تواجه المملكة العربية السعودية، تحديًا متزايدًا في قطاع التبريد كباقي دول العالم. فالإحصاءات تشير إلى أن نصف استهلاك الكهرباء في المملكة مصدره
أجهزة التكييف، وهو رقم يضع مستقبل الطاقة أمام معادلة معقدة مع التوسع العمراني السريع؟
وأوضح باحثون في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية “كاوست” على أهمية تطوير حلول تبريد مستدامة، لا تعتمد على الكهرباء التقليدية، بل على الماء والضوء والتقنيات العميقة، مبينين أن هذه الابتكارات لا تقتصر على المنازل فقط، بل تشمل المدن والصوبات الزراعية، وحتى الألواح الشمسية، لتقدم نموذجًا عالميًا يوازن بين النمو الاقتصادي والحفاظ على البيئة.
وقال تقرير حديث نشرته الجامعة إن العالم خلال الأعوام الأخيرة شهد موجات حر غير مسبوقة ففي مايو 2025، وسجلت الإمارات درجة حرارة قياسية بلغت 51,6 مئوية، بينما تسببت موجة حر في أوروبا بوفاة الآلاف، وواجهت اليابان أزمة غذائية مع تضاعف أسعار الأرز بسبب الجفاف.
وجعلت هذه الظواهر المناخية الاستثنائية التبريد قضية محورية عالميًا، خاصة مع توقع الوكالة الدولية للطاقة بتضاعف استهلاك الكهرباء الخاص بالتكييف من ثلاثة إلى ستة أضعاف بحلول 2050، وهو ما يعني ضغوطًا إضافية على شبكات الطاقة، وأزمات محتملة في الأمن الغذائي والإنتاج الصناعي.
تقنيات مستوحاة من الطبيعة
يشرح البروفيسور كياوتشيانغ غان، أستاذ علوم المواد في كاوست، فلسفة التبريد السلبي بقوله: “التبريد السلبي ينقل الحرارة من دون طاقة خارجية. إنه مثل الفرق بين تشغيل
جهاز التكييف وبين القفز في بحر بارد. ”، ومن أبرز ابتكاراته مادة نانوية بلاستيكية تمتص الرطوبة ليلًا وتطلقها نهارًا، ما يسمح بتبريد الألواح الشمسية تحت أشعة الشمس الحارقة.
هذه التقنية رفعت عمر الخلايا الشمسية لأكثر من الضعف، وخفضت كلفة توليد الكهرباء بشكل ملموس.
أما البروفيسور كيم تشون نغ، أستاذ علوم وهندسة البيئة، فابتكر نظام تبريد هجين يجمع بين التبريد بالتبخير غير المباشر «IEC» وأنظمة ضغط البخار الميكانيكية «MVC».
هذا الدمج يحقق نفس برودة المكيفات التقليدية مع تقليل استهلاك الكهرباء بنسبة تصل إلى 33% في المباني السعودية.
الأهم أن النظام يعيد استخدام المياه الناتجة عن المكيف نفسه، ما يحل معضلة ندرة المياه في المنطقة.
عكس آشعة الشمس
ومن بين الحلول المدهشة التي طورتها كاوست تقنية لعكس الأشعة تحت الحمراء نحو السماء، بدلًا من امتصاصها.
هذه الأشعة غير المرئية هي السبب الرئيس في توليد الحرارة، ورغم أنها لا تفيد في الإضاءة أو نمو النباتات، إلا أنها تزيد الضغط الحراري، وتطبيق هذه التقنية على المصابيح جعلها أبرد بخمس درجات وأطول عمرًا بنسبة 25%.
أما في الزراعة، فقد أسهمت الأغطية النانوية التي تعكس الأشعة الضارة في زيادة موسم النمو بنسبة 50%، ورفعت إنتاجية بعض المحاصيل إلى ثلاثة أضعاف، وهو إنجاز يفتح الباب أمام تعزيز الأمن الغذائي المحلي.
تصميم كامل للمدن
لم تقتصر الأبحاث على الحلول الجزئية، بل امتدت إلى تصميم المدن بأكملها.
يوضح البروفيسور سامي الغامدي، الأستاذ المشارك في علوم وهندسة البيئة: على العمل في بناء توائم رقمية للمدن باستخدام نماذج رياضية متقدمة للتنبؤ بأفضل الممارسات العمرانية”، وهذه النماذج تحاكي تأثير تغيير مواد البناء، أو إضافة مساحات خضراء، أو تصميم واجهات جديدة للمباني، على درجة الحرارة وجودة الهواء. والهدف: مدن أكثر برودة واستدامة ل100 عام القادمة.
وتجمع ابتكارات كاوست بين الحلول الطبيعية كاستخراج الماء من الهواء وعكس الضوء، والحلول الرقمية القائمة على التوائم الرقمية وأجهزة الاستشعار، لتقدم للعالم نموذجًا في كيفية مواجهة التغير المناخي بطرق مبتكرة ومستدامة.
