على مساحة عشرة آلاف متر مربع خارج الدوحة عاصمة قطر، سيتم إنشاء محطة تجريبية تحوِّل الصحراء القاحلة موئلاً مزدهراً ينتج الغذاء والطاقة المتجددة والمياه العذبة.
هذا المشروع، الذي يسخّر ابتكارات حديثة، جاء ثمرة اتفاقية تعاون أبرمها «مشروع غابة الصحراء» النروجي مع شركة قطر للأسمدة (قافكو) وشريكتها يارا إنترناشونال، بحضور رئيس الوزراء القطري الشيخ حمد بن جبر آل ثاني ورئيس الوزراء النروجي ينس ستولتنبرغ.
من المقرر إنجاز المشروع بحلول كانون الأول (ديسمبر) 2012. وسوف تحوي المحطة التجريبية مزيجاً فريداً من التكنولوجيات البيئية الواعدة. وتشارك في التنفيذ مجموعة من الخبراء الرياديين ومطوري التكنولوجيات. ويقوم المشروع على إنشاء دفيئات زراعية تستخدم فيها مياه البحر لتوفير ظروف نمو باردة ورطبة للخضار، بالإضافة إلى إنتاج الماء العذب. وستكون متصلة بلاقطات شمسية بارابولية، مع وحدة حرارية لتحلية مياه البحر تدعمها تكنولوجيا فوتوفولطية. وسوف تتيح المحطة التجريبية أيضاً زراعة الطحالب في نظام من المفاعلات الحيوية الضوئية ونظم زراعة في أحواض مكشوفة.
أحد الأهداف الرئيسية للمحطة التجريبية إثبات إمكانات زراعة الأراضي الصحراوية. وقال خليفة عبدالـله السويدي رئيس مجلس إدارة «قافكو»: «ترعى قافكو ويارا هذا المخطط البيئي الذي سينفذه مشروع غابة الصحراء في نطاق تجريبي، لإثبات إمكانات التكنولوجيا الخضراء في منطقة جافة مثل قطر». وأضاف: «من المتوقع أن يمهد المشروع الطريق لتسويق هذه التكنولوجيا الخضراء وتنفيذها على نطاق واسع، بغية إنتاج الطاقة والغذاء والمياه العذبة بطريقة مستدامة، ليس لقطر وحدها بل لسكان عالم المستقبل».
تنتج المحطة الغذاء والماء والطاقة، جامعة بين دفيئات محمية تبردها المياه المالحة، وتوليد الكهرباء بالطاقة الشمسية المركزة، وزراعة الطحالب، وتكنولوجيات إعادة تخضير الصحراء، ما يشكل عدة سوابق تقنية وعلمية.
طاقة شمسية مركزة
تستخدم في المحطات التقليدية للطاقة الشمسية المركزة أبراج تبريد مسرفة باستهلاك المياه العذبة. أما في مشروع غابة الصحراء، فسوف تستبدل هذه الأبراج بنظام خلاق يتيح استعمال المياه المالحة بكلفة منخفضة للحصول على تبريد رطب من دون استخدام المياه العذبة الثمينة. وتستعمل الحرارة الناتجة من مرايا الطاقة الشمسية المركزة لتشغيل نظام تحلية تبخيري متعدد المراحل، ينتج مياهاً مقطرة لري النباتات داخل الدفيئة وفي الخارج. وفي الشتاء تستعمل الحرارة لتدفئة الدفيئات الزراعية وإزالة الرطوبة من الهواء.
سوف يحوي المرفق التجريبي أول وحدة كاملة التشغيل للطاقة الشمسية المركزة في قطر. وهي تتيح قياس أداء اللاقطات الشمسية في الظروف القطرية، ما يوفر معلومات حيوية لإنشاء مرافق الطاقة الشمسية الكبيرة في المستقبل. كما ستتيح اختبار تأثيرات الجمع بين اللاقطات الشمسية المركزة والمساحات المزروعة في مكان واحد، حيث تساهم النباتات والأسيجة التبخيرية في التقاط الغبار الذي يتراكم عادة على نظم الطاقة الشمسية فيعيق أداءها، كما تحمي مرايا الطاقة الشمسية المركزة من الرياح الصحراوية القاسية.
دفيئات تبردها مياه مالحة
الدفيئات المبردة بالمياه المالحة توفر ظروف النمو المناسبة لخضار عالية القيمة على مدار السنة في الصحراء القطرية القاسية. تتكون بنية الدفيئة من ثلاث حجرات، لمقارنة أداء أغطية السطوح المصنوعة من مادتي الإثيلين تترافلورو إثيلين (ETFE) والبوليثين في إنتاج المحاصيل البستانية. وهناك نظام تبريد تبخيري في طرف واحد من الدفيئة. ويُنفث الهواء البارد تحت النباتات بواسطة أنابيب من البوليثين لضمان توزيعه بالتساوي في أنحاء الدفيئة وعلى مستوى منخفض. وإذ يسخن الهواء، يرتفع، ويُطرد إلى الخارج من خلال فتحات عالية في الجدار.
وللحجرة الوسطى سطح مزدوج من غشاء ETFE يشكل فراغاً فوق الدفيئة. وهو يتصل بجهاز تبخّر ومروحة يستخدمان الحرارة المبددة من نظام الطاقة الشمسية المركزة لتبخير مياه البحر وإنتاج الهواء الرطب الحار. وعندما يمر الهواء عبر الفراغ ليلاً، يبرد، وتتكثف الرطوبة الموجودة في الهواء فتتحول إلى مياه عذبة يمكن استعمالها لري النباتات.
وباستخدام المياه المالحة لتوفير التبريد والترطيب التبخيريين، تنخفض متطلبات المحاصيل من المياه العذبة الطبيعية أو المحلاة، وتـزداد إنتاجيتهـا، مع بصمة كربونية ضئيلة.
نباتات خارجية وأسيجة تبخيرية
ستكون نسبة تركيز الملوحة في الماء المصرَّف من الدفيئة نحو 15 في المئة. ولتركيز محتوى الملوحة أكثر، يتم تمرير الماء فوق أجهزة تبخّر عمودية خارجية منظومة في صف، لخلق بيئات محمية ورطبة. وعندما يتبخر الماء المالح، تزداد نسبة الملوحة فيه إلى حد يجعل الملح يترسب. وتحدث المرحلة الأخيرة من هذه العملية في برك تبخير تقليدية. وعلى نقيض معظم ممارسات التحلية التقليدية، فإن مشروع غابة الصحراء لا يعيد المياه المصرَّفة الشديدة الملوحة إلى البحر. فعندما تتبخر المياه تبقى الأملاح، التي يمكن استخراجها واستخدامها كملح للطعام أو للصناعة.
تزرع هذه الأماكن للانتفاع من ظروف النمو الصالحة للمحاصيل الغذائية والعلفية ولعدد كبير من النباتات الصحراوية. وسوف تزرع أنواع نباتية محبة للملح في مياه مالحة. هذه النباتات ذات القدرة الشديدة على الاحتمال، والمتكيفة جداً مع الظروف الصحراوية، تشكل مصادر واعدة لإنتاج العلف والوقود الحيوي. لكن ري التربة مباشرة بمياه مالحة قد يسبب أضراراً بيئية لا يستهان بها. المحطة التجريبية في قطر سوف تختبر تشكيلة من التقنيات الزراعية الحديثة لزراعة نباتات ملحية قليلة الكلفة، مع ضمان عدم تسرب المياه المالحة إلى التربة المجاورة أو طبقات المياه الجوفية.
وتضم المحطة مرفقاً حديثاً لاختبار الطحالب بحجم 50 متراً مكعباً، هو الوحيد من نوعه في قطر والمنطقة. وذلك لإجراء أبحاث على نطاق تجاري حول زراعة أنواع من الطحالب البحرية المتوطنة في منطقة الخليج والبحر الأحمر، لاستعمالها كمستحضرات غذائية ووقود حيوي وعلف للحيوانات والأسماك.
مشروع يغير وجه الصحراء
يقترح «مشروع غابة الصحراء» اعتماد مجموعة ممارسات تجديدية لترسيخ الغطاء الأخضر في المناطق القاحلة وعكس اتجاه التصحر.
الجوهر البسيط لهذا المفهوم هو باختصار: بنية تحتية لجلب المياه المالحة إلى البر، واستعمالها لتكييف هواء الصحراء في دفيئة، لخلق ظروف مثالية لزراعة المحاصيل داخلها. تبخير المياه المالحة عند مدخل الدفيئة يبرد الهواء الصحراوي الجاف ويرطبه، ما يخلق ظروفاً في الداخل تخفض كثيراً احتياجات النباتات العالية القيمة إلى الري. وفي الليل يتكثف بعض بخار الماء في هواء الدفيئة على سطوح باردة، مثل السقف، فيساهم في إنتاج المياه العذبة التي تجمع لري المحاصيل. يتم أيضاً تبخير المياه المالحة على «أسيجة» تبخيرية في الخارج، لخلق مساحات محمية رطبة تساعد في تخضير البيئة خارج الدفيئات أيضاً.
ويتم توليد الكهرباء بواسطة لاقطات فوتوفولطية، أو بواسطة نظم طاقة شمسية مركزة تستخدم مرايا لتركيز الطاقة الآتية من الشمس لخلق درجات حرارة عالية جداً، ما ينتج بخاراً فائق السخونة يشغل توربيناً بخارياً تقليدياً يولد الكهرباء. كما تعتبر زراعة طحالب المياه المالحة من المسارات المبشرة بنجاح كبير في المستقبل، وتؤدي إلى إنتاج الوقود الحيوي على نطاق واسع.
لكن مشروع غابة الصحراء لن يكون ناجحاً ما لم يتكامل مع المجتمعات المحلية. ومن شأنه توفير فرص عمل لذوي المهارات العالية والمحدودة، وخلق تنمية اجتماعية واقتصادية على المدى البعيد.
كادر
من الخيال إلى الحقيقة في الأردن
في العام 2011، تم توقيع مذكرة تفاهم بين سلطة المنطقة الاقتصادية الخاصة في العقبة ومشروع غابة الصحراء، في العاصمة الأردنية عمان. وسوف يجري مشروع غابة الصحراء ثلاث دراسات جدوى شاملة في الأردن، بتمويل ودعم من وزارة الشؤون الخارجية النروجية. تحضّر الدراسات الجارية لإنشاء مركز نموذجي، يكون بمثابة مركز للابتكار وبناء الكفاءة وإثبات قابلية نجاح المشروع من الناحية الاقتصادية. وتؤمّن سلطة المنطقة الاقتصادية الخاصة في العقبة الأرض اللازمة لإقامة المركز، بما في ذلك ممر لأنبوب المياه المالحة الممتد من البحر الأحمر إلى المركز. كما ستساعد في تأمين مليوني متر مربع للتوسع لاحقاً.
كادر
ما هي «قافكو»
تأسست الشركة القطرية للأسمدة (قافكو) عام 1969، وتملكها الآن شركتا صناعات قطر (75%) ويارا إنترناشونال (25%). وهي منتج رئيسي عالمي للأسمدة. ومن خلال خطط استراتيجية علمية واستخدام أحدث التكنولوجيات، برزت «قافكو» كأكبر منتج لليوريا والأمونيا في موقع واحد في العالم، إذ بلغت قدرتها الإنتاجية السنوية مليوني طن من الأمونيا ومليوني طن من اليوريا.
«قافكو» عضو في المنتدى العربي للبيئة والتنمية.