في ظل التوجه العالمي لمواجهة تحديات الطاقة والتي تتعلق بمشاكل بيئية واسعة، برزت الحاجة للمباني صفرية الطاقة بالسعودية، حيث أوضح المدير الإقليمي للمجلس الأميركي للأبنية الخضراء والناشط البيئي الدكتور محمد الصرف لـ«الوطن»، أن هناك عوائق تواجه تطبيق هذه المساكن في السعودية ومن أهمها عدم التأكد بشأن قدرتها على التكيف مع المناخ المحلي، حيث تقول إحدى الدراسات إنه يوجد في السعودية 5 أقاليم مناخية مأهولة بالسكان متمثلة بمدن الظهران، والقريات، والرياض، وجدة، وخميس مشيط. موضحا أن المباني مسؤولة عن أكثر من 40 % من إجمالي استهلاك الطاقة في العالم، و30 % من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون و50 % من استهلاك الكهرباء في السعودية.

خفض الانبعاثات

أبان الصرف بأن المباني صفرية الطاقة (Zero-energy building) هو مصطلح عام للمباني التي تستهلك الطاقة وانبعاثات الكربون سنويا بمقدار صفر، ويمكن استخدامها بشكل مستقل عن شبكة إمدادات الطاقة. وهي وسيلة لخفض انبعاثات الغازات.

ممارسات مستديمة

يقول الصرف «من المهم للسعودية أن تقوم بترويج ممارسات مستديمة في هذا القطاع، ومثال ذلك تطبيق المساكن صفرية الطاقة، لأنها تقوم على مبدأ استخدام تدابير كفاءة الطاقة لتقليل احتياج الطاقة فيها، على أن يتم تزويدها فيما بعد بتكنولوجيا الطاقة المتجددة لتلبية احتياجاتها الكاملة». ففي هذه المساكن لا يتم استخدام الطاقة ذات المصدر الأحفوري مطلقا ولكن تستخدم طاقة من مصادر متجددة والتي تكون إما مرتبطة بشبكة الكهرباء المحلية أو مستقلة بذاتها تماما. ويكتسب مبدأ الاستهلاك لشبكة صفر الطاقة ZNE قدرا كبيرا من الاهتمام بالطاقة المتجددة لخفض انبعاثات الغازات. ولكن هناك مبدأ أفضل من المباني صفرية الطاقة، وهي ذات الطاقة الزائدة (Energy-plus-house) وهي مباني تنتج طاقة أكثر من مصادر الطاقة المتجددة، في المتوسط على مدار السنة، ويتم تحقيق هذا باستخدام تركيبة من تكنولوجيا تولد الطاقة على نطاق صغير (Microgeneration).

مستقلة ذاتيا

بين الصرف بأن هناك أيضا مبدأ المباني المستقلة ذاتيا التي يطلق عليها «Off-grid buildings» غالبا ما يكون اعتمادها قليل جدا على الخدمات المدنية العامة، وبالتالي تكون أكثر أمانا وراحة أثناء الكوارث. وتستطيع هذه المباني من زيادة الأمن والحد من الآثار البيئية باستخدام المصادر الطبيعية في الموقع مثل (أشعة الشمس والمطر) غير المستغلة. الاكتفاء الذاتي في كثير من الأحيان يقلل بشكل كبير من التكاليف والآثار المترتبة على الشبكات التي تخدم، ولكن بنية وهيكل المباني المكتفية ذاتيا ليست دائما صديقة للبيئة ومع ذلك، فإنها عادة ما تتضمن درجة معينة من الاستدامة من خلال استخدام طاقة متجددة.

استهلاك الطاقة

ذكر الصرف بأن فواتير الطاقة المرتفعة والمتزايدة باستمرار أسباب جعلت تحسين استهلاك الطاقة وإنتاجها الذاتي في المباني أمراً بالغ الأهمية، فتوجهت غالبية الأبحاث والتطبيقات إلى المباني المكتفية ذاتياً بالطاقة أو المباني صفرية الطاقة (Zero-Energy Buildings (ZEB، مشيرا إلى أن كلفة إنشاء المباني صفرية الطاقة أكبر من تكلفة إنشاء المباني التقليدية بحوالي 20 % ولكن التوفير في فواتير الطاقة على المدى البعيد يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار، حيث يمكن استعادة تكلفة البناء بالكامل خلال 6 سنوات من التوفير في الفواتير.

العناصر الأساسية للمباني صفرية الطاقة

01. العزل

02. النوافذ

03. مصادر توليد الطاقة المتجددة

04. التدفئة

والتبريد

05. أنظمة إدارة طاقة ذكيّة Smart Energy Management System