الفحم، كما نعرف جميعاً، هو بطل الوزن الثقيل في عالم التلوث. فهو يضخ انبعاثات كربونية لكل وحدة طاقة أكثر من أي وقود آخر، بالإضافة إلى كوكتيل رائع من هباءات ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين، وهدية ساحرة من رماد الفحم المليء بالمعادن السامة. عادةً ما تُقدّر الفوائد الصحية لاستبدال الفحم بطاقة أنظف بأنها تفوق بكثير تكاليف المعدات الجديدة. لكن دراسة جديدة تشير إلى أن تدخل الفحم يتجاوز رئات البشر - إنه يُقوّض أيضاً منافسه الرئيسي.
اكتشف الباحثون أن الهباءات - الطبيعية والبشرية المنشأ - تقلص بشكل كبير الطاقة التي يمكننا الحصول عليها من الألواح الشمسية، بما يصل إلى مئات التيراواط-ساعة سنوياً. وجزء كبير من هذه الهباءات يأتي من حرق الفحم. استخدمت الدراسة، التي قادها فريق بريطاني، جرداً عالمياً جديداً لمنشآت الطاقة الشمسية، يجمع بين البيانات المعروفة وصور الأقمار الصناعية التي حللها الذكاء الاصطناعي ومواقع مسجلة من الجمهور. ثم استخدموا بيانات الطقس لتقدير ما كانت ستنتجه هذه المنشآت لو لم تكن السحب والهباءات تُشتت ضوء الشمس مثل مجموعة من مفسدي الحفلات السماويين.
الأرقام مذهلة: في عام 2023، فُقد أكثر من ربع الطاقة الشمسية المحتملة، حيث شكلت السحب أكثر من 20% والهباءات 6% أخرى. وهذا يصل إلى أكثر من 500 تيراواط-ساعة - أي ما يعادل الإنتاج السنوي الكامل لـ84 محطة فحم، كل منها بسعة 1 جيجاواط. الهباءات وحدها هي الجاني الرئيسي. على مدى السنوات الخمس التي سبقت 2023، ركّب العالم ما يكفي من الطاقة الشمسية لتوليد متوسط 250 تيراواط-ساعة من الطاقة الإضافية سنوياً، لكنه خسر 75 تيراواط-ساعة منها بسبب الهباءات. نعم، لا يزال الإنتاج يرتفع لأن السعة الإجمالية استمرت في النمو، لكن الأمر يشبه الجري في ماراثون بثقل مربوط بكاحلك.
يمكن للهباءات أيضاً أن تساعد في تكوين السحب، مما يسبب خسائر إضافية، لكن الباحثين ركزوا على التأثيرات المباشرة للهباءات لأن مساهمات السحب أصعب في القياس. بعض الهباءات تأتي من مصادر طبيعية مثل غبار الصحراء، لكن العالم لم يبنِ الكثير من الطاقة الشمسية في الصحاري بعد - لذا فهذا عامل أقل مما تعتقد. لكن الفحم هو اللاعب النجم. هباءات ثاني أكسيد الكبريت، بشكل أساسي من حرق الفحم، تمثل ما يقرب من نصف الهباءات التي تم تحليلها. المواد الغنية بالكربون، والتي تأتي عادةً من الوقود الأحفوري، تشكل 18% أخرى.
التأثير ليس موزعاً بالتساوي. في الصين، تقلل الهباءات الإنتاج الشمسي بنسبة 7.7% إجمالاً وتلغي ما بين ثلث ونصف النمو الشمسي السنوي. التوزيع المكاني للخسائر الشمسية في الصين، كما يلاحظ الباحثون، يعكس توزيع قدرة الفحم فيها. يُظهر تحليل بيانات التلوث أن 30% من الخسائر المرتبطة بالهباءات هناك يمكن إلقاء اللوم فيها على الفحم. في الولايات المتحدة، معظم الطاقة الشمسية في الجنوب والغرب، بينما تتركز محطات الفحم في الشرق والشمال الشرقي، لذا فإن الخسائر السنوية أقل من نصف تلك في الصين - مجرد 3%.
الخبر السار: الصين تنظف أخلاقها. بعد مشاكل تلوث حادة، بنت البلاد محطات فحم عالية الكفاءة وأحالت بعضاً من أسوأ المخالفين إلى التقاعد. تُظهر البيانات أن هذا يساعد الطاقة الشمسية، حيث انخفضت تأثيرات الهباءات في السنوات الأخيرة. ومع ذلك، من اللافت أن الفحم يبدو مصدر الطاقة الوحيد الذي يقلل إنتاجية منافسه الرئيسي بنشاط. هذا يجب أن يوفر بعض الزخم للتخلص من الفحم بشكل أسرع - على الأقل سيتم تعويض بعض إنتاج الفحم المفقود من خلال تعزيز الإنتاجية الشمسية. لأنه لا شيء يقول "نظام طاقة فعال" مثل وقود يُخرب الآخر.
نُشرت الدراسة في Nature Sustainability.