الفهرس 
الاطار العام للدراسةيوجد فقط 14 صفحة متاحة للعرض العام
 |  | from | 258 |  |  |
| | | from | 258 | | |
المستخلص
تعتبر المياه هي العمود الفقري لاقتصاد مصر القومي حيث أن العديد من الأنشطة الاقتصادية تحتاج إلى إمداد آمن ودائم بالمياه, وفي هذا الاطار هنالك تحدِ مائي يكمن في زيادة الفجوة المائية بين موارد المياه المتاحة ومتطلبات الزيادة السكانية والرغبة في زيادة معدلات التنمية للقطاعات المختلفة، وتتفاقم تلك الفجوة وتصل إلى حد الشح المائي في معظم الأراضي الجديدة مما يستلزم اجراء دراسات مستمرة لتحديد حجم الأزمة المائية وإيجاد أنسب الحلول لها، وقد قام العلماء بالبحث عن حلول في عدة اتجاهات لتلك الأزمة من أهمها استغلال الموارد المائية غير التقليدية المتاحة بالاعتماد على محطات مصغرة لتحلية المياه متوسطة وعالية الملوحة تدار بالطاقة المتجددة لتحقيق أغراض التنمية المستدامة بتلك الأراضي.
وتعد تنمية الأراضي الجديدة بصفة عامة والتابعة منها للمحافظات الحدودية بصفة خاصة مشروعاً ومطلباً قومياً نظراً لما تمثله من بعد أمني يستلزم معه مزيد من العناية وتوفير كافة الآليات اللازمة للتوطين واقامة مجتمعات تتوافر لها سبل الاعاشة الدائمة، ما يجعل الحاجة ملحة وضرورية للدراسة والتخطيط للاستخدام الأمثل للموارد المائية المتاحة وإدارتها بصورة متكاملة.
وتتمثل مشكلة الدراسة في كيفية إدارة المحطات المصغرة لتحلية المياه بالأراضي الجديدة بصورة متكاملة تحقق الكفاءة الاقتصادية والاجتماعية والبيئية المرجوة من تشغيل تلك المحطات وتعزز من حجم اسهاماتها في تلبية الاحتياجات التنموية لتلك الأراضي.
وقد استهدفت الدراسة تقييم الطرق المستخدمة لتعظيم العائد المالي والاقتصادي من وحدة المياه المنتجة من المحطات المصغرة لتحلية المياه متوسطة وعالية الملوحة بالأراضي الجديدة، وكذلك آليات تدنية الأعباء البيئية الناتجة من تشغيل تلك المحطات كهدف رئيسي ولتحقيق هذا الهدف تم انجاز عدد من الأهداف الفرعية التالية:
1- دراسة آليات تطبيق أسلوب الإدارة المتكاملة لتشغيل المحطات المصغرة لتحلية المياه متوسطة و عالية الملوحة.
2- تقدير وتحليل هيكل تكاليف انتاج وحدة المياه المحلاة من تلك المحطات بمعلومية مجموعة المتغيرات المستقلة المؤثرة فيها.
3- تقدير الربحية التجارية لنموذج الإدارة المتكاملة لمحطة تحلية مياه مصغرة تعمل بالطاقة الشمسية بمدينة الشلاتين.
4- تقدير الربحية الاجتماعية لنموذج الإدارة المتكاملة لمحطة تحلية مياه مصغرة تعمل بالطاقة الشمسية بمدينة الشلاتين.
وفي ضوء طبيعة مشكلة الدراسة وما هو مستهدف منها فإن الدراسة تقوم على اختبار مدى صحة الفروض التالية:
1- في ظل تطبيق أسلوب الإدارة المتكاملة للمحطات المصغرة لتحلية المياه متوسطة وعالية الملوحة، تتدنى الأعباء البيئية الناتجة عن تشغيل تلك المحطات.
2- في ظل تطبيق أسلوب الإدارة المتكاملة للمحطات المصغرة لتحلية المياه متوسطة وعالية الملوحة، يتعظم العائد الاقتصادي لوحدة المياه المحلاة.
3- في ظل تطبيق أسلوب الإدارة المتكاملة للمحطات المصغرة لتحلية المياه متوسطة وعالية الملوحة، يتعظم العائد الاجتماعي لوحدة المياه المحلاة.
وقد اعتمدت الدراسة على الثلاثة مناهج التالية:
1- المنهج الاستقرائي: (الاستعراض المرجعي للدراسات السابقة)
2- المنهج التحليلي الوصفي: (توصيف الأساليب الفنية المستخدمة في التحلية، طبيعة ومصادر الطاقة المتجددة، المؤشرات الحالية والمستقبلية لاستخداماتهما عالمياً ومحلياً، منطقة الدراسة من حيث خصائصها ومواردها المائية)
3- المنهج القياسي الكمي: استخدام الأساليب والنماذج الاحصائية مثل أسلوب تحليل هيكل التكاليف، نماذج المحاكاة Simulation Models باستخدام البرنامج الاحصائي ””DEEP، أسلوب الانحدار الخطي البسيط Simple Linear Regression Equation، وكذلك أسلوب التحليل المالي والاقتصادي للمشروعات.
وتم الحصول على بيانات الدراسة من خلال البيانات المنشورة و غير المنشورة التي تصدرها بعض الجهات المعنية مثل الهيئات الحكومية المختلفة - وزارة الزراعة واستصلاح الأراضي - وزارة الري والموارد المائية – وزارة الكهرباء والطاقة المتجددة – وزارة المالية – البنك المركزي المصري - أكاديمية البحث العلمي - مركز بحوث الصحراء – مركز التميز المصري لأبحاث التحلية (EDRC) - منظمة الأغذية والزراعة (FAO) – الوكالة الدولية للطاقة الذرية (IAEA)- الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA) -البنك الدولي - الجهاز المركزي للتعبئة العامة والاحصاء – محافظة البحر الأحمر، كما اعتمدت الدراسة على البيانات الميدانية من واقع التنفيذ الفعلي لمبادرة حل المشاكل الضاغطة في المجتمعات الصحراوية من خلال تطوير محطة مصغرة لتحلية المياه تعمل بالطاقة المتجددة وإدارتها بصورة متكاملة من أجل تحقيق التنمية المستدامة في مدينة الشلاتين، وغيرها من المراجع العلمية العربية والأجنبية، والدراسات السابقة ذات الصلة بموضوع البحث.
وقد تضمنت الدراسة ثلاثة فصول رئيسية، بالإضافة إلى ”الاطار العام للدراسة” الذي اشتمل على المقدمة، المشكلة، الأهمية، المنهج المستخدم، مصادر البيانات، خطة الدراسة، الدراسات السابقة، الأهداف الفروض، والمصطلحات والمفاهيم المرتبطة بالدراسة، وكانت محتويات الفصول الثلاثة على النحو التالي:
الفصل الأول استعرض أساليب تحلية المياه بالاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة كأحد محاور تنمية الأراضي الجديدة من خلال المبحثين التاليين:
المبحث الأول: تناول الإطار العام لتحلية المياه، وتبين أن اجمالي الموارد المائية التقليدية وغير التقليدية يبلغ حوالي 76 مليار م3/ سنوياً، منها حوالي 0.1 مليار م3/ سنوياً ناتج تحلية المياه المالحة والمسوس، في حين أن استراتيجية وزارة الري والموارد المائية تستهدف تحقيق أحد ثلاثة بدائل مستقبلية (منخفض، متوسط، عالي) لإنتاج المياه المحلاة والوصول بها إلى (2،3،4) مليار م3/ سنوياً بحلول عام 2050 للإيفاء بالاحتياجات التنموية المختلفة، كما تم استعراض التقنيات المختلفة للتحلية واتضح أن تقنية التناضح العكسي تستحوذ على نسبة 60% من الانتاج العالمي من المياه المحلاة والبالغة 86,55 مليون م3/ يوم، فيما سجلت 68,5% من نسبة انتاج المياه المحلاة في مصر.
المبحث الثاني: استعرض مؤشرات المصادر المتجددة للطاقة واستخداماتها في تحلية المياه، وأظهرت النتائج حدوث تطور كبير في حجم الاستثمارات العالمية للطاقة المتجددة حيث بلغ نحو 286 بليون $/ سنوياً خلال عام 2016، كما بلغت اسهامات تلك المصادر حوالي 19,2% من الامدادات العالمية للطاقة، 23,7% من امدادات الكهرباء بينما كانت نسبة 9% هي نصيب تلك المصادر من امدادات الكهرباء في مصر، وبدراسة التطبيقات الخاصة باستخدامات الطاقات المتجددة في تحلية المياه على المستوى العالمي اتضح أن الأنظمة المدمجة بين تقنيات تحلية المياه ومصادر الطاقة المتجددة توفر طريقة مستدامة لإنتاج المياه العذبة بصفة خاصة في الأماكن النائية بالأرضي الصحراوية التي تفتقر إلى امدادات المياه والكهرباء عن طريق الشبكات العامة، إلا أن تلك الأنظمة لا يتعدى انتاجها من المياه المحلاة أكثر من 1% من الانتاج العالمي تستحوذ تقنية (RO) على ما يقرب من 62% من انتاج المياه المحلاة بالاعتماد على الطاقة المتجددة يليها تقنيات (MSF) ، (MED)، في حين تمثل الطاقة الفوتو فولطية (PV) 43% من تلك الامدادات ويتبعها كل من الطاقة الشمسية الحرارية ثم طاقة الرياح بنسب بلغت (27%)، (20%) على التوالي.
الفصل الثاني عرض مفهوم الإدارة المتكاملة للموارد المائية وآليات تطبيقها، من خلال المبحثين التاليين:
المبحث الأول: تناول الاطار العام للإدارة المتكاملة للموارد المائية من حيث المفهوم، الأهمية، التوجهات، المبادئ التي تقوم عليها، وكذلك سبل تطبيق سياساتها والمعوقات التي تواجهها، وسبل إدارة العرض والطلب على الموارد المائية المتاحة بما يكفل استيفاء احتياجات المجتمعات منها.
وقد تبين أن أهم متطلبات تطبيق منهج الإدارة المتكاملة هو توافر كلاً من المعلومات الدقيقة ذات الاعتمادية العالية، الأطر المؤسسية القادرة على إدارة موارد المياه بكفاءة، التشريعات المائية الخاصة بحماية تلك الموارد، كما اتضح أن أهم آليات الإدارة المتكاملة في إدارة عرض الموارد المائية وتنميتها هو التوسع في كلاً من مشروعات السدود والخزانات، اعادة استعمال مياه الصرف المعالجة، تحلية المياه، مع التأكيد على الحد من تلوث تلك المصادر وتقليل نسب التبخر من المسطحات المائية، فيما استندت في إدارة الطلب على تلك الموارد إلى الاعتماد على اعادة تسعير وحدة المياه بما يتناسب مع تكلفتها الحقيقية بتطبيق أسلوب السعر التصاعدي بحسب كمية الاستهلاك، وكذلك تطبيق الاستخدامات الحديثة للري، وتعديل التركيب المحصولي وتطوير سلالات نباتيه أقل استهلاكاً للمياه، وتقليل الفقد من شبكات نقل المياه ونشر الوعي بين الأفراد و اصدار التشريعات والقوانين الخاصة بمراقبة الاستخدام والحماية والتسعير.
المبحث الثاني: تناول المبحث الثاني توصيفاً لمنطقة الدراسة، آليات تنفيذ مبادئ الإدارة المتكاملة على محطات تحلية المياه متوسطة وعالية الملوحة، وتبين أنه في ظل أوضاع شح المياه في الأراضي الجديدة فإن تنميتها بصورة مستدامة يتطلب إدارة الموارد غير التقليدية من المياه الناتجة من محطات التحلية بطريقة تحقق كلاً من الكفاءة الاقتصادية والاجتماعية لوحدة المياه المنتجة تحت مظلة من الاستدامة الايكولوجية، لذللك فقد تم عمل نموذج استرشادي لإدارة محطات التحلية بصورة تحقق الأهداف السابقة، وذلك باعتماد مجموعة من الحزم التقنية المتكاملة والمترابطة معاً لإنتاج المياه المحلاة، الاستزراع السمكي، والانتاج النباتي والحيواني، حيث تم التغلب على مشكلة الأعباء البيئية لصناعة التحلية عن طريق استخدام تقنية التناضح العكسي التي تعد أحد أقل التقنيات استهلاكاً للطاقة، كما تم الاعتماد على الطاقة الشمسية كمصدر مستدام لتشغيل محطة التحلية، ومن ناحية أخرى فإن المحلول الملحي الناتج من تلك عملية التحلية والذي كان يسبب مشاكل بيئية تتمثل في زيادة معدلات تملح الأراضي في حالة حقنه بالتربة، قد تم استخدامه في تغذية أحواض تربية أسماك المياه المالحة لتفادي أي أعباء بيئية ورفع القيمة الاقتصادية له من ناحية أخرى، واستكمالاً لمحاولة رفع الكفاءة الاقتصادية للمشروع فإنه يتم استزراع المحاصيل العلفية الملحية على المياه الناتجة من الأحواض السمكية والمشبعة بالسماد العضوي، وذلك بغرض توفير الأعلاف اللازمة للتربية الحيوانية، الأمر الذي يمكن معه اقامة نظام مزرعي متكامل يوفر العديد من فرص العمل تحقيقاً لأغراض التنمية المستدامة بتلك الأراضي.
الفصل الثالث اقتصاديات تحلية المياه متوسطة وعالية الملوحة، وذلك من خلال المبحثين التاليين:
المبحث الأول تناول التحليل الاقتصادي لتكلفة انتاج وحدة المياه المحلاة تحت تأثير مجموعة من المتغيرات المستقلة (درجة ملوحة مياه المصدر، درجة حرارة مياه المصدر، نسب تركيز الأملاح في المياه المنتجة، السعة الانتاجية لمحطة التحلية) على المتغير التابع (تكلفة انتاج وحدة المياه المحلاة) باستخدام ثلاثة أنواع مختلفة من الوقود (نووي، سولار، فوتو فولطية) وكانت النتائج كالتالي:
1- ملوحة مياه المصدر: تبين أن ارتفاع درجة ملوحة المياه من (2000-48000) ppm أدى إلى زيادة تكلفة انتاج وحدة المياه باستخدام أنواع مختلفة من الوقود بنسب (37%، 46%، 48%) على التوالي، وبتقدير نماذج الانحدار لتلك العلاقة تبين وجود علاقة طردية ومعنوية احصائياً عند مستوى 1%.
2- حرارة مياه المصدر: اتضح أن ارتفاع درجة حرارة مياه المصدر من( 15ْ- 37ْ) قد أدى إلى انخفاض تكلفة انتاج وحدة المياه باستخدام الأنواع الثلاث من الوقود بالنسب التالية (5,7%، 7,5%، 7,4%) على التوالي، وعند تقدير نماذج الانحدار لتلك العلاقة تبين وجود علاقة عكسية ومعنوية احصائياً عند مستوى 1%.
3- تركيز الأملاح في المياه المنتجة: اتضح أن زيادة درجة تركيز الأملاح في المياه المنتجة من (50- 1000) TDS قد أدى إلى انخفاض طفيف في تكلفة انتاج وحدة المياه باستخدام الأنواع الثلاث من الوقود قدره 1% ، وقد أظهرت نماذج الانحدار وجود علاقة عكسية ومعنوية احصائياً عند مستوى 1%.
4- السعة الانتاجية لمحطة التحلية: تبين أن زيادة السعة الانتاجية لمحطات التحلية من 10- 150 م3/يوم قد أدى إلى انخفاض تكلفة انتاج وحدة المياه باستخدام الثلاثة أنواع من الوقود بنسب (39%، 35%، 34%) على التوالي، كما أكدت نماذج الانحدار على وجود علاقة عكسية معنوية احصائياً عند مستوى 1%.
المبحث الثاني تناول التحليل المالي والاقتصادي لمشروع الإدارة المتكاملة لمحطة مصغرة لتحلية مياه عالية الملوحة بالشلاتين.
وكان هنالك بديلين للإنتاج يتم المفاضلة بينهما الأول يعتمد على انتاج المياه المحلاة فقط وبيعها بسعر رمزي لمجتمع الدراسة، والثاني يعتمد على انتاج المياه المحلاة مع الاستفادة من المحلول الملحي الناتج من محطة التحلية في الاستزراع السمكي، وجاءت النتائج على النحو التالي:
(1): الربحية التجارية للمشروع: تبين من تقدير معايير التحليل المالي للمشروع إلى امكانية استرداد رأس المال المستثمر خلال فترة (أربع سنوات وخمسة أشهر) للبديل الأول و (ثلاث سنوات وخمسة أشهر) للبديل الثاني، في حين بلغ(NPV) لكلا البديلين على التوالي (46657 $، 287306 $)، كما أظهرت النتائج أن معدلات (CBA) كانت (1,41، 1,84)، وكانت نسب (IRR) (22,45%، 29,14%).
(2): التحليل الرئيسي للربحية القومية: أوضحت نتائج اختبار الكفاءة المطلقة باستخدام الأسلوب البسيط أن القيمة المضافة للبديلين كانتا (23668 $)، (117860 $) على التوالي ما يعني تمكنهما من استيفاء التزاماتهما إزاء الأجور خلال تلك السنة والبالغة (3600 $)، (33600 $) كما تم تحقيق فائضاً اجتماعياً قدره (20068 $)، (84280 $) لكلا البديلين على التوالي، كما أظهرت نتائج الاختبار باستخدام أسلوب الخصم أن اجمالي القيمة المضافة بعد الخصم قدرت بحوالي (49955 $)، (932512 $) فضلاً عن تحقيق فائضاً اجتماعياً قدره (27422$)، ( 747437$) لكلا البديلين على التوالي.
(3): التحليل الإضافي للربحية القومية للمشروع: أظهرت نتائج مؤشر الأثر على العمالة أن كل مائة ألف دولار الاستثمارات الكلية كافية لخلق أربع فرص عمل تقريباً للبديل الأول، وسبع فرص عمل للبديل الثاني، فيما أظهرت نتائج مؤشر الأثر على التوزيع إلى حصول كلاً من أصحاب الأجور، أصحاب الأرباح والمساهمين، الأرباح غير الموزعة، على نسب قدرها (12,7%، 78,6%، 8,7%)، ( 25%، 68%، 7%) من اجمالي القيمة المضافة المتولدة من كلا البديلين على التوالي، ومن ناحية أخرى فقد كان نصيب منطقة الشلاتين حوالي(7%)، (22%) من تلك القيمة وهو ما أشار اليه معامل التوزيع الاقليمي لكلا البديلين على التوالي، فيما كانت نتائج مؤشر الأثر الصافي على الصرف الأجنبي سلبية للبديل الأول بقيمة قدرها (119120$)، وعلى العكس فقد تبين ايجابية ذلك المؤشر بالنسبة للبديل الثاني بمبلغ (1500046$).
وفي ضوء ما توصلت إليه الدراسة من نتائج فقد تم التوصية بالمقترحات التالية:
1- إنشاء قواعد معلومات تفاعلية وديناميكية خاصة بأحواض مياه الآبار تكفل استمرارية توليد المعلومات وتوفيرها لكافة المستفيدين ومتخذي القرار والعمل على نشر المعلومات بشكل دوري عن كميات المياه والأسلوب الأمثل لاستثمارها والوضع الهيدرولوجي والكيميائي لتلك الأحواض المائية المختلفة.
2- تطبيق منهجيات الإدارة المتكاملة لموارد المياه المتاحة بالأراضي الجديدة وإدارتها بصورة مستدامة لتضييق الفجوة بين المطلوب والمتاح.
3- دعم البحث في مجالات صناعة التحلية والجهات المعنية بها مثل مركز التميز المصري لأبحاث التحلية، مع التأكيد على أهمية اقامة التحالفات بين المؤسسات العلمية والخبرات الوطنية المختلفة بغرض زيادة نسبة المكون المحلي لتلك الصناعة وتقليل التهديدات التي تواجهها بالاعتماد على الاستيراد من الخارج.
4- تفعيل دور الابتكارات والاختراعات الجديدة في تقليل تكلفة مكونات محطات التحلية وانتاج الطاقة.
5- تدريب وتأهيل الكوادر العلمية من العاملين بتلك الصناعة على استخدام تطبيقات النانو تكنولوجي لإسهاماتها في الانتاج المحلي لأغشية ذات كفاءة عالية من حيث زيادة كمية المياه المحلاة المنتجة، رفع نسبة احتجاز الاملاح، مقاومة التدهور، خفض استهلاك الكيماويات، وكذلك تخفيض الطاقة المستهلكة، الأمر الذي من شأنه أن يؤدي إلى تخفيض كلاً من التكاليف الرأسمالية وتكاليف تشغيل محطات تحلية المياه.
6- عمل خرائط علمية استثمارية مبسطة للموارد المائية الجوفية متوسطة وعالية الملوحة توضح مناطق وأعماق تواجدها ودرجة ملوحتها واحتمالات تغير الملوحة مع الزمن أو مع الضخ ومعدلات السحب الآمن منها، والأسلوب الأمثل لإدارتها ورفع كفاءتها الاقتصادية والاجتماعية على أن يتم دعمها بدراسات الجدوى الفنية، التسويقية، المالية والاقتصادية.
7- تخصيص مراكز خدمة متخصصة (مراكز إرشاد) في مناطق الاستصلاح المكثفة تكون مهمتها تقديم المشورة الفنية والعلمية للمستثمر في مجالات حفر الآبار وانشاء محطات تحلية مياه مصغرة ومجموعة المشروعات المرتبطة بمحطات التحلية وغيرها من استفسارات المستثمرين بهدف رفع كفاءة استخدام الموارد المائية بتلك الأراضي.
8- مراعاة الاشتراطات البيئية اثناء انشاء مكونات المشروع وخاصة خطوط التغذية والطرد وأنسب الطرق للتخلص الآمن من المحلول الملحي المركز (Brine Water).
9- التوسع في تقييم الأثر البيئي لمحطات تحلية المياه وإنشاء خرائط لتحديد المناطق الملائمة لتنفيذ مختلف الأنشطة والمشروعات التنموية المرتبطة بها، مع تطبيق المعايير البيئية التي تتضمن ”مبدأ تغريم الملوث” وإنشاء آلية تفتيش ومراقبة.
10- دعم إجراءات رفع الكفاءة الاقتصادية للمحطات المصغرة لتحلية المياه من خلال اقامة بعض الأنشطة التكميلية، حيث يمكن عمل مصفوفة تشتمل على درجات الملوحة المتوقعة لمياه المصدر ونسبة تركيز الأملاح في المحلول الملحي المركز الناتج من عملية التحلية، وكذلك الأصناف المختلفة من الأسماك والتي يمكن استزراعها حسب نسب تركيز الأملاح في ذلك المحلول وأخيراً وضع تصور للتركيب المحصولي من الزراعات العلفية التي يمكن زراعتها على المياه الناتجة من أحواض الاستزراع السمكي.
11- تقييم كفاءة استخدام وحدة المياه المحلاة في زراعة الأصناف عالية القيمة الاقتصادية مثل النباتات الطبية والعطرية بالأراضي الجديدة.
12- توفير الاستثمارات اللازمة لإنشاء سبعة محطات مصغرة ومتنقلة لتحلية مياه الآبار متوسطة وعالية الملوحة، بمتوسط سعة انتاجية 20 م3/ يوم للمحطة الواحدة، بغرض تأمين الاحتياجات الحالية للمجتمع المحلي من مياه الشرب والبالغة حوالي 50285 م3/ سنوياً، مع ضرورة توزيعها بصورة لا مركزية ما بين المدينة والمناطق المستهدف تنميتها بوديان (حوضين، أبو سعفة، الديف) الأمر الذي من شأنه أن يدعم فكرة التوطين بتلك الوديان ومواجهة خطر انقطاع امدادات المياه العذبة عنها، وذلك من خلال استغلال الموارد المائية غير التقليدية المتاحة بها، مع ضرورة اقامة بعض المشروعات المرتبطة بتلك المحطات لرفع كفاءتها الاقتصادية وتغطية تكاليف تشغيلها وضمان استدامة عملها.