Wednesday, 30 March 2022

ندرة المياه في الشرق الأوسط: هل تحلية المياه بتقنية التناضح العكسي هي الحل؟


30/3/2022




النقاط الرئيسية


أثبتت تقنية تحلية مياه البحر بالتناضح العكسي (التناضح العكسي) كفاءتها، مع مخاطر تشغيلية محدودة. كما أنها أقل استهلاكاً للطاقة ولا تحتاج للكثير من الصيانة على عكس تقنية التحلية الحرارية.


نتوقع بأن تصبح تقنية التناضح العكسي التقنية المفضلة لتحلية المياه في ظل التوسع في إنشاء محطات التحلية العاملة بهذه التقنية. أعلنت كل من المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة عن خطط لزيادة طاقتهما الإجمالية الحالية لتحلية المياه باستخدام تقنية التناضح العكسي بنسبة 45% على مدى السنوات الخمس المقبلة.


يمكن لهياكل تمويل المشاريع أن تقلل من تكلفة رأس المال لبناء وصيانة المحطات، وخفض تعريفة المياه.




يعتبر الشرق الأوسط من المناطق الأكثر ندرة في المياه في العالم. فهو موطن لما يقرب من 6% من سكان العالم ولكن حصته من احتياطيات المياه العالمية تبلغ 2% فقط. يعتبر تحسين إمدادات المياه مفتاحاً للتنمية الاجتماعية والاقتصادية في المنطقة. يبدو أن تحلية مياه البحر بتقنية التناضح العكسي قد تكون المفتاح للقيام بذلك بتكلفة معقولة. تتوقع وكالة «إس آند بي جلوبال للتصنيفات الائتمانية» أن يواصل المطورون استخدام هياكل تمويل المشاريع لتمويل إنشاء وتشغيل المشاريع التي تهدف إلى زيادة إمدادات المياه في المنطقة من خلال تحلية المياه وإعادة استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة. ينقسم تمويل البنية التحتية لمنشآت تحلية المياه عادةً إلى مرحلتين: التمويل المصرفي قصير الأجل يدعم مرحلة البناء والتشغيل المبكر ومن ثم استبداله بإصدار سندات أقل تكلفة خلال مرحلة التشغيل الدائمة.


تستحوذ منطقة الشرق الأوسط على ما يقرب من نصف القدرة على تحلية المياه في العالم، حيث تبلغ الطاقة الإنتاجية للمملكة العربية السعودية وحدها 9 ملايين متر مكعب في اليوم. نتوقع زيادة طاقة تحلية مياه البحر بالتناضح العكسي في المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة بأكثر من 7 ملايين متر مكعب يومياً بحلول عام 2026. وضعت شركات التحلية المملوكة للدولة تحلية مياه البحر بالتناضح العكسي في مركز خطط شراء المياه في المدى القريب.



في المملكة العربية السعودية، تخطط الشركة السعودية لشراكات المياه لتوسيع طاقتها الإنتاجية بأكثر من 5 ملايين متر مكعب يومياً بحلول عام 2026. وستضيف 13 محطة لتحلية المياه في المناطق الشرقية والغربية والجنوبية.


في دولة الإمارات العربية المتحدة، شركة مياه وكهرباء الإمارات هي المسؤولة عن شراء الكهرباء والمياه في أبوظبي. أصدرت الشركة طلب تقديم عروض لزيادة السعة الحالية لمحطتي المرفأ والشويحات المستقلتان للمياه والطاقة، لزيادة القدرة الإنتاجية بمقدار 150 مليون جالون إمبراطوري يومياً.


أعلنت هيئة كهرباء ومياه دبي عن خطط لزيادة طاقتها إلى 750 مليون جالون يومياً من 470 مليون جالون يومياً بحلول عام 2030. وقد أبرمت مؤخراً عقداً مع محطة حصيان لتحلية المياه بالتناضح العكسي التي تبلغ طاقتها الإنتاجية 120 مليون جالون إمبراطوري يومياً، حيث انخفضت تعريفة المياه إلى مستوى قياسي عالمي جديد.


كما قامت الإمارات الشمالية، التي تعمل من خلال كيانات شراء أخرى، بتوسيع طاقتها المائية من خلال مشروع أُبرم مؤخراً في أم القيوين.

يُستخدم إطار الشراكة بين القطاعين العام والخاص المعمول به في الإمارات العربية المتحدة والمملكة العربية السعودية لدعم هذه المشاريع. استخدم هذا الإطار في البنوك في السابق عدة مرات كتمويل يتمتع بحق رجوع محدود وبدعم حكومي قوي.


تحلية مياه البحر باستخدام تقنية التناضح العكسي تقلل من المخاطر التشغيلية

أصبحت تقنية التناضح العكسي التقنية المفضلة لتحلية المياه، ويرجع ذلك جزئياً إلى أنها سهلة التشغيل نسبياً. نرى أن تشغيل محطة تحلية مياه البحر تعمل بتقنية التناضح العكسي بنفس سهولة تشغيل محطة توليد الكهرباء بالغاز نظراً لسهولة استخدام أنظمة المعالجة وإمكانية استبدال الأغشية. بالإضافة إلى ذلك، لا تحتاج محطات تحلية مياه البحر بالتناضح العكسي إلى أن يتم بناؤها بجوار محطات توليد الكهرباء. تتطلب محطات التحلية الحرارية طاقة إضافية لتسخين المياه، الأمر الذي يستدعي تشييدها بالقرب من المحطات الحرارية لتوليد الكهرباء، مما يحد من أماكن بنائها. هذا الارتباط بمحطات توليد الكهرباء يجعل تشغيل وصيانة محطة تحلية المياه الحرارية أكثر تعقيداً. إن أنظمة المعالجة المستخدمة في محطات التناضح العكسي بسيطة نسبياً، على الرغم من أن الأغشية التي تستخدمها لتصفية المياه وجعلها صالحة للشرب تحتاج إلى استبدال منتظم. نظراً إلى أن محطات التناضح العكسي أصبحت أكثر شيوعاً في الشرق الأوسط، نتوقع أن يتم فصل منشآت تحلية المياه بشكل متزايد عن شبكة الكهرباء.


يمكن لمحطات التناضح العكسي أن تستفيد من الطاقة الزائدة في الشبكة. تغذي الطاقة المتجددة شبكة الكهرباء بمعدل متغير ولا يمكن تخزين الفائض بسهولة. يمكن لمحطات التناضح العكسي وخزانات المياه استخدام الطاقة التي كانت ستضيع هدراً. هذا يجعلها أكثر مرونة من الناحية التشغيلية ويقلل بصمتها الكربونية.


نرى بأن المستقبل لمحطات التناضح العكسي، ليس في الشرق الأوسط فحسب، ولكن في جميع أنحاء العالم أيضاً. في السنوات الأخيرة، بدأت حصة تحلية المياه في محطات التحلية الحرارية بالانخفاض. تَستخدم المحطات الجديدة بشكل متزايد التكنولوجيا القائمة على الأغشية، والتي تعد أكثر تنافسية من النواحي الاقتصادية والتقنية من محطات تحلية المياه الحرارية.


نعتقد أن اتفاقيات الشراء الخاصة بالمحطات المستقلة للمياه والكهرباء الحرارية الحالية قد لا تمدد لفترة إضافية. ومع تحسن تقنية الأغشية، انخفضت البصمة الكربونية لتقنية تحلية المياه بالتناضح العكسي إلى أدنى مستوى لها. عملت مضخات المياه الأكثر كفاءة على تحسين استهلاك تقنية الأغشية للطاقة بشكل أكبر. هذا يتسبب بتراجع الحصة السوقية لمحطات التحلية الحرارية التي تستخدم تقنيات التقطير متعدد التأثير وتقنيات التقطير الومضي متعدد المراحل.


تقنية مجربة مع العديد من المزودين

من وجهة نظرنا، نرى أن تقنية التناضح العكسي أثبتت كفاءتها على نطاق واسع. يمكن للشركات الاختيار من بين عدد كبير من مزودي الأنظمة والأغشية المتمرسين، مثل "سوز" و"داو كيميكال" و"أبنجوا" و"آي دي إي". بالإضافة إلى ذلك، تحسنت الإنتاجية مع مرور الوقت في المنشآت القائمة حيث تم تحسين وتطوير الأغشية والأنظمة. نرى بأن توفر بدائل لموردي الأغشية أمراً مهماً، نظراً لضرورة استبدال الأغشية في كثير من الأحيان نسبياً. قد يحتاج امتياز نموذجي مدته 25 عاماً لاستبدال الأغشية الأولية المُثبّتة مرتين أو ثلاث مرات.


لقد أظهرت المشاريع التي صنفناها والتي تستخدم تقنية التناضح العكسي سجلاً قوياً على مدار 15 عاماً الماضية، وأثبتت التقنية أنها موثوقة للغاية. هذا يدعم وجهة نظرنا بأن هذه التقنية أثبتت فعاليتها واختُبرت على نطاق المرافق. في الفجيرة، تعتمد وحدات التحلية في المحطة المستقلة للمياه والطاقة الحرارية لشركة الإمارات سيمبكورب جزئياً على التناضح العكسي ولديها قدرة إنتاجية تصل إلى 67.5 مليون جالون إمبراطوري يومياً (انظر "تثبيت التصنيف الائتماني لشركة الإمارات سيمبكورب للماء والطاقة عند الدرجة A-، مع نظرة مستقبلية مستقرة" المنشور في 18 نوفمبر 2021). منذ أن بدأ تشغيل المصنع في عام 2004، شهدت تقنية التناضح العكسي أكثر من 16 عاماً من الموثوقية العالية. علاوة على ذلك، فإن توسيع القدرة الإنتاجية لتحلية مياه البحر بالتناضح العكسي قد مكّن شركة مياه وكهرباء الإمارات من فصل محطة تحلية المياه عن المحطة الحالية المشتركة لتوليد الكهرباء بالغاز وتفضيل الاعتماد على طاقتها الشمسية بدلاً من ذلك.

كفاءة الطاقة تعني تعريفات أكثر تنافسية

نرى أن استهلاك المحطة للكهرباء، والذي يمثل كفاءة تحويل مياه البحر إلى مياه صالحة للشرب، كمقياس رئيسي للأداء، مشابه لعامل معدل الحرارة في محطات توليد الكهرباء بالغاز. بالنسبة للجهة الشارية للإنتاج، فإن نصف تعريفة المياه تساوي تكلفة الكهرباء المستخدمة لتحلية المياه. لذلك، قد يؤدي ارتفاع استهلاك الطاقة إلى إضعاف التدفقات النقدية للمحطة. عادة ما نرى الجهة الشارية للإنتاج تقوم بنقل مخاطر الكفاءة إلى منتجي المياه المستقلين، فوق عتبة معينة. إن أي شيء يحسن كفاءة الطاقة أو يقلل من تكلفة الطاقة يقلل بالتالي من مخاطر المشروع.


استفادت محطات التناضح العكسي من انخفاض تكلفة تكنولوجيا الأغشية ومن الاتجاه التنازلي في تكلفة الكهرباء في المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة، اللتان تتمتعان الآن بأقل تكلفة للكهرباء المتجددة في العالم. شهدنا انخفاض أسعار تحلية المياه بشكل كبير في المناقصات الأخيرة في المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة، إلى أقل من 0.30 دولاراً أمريكياً للمتر المكعب من حوالي 1.00 دولار أمريكي لكل متر مكعب.

الرسم البياني

ن


توقع انخفاض تعريفة المياه المنتجة عبر محطات التناضح العكسي مع استمرار انخفاض أسعار الطاقة المتجددة. يبلغ السعر اليوم نحو 1 سنت أمريكي لكل كيلوواط/ساعة في المملكة العربية السعودية.


مراحل البناء والتشغيل تحتاج إلى تمويل مختلف

نتوقع أن يقوم العديد من منتجو المياه المستقلين بإعادة تمويل ديونهم الحالية في أسواق رأس المال بحلول عام 2024. على الرغم من أن محطات تحلية المياه تعتبر مشاريع طويلة الأمد، إلا أن الجهات الراعية تجد صعوبة في تأمين ديون تنافسية طويلة الأجل لمشاريع المياه. نتيجة لذلك، وبالرغم من أن اتفاقيات الشراء التي يبرمونها طويلة الأجل، وقد تستمر حتى 35 عاماً، فقد بني معظم المحطات باستخدام هيكل تمويلي محدود المدة ومن ثم إعادة تمويلها بعد وقت قصير من بدء مرحلة التشغيل.


تميل البنوك في الشرق الأوسط إلى زيادة متطلبات رأس المال للانكشافات طويلة الأجل. يعمل هيكل التمويل البنكي كجسر للتمويل عبر إصدار السندات. وبالتالي، فإن مستثمري السندات لديهم حماية من مخاطر البناء، وعلى الرغم من أن الجهات الراعية لديها حافز لإعادة تمويل ديون مشاريعها بعد سنوات قليلة من بدء العمليات التجارية، إلا أن منتجو المياه المستقلين يتجنبون خيارات الالتزام بإعادة تمويل ديونهم.


نظراً لعدد المشاريع التي ستبدأ بالعمليات التجارية خلال العامين المقبلين في المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة، نتوقع أن تقوم عدد من الجهات الراعية بإصدار سندات في السوق لإعادة تمويل ديونها الأولية البنكية. سيؤدي ذلك إلى تقليل انكشاف البنوك على هذا النوع من الأصول وتوفير المزيد من السيولة للمشاريع القادمة من محطة التناضح العكسي.


لا تزال هناك حاجة إلى تدابير لحماية البيئة

يمكن أن تساعد محطات التناضح العكسي في تلبية الطلب المتزايد على المياه العذبة، لكن التقنية تواجه تحديات بيئية. يحتاج مشغلو هذه المحطات إلى التخفيف من الأضرار من خلال تطبيق التدابير المناسبة. تستهلك أي عملية لتحلية المياه - سواء كانت تستخدم التقنية الحرارية أو تقنية التناضح العكسي - الكثير من الطاقة وتولد منتجاً ثانوياً مالحاً وضاراً يسمى المحلول الملحي، والذي عادةً يعاد تصريفه إلى البحر. لضمان عدم تسبب المحلول الملحي بأضرار على النظام البيئي البحري، يجب على المشغلين إجراء عمليات محاكاة بالكمبيوتر للتأكد من أن تيارات المياه سَتُوزع المحلول عبر منطقة واسعة ليست حساسة من الناحية البيئية.


معظم الكهرباء المستخدم حالياً لتحلية المياه يأتي من محطات الطاقة الحرارية، ولكن منتجو المياه المستقلين بدأوا مؤخراً باستخدام محطات الطاقة الكهروضوئية، مما يمكنهم من تقليل تأثير استخدامهم للكهرباء بشكل تدريجي وتحسين استهلاك الكهرباء في المحطة. نتوقع انخفاض البصمة الكربونية لتقنية التناضح العكسي في السنوات القادمة.




البحوث ذات الصلة

بحوث إس آند بي جلوبال للتصنيفات الائتمانية


تثبيت التصنيف الائتماني لشركة الإمارات سيمبكورب للماء والطاقة عند الدرجة A-، مع نظرة مستقبلية مستقرة


البحوث أخرى


بيان الشركة السعودية لشراكات المياه لسبعة أعوام (2020-2026) المنشور في موقع الشركة الإلكتروني


ما بعد ندرة المياه: الأمن المائي في الشرق الأوسط وشمال أفريقيا، المنشور من قبل البنك الدولي في عام 2017


إلى أي مدى يمكن أن تنخفض تعريفة المياه؟ المنشور بتاريخ 15 نوفمبر 2020 من قبل إنفورما ماركتس


شركة مياه وكهرباء الإمارات تتوقع خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى النصف من إنتاج المياه والكهرباء بحلول عام 2025، المنشور في 28 أبريل 2021، من قبل شركة مياه وكهرباء الإمارات.


هيئة كهرباء ومياه دبي تعزز البنية التحتية للمياه من خلال مشاريع عالمية رائدة، المنشور من قبل الهيئة في في 24 يناير 2021


=