سوق التدفئة بالمباني التي تعمل بالطاقة الشمسية
يتوقع ليستر براون، مؤسس معهد سياسات الأرض، أن يصل حجم السوق العالمي لأنظمة تسخين المياه والتدفئة بالطاقة الشمسية إلى ما يقارب 1.2 مليار متر مربع من الطاقة المركبة خلال العقد القادم. وإذا ما تبنت دول نامية أخرى، مثل الصين، أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية، فقد يتجاوز الإجمالي العالمي بحلول عام 2020 نحو 1.5 مليار متر مربع، أي ما يعادل 690 محطة توليد طاقة تعمل بالفحم. ويمثل هذا استثمارًا رأسماليًا تراكميًا يُقدر بنحو 300 مليار دولار، أي ما يقارب نصف التكلفة لو تم اختيار محطات توليد الطاقة كخيار استثماري مفضل. وقد قامت الصين بتركيب 27 مليون سخان مياه شمسي على أسطح المنازل في عام 2010. ومع وجود ما يقارب 4000 شركة محلية تُصنّع هذه المعدات، تنتشر أجهزة التسخين هذه بسرعة في السوق. ويشير معهد وورلد ووتش إلى أن مليوني ألماني يعيشون في منازل مُجهزة بأنظمة تسخين شمسية على أسطحها.
في عام ١٩٨٠، أصدر الكنيست (البرلمان الإسرائيلي) قانونًا يُلزم بتركيب سخانات المياه الشمسية في جميع المنازل الجديدة. ونتيجةً لذلك، أصبحت إسرائيل رائدةً عالميًا في استخدام سخانات المياه الشمسية للفرد، بنسبة انتشار في السوق تبلغ ٨٥٪، مما يوفر ما يقارب مليوني برميل من النفط سنويًا. وقد فرضت إسبانيا والبرتغال مؤخرًا تركيب سخانات المياه الشمسية على أسطح جميع المباني الجديدة. ومن المثير للدهشة الحاجة إلى قوانين لإلزام استخدام هذه الأنظمة في حين أن جدواها الاقتصادية مُغرية للغاية. فمع تكلفة تشغيل واستهلاك سنوية إجمالية لا تتجاوز ٥٠ دولارًا، أي أقل من ١٥ سنتًا في اليوم، تُعدّ هذه السخانات أرخص بعشر مرات على مدى عمرها الافتراضي من أرخص بديل متوفر في السوق.
تتفوق أنظمة الطاقة الشمسية على سخانات المياه الكهربائية المزودة برؤوس دش، حتى تلك الرخيصة التي لا يتجاوز سعرها 25 دولارًا للوحدة. يستهلك عنصر التسخين داخل رأس الدش ما بين 2500 و5000 واط. ورغم أن هذه السخانات لا تحتاج إلى خزان وتستهلك طاقة قليلة خلال النهار، إلا أنها تستهلك كمية كبيرة من الكهرباء عند التشغيل. الأمر أشبه بالاستحمام بخرطوم إطفاء أو توصيل الأطفال إلى المدرسة بسيارة هامر. سيدفع أي شخص يعتمد على عداد استهلاك الكهرباء حسب الوقت ما يعادل فواتير كهرباء لثلاثة أشهر، وهو ما تغطيه سخانات المياه الشمسية في عام كامل، بما في ذلك تكاليف التشغيل والتكاليف الرأسمالية.
ابتكار
واجه باولو لوغاري وزملاؤه في مركز لاس غافيوتاس للأبحاث البيئية، الكائن في بوغوتا، كولومبيا، تحديًا من الدكتور ماريو كالديرون ريفيرا، رئيس البنك الوطني للرهن العقاري (بانكو سنترال هيبوتيكاريو)، لتصميم سخان مياه يعمل على مدار العام على ارتفاع 3000 متر مع ما يقارب 200 يوم من السماء الملبدة بالغيوم. حتى الخبراء الإسرائيليون، الذين نجحوا في تأسيس صناعة تسخين المياه بالطاقة الشمسية في الشرق الأوسط في سبعينيات القرن الماضي، أشاروا إلى أن مثل هذه الظروف المناخية قد تتطلب تسخينًا كهربائيًا. اختار باولو وفريقه إعادة النظر في التصميم، معتمدين على نهج مبتكر يعتمد على التسخين الحراري الذاتي، مع الاستغناء عن جميع الأجزاء المتحركة واختيار مواد حساسة للضوء. ونجح الفريق في تصميم جهاز يستخدم مكونات قياسية فقط.
على الرغم من استعداد إدارة البنك لقبول نظام تسخين المياه بالضوء، الذي يعمل باستخدام الضوء بدلاً من ضوء الشمس المباشر، إلا أن الخبراء الماليين كانوا مترددين في تبني هذا النهج المبتكر. من سيتحمل مخاطر الفشل؟ قام باولو وفريقه بمراجعة جميع العوامل المجهولة، ودرسوا اختيار المواد، وأعادوا تقييم التصميم البسيط القائم على الجاذبية والحمل الحراري. قرر باولو لوغاري منح المالكين ضمانًا غير مشروط لمدة 25 عامًا، بشرط تنظيف غطاء السخان مرة واحدة سنويًا والحفاظ على عزل خزان المياه. مع تركيب أكثر من 40,000 وحدة في كولومبيا، تستطيع شركة لاس غافيوتاس، بعد مرور 30 عامًا، أن تثبت أن وعدها باستبدال أي وحدة معيبة لم يكن محفوفًا بالمخاطر أو مكلفًا للغاية، بل وضع معايير جديدة في عالم الأعمال.
التدفق النقدي الأول
دخلت شركة لاس غافيوتاس السوق بناءً على تحليل تفصيلي لتكاليف أصحاب المنازل، أُجري بموافقة كريمة من بنك التمويل العقاري. فإذا أمكن تخفيض فاتورة الطاقة الشهرية على مدى فترة التمويل العقاري البالغة 25 عامًا، سيتمكن مالك المنزل الجديد من خفض نفقاته الشهرية، مما يوفر له قدرة شرائية أكبر لتغطية تكاليف المعيشة اليومية. وقد مهد التعاون مع بنوك التمويل العقاري وهيئات الإسكان الاجتماعي في بوغوتا وميديلين الطريق أمام قطاع مربح يقدم خدمة حيوية بتكلفة منخفضة للغاية.
الفرصة
بعد أن أثبتت شركة لاس غافيوتاس لشركات التأمين، بما لا يدع مجالاً للشك، أن جهازها يفي بأدق المعايير التي شهدها السوق على الإطلاق، بات العالم بأسره مهتماً باعتماد هذا التصميم. وترحب غافيوتاس بأي تحسينات على النماذج الحالية. ومع ذلك، ونظراً لإلغاء جميع أدوات التحكم في التوجيه والمضخات الكهربائية، فإن التطورات المتوقعة على مر السنين ستعتمد على اختيار المواد بدلاً من التغييرات الجذرية في الهيكل والشكل. وقد استندت غافيوتاس إلى خبرتها السابقة في تصميم أنظمة تنقية المياه، وأنظمة تسخين المياه للمستشفيات واسعة النطاق (1100 سرير)، وأفران شمسية شبه صناعية، وحتى معدات التعقيم.
بما أن التأمين الدولي يغطي الضمان لمدة 25 عامًا، يمكن تقسيط تكاليف الاستثمار المرتفعة على مدى ربع قرن من الرهن العقاري. كما أن استخدام قطع الغيار المتوفرة بسهولة يُسهّل عمليات الإصلاح. وقد أقنعت حقيقة أن الماء يكون دافئًا بعد 15 دقيقة فقط من شروق الشمس الجميع بأن الإشعاع الشمسي مصدر طاقة فعال لجميع أنحاء العالم التي تعاني من مواسم الأمطار وفترات طويلة من السماء الملبدة بالغيوم. ويكمن سر النجاح في طلاء الألواح بالكولوفون الأسود، وهو أحد المنتجات الرئيسية المستخرجة من الراتنج الذي يُحصد من غابة فيتشادا المتجددة في كولومبيا، وهي مبادرة أخرى قامت بها شركة غافيوتاس.
كانت إندونيسيا أول دولة تُبدي اهتمامًا بالحصول على شهادة اعتماد سخانات المياه الشمسية. وقد حفّز هذا التطور شركاء التنمية الصناعية في كاليمانتان على تبني نموذج أعمال شركة غافيوتاس. قدّمت غافيوتاس حزمة متكاملة تشمل خطة تجميع كاملة باستخدام التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM)، ووحدة تشغيلية، ونموذجًا مُفككًا لتسهيل التنمية الصناعية المحلية مع خفض التكاليف على المستهلكين. إن استعداد الشركة لتقديم خطة رئيسية للتصنيع المحلي، استنادًا إلى ثلاثة عقود من التحسينات المستمرة، يُوفر نموذجًا تنمويًا تنافسيًا للدول النامية.
صُممت هذه الأنظمة للمناطق الاستوائية، ولكن بعض التعديلات البسيطة تضمن عملها بكفاءة في المناخات الباردة أيضًا. ومن الجدير بالذكر أن مؤسسة لاس غافيوتاس لا توزع أرباحًا على المساهمين، بل تعيد استثمار عائداتها في تطوير العديد من الابتكارات الأخرى، مثل إعادة تأهيل غابة فيتشادا المطيرة، والتي عُرضت في كتاب "الاقتصاد الأزرق" كأحد الأمثلة الأولى للتنمية المستدامة، وسيتم تناولها بمزيد من التفصيل في مقالات لاحقة.
