمؤسسية (ESG) عاملاً مهماً في قراراتهم.

استراتيجية الموقع التي توازن بين الضرورة التقنية والتأثير الرمزي

من الناحية الاقتصادية، يُعدّ توسيع نطاق استخدام الطاقة الشمسية الكهروضوئية في مطار شتوتغارت استجابةً منطقيةً للطلب المتزايد على الكهرباء المُولّدة محلياً، وتقلبات أسواق الطاقة، وتزايد حدة المنافسة في قطاع المطارات الأوروبي. مع ذلك، يبقى تأثيره على المناخ مقتصراً على العمليات الأرضية، متجاهلاً الانبعاثات الأكبر بكثير الناتجة عن حركة الطيران الفعلية. أولئك الذين ينظرون إلى المشروع كمجرد مشروع بيئي مرموق يتجاهلون منطقه الاقتصادي السليم. في المقابل، أولئك الذين يسيئون فهمه باعتباره حلاً شاملاً لتأثير حركة الطيران على المناخ يبالغون بشكل كبير في تقدير نطاقه الحقيقي.

من الشفافية إلى الثقة: مسارك القابل للتوسع مع Xpert.Digital - الصورة: Xpert.Digital

في مجال الأعمال الصناعية بين الشركات، نادراً ما تنشأ علاقات تجارية مستدامة بين عشية وضحاها. بل تتطور تدريجياً من خلال الشفافية، والأهمية المهنية، والتواصل المستمر، وبناء الثقة المتنامية. ويُعالج نموذج Xpert.Digital ذو المراحل الأربع هذا الأمر تحديداً: فهو يُقدم مساراً منظماً يبدأ بنقطة دخول سهلة، ويمكن تطويره إلى تعاون أعمق في تنمية الأعمال عند الحاجة.

بدلاً من الاعتماد على وعود تسويقية براقة، يضع هذا النموذج العلاقة في صميم اهتمامه. تبدأ الشركات بمقاييس محددة بوضوح وسهلة الحساب، ثم تقرر، بناءً على خبرتها، مدى رغبتها في توسيع نطاق التعاون. ومن العوامل الرئيسية في هذه العملية السلسة لبناء الثقة: أن المنصة تتجنب تماماً الإعلانات المزعجة، بحيث يبقى التركيز التحريري منصباً بالكامل على خبرة الشركات.

للمزيد من المعلومات، انقر هنا:

• من الشفافية إلى الثقة: مسارك القابل للتوسع مع Xpert.Digital

من الألواح الكهروضوئية الصناعية على أسطح المباني إلى الحدائق الشمسية ومواقف السيارات الشمسية الأكبر حجماً

☑️ لغة أعمالنا هي الإنجليزية أو الألمانية

☑️ جديد: مراسلات بلغتك الأم!

Konrad Wolfenstein

يسعدني أنا وفريقي أن نكون متاحين لكم بصفتنا مستشاركم الشخصي.

يمكنكم التواصل معي عبر ملء نموذج الاتصال هنا wolfenstein@xpert.digital:أو الاتصال بي مباشرةً على الرقم +49 7348 4088 965. عنوان بريدي الإلكتروني هو

أتطلع إلى مشروعنا المشترك.

☑️ خدمات EPC (الهندسة والمشتريات والإنشاء)

☑️ تطوير المشاريع المتكاملة: تطوير مشاريع الطاقة الشمسية من البداية إلى النهاية

☑️ تحليل الموقع، تصميم النظام، التركيب، التشغيل، الصيانة والدعم

☑️ ممول المشروع أو وسيط مقدمي رأس المال