التعليموظائف و تعليم
مصادر الطاقة المستقبلية
مصادر الطاقة المستقبلية
الطاقة المستقبلية هي الطاقة المتجددة، وتعرف بالإنجليزية باسم “Renewable energy”، وتعتبر طاقة نظيفة لأنها تتجدد بشكل مستمر دون النفاذ.
- إنها تنتج من مصادر طبيعية لا تنضب بمرور الوقت، وتعتبر من أبرز أشكال الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة المائية
- كما يعمل عدد من الباحثين والمتخصصين في هذا المجال على جعل الطاقة المتجددة المصدر الرئيسي للطاقة في المستقبل والاستفادة منها بالكامل
أهم مصادر الطاقة المستقبلية
استخدمت الطاقة المتجددة منذ زمن بعيد حتى وإن لم تكن لنفس الأغراض، وكان لها أهمية كبيرة للإنسان منذ القدم، حيث كانت تستخدم في التدفئة والنقل والإضاءة. ومن بين مصادر الطاقة المستقبلية:
الطاقة الشمسية
- الطاقة الشمسية هي واحدة من أهم مصادر الطاقة المتجددة على سطح الأرض وأكثرها توفرا، حيث يصل كميات كبيرة من الطاقة الشمسية إلى كوكب الأرض تفوق ما يحتاجه البشر
- تتكون الطاقة الشمسية من الضوء والحرارة التي تنبعث من الشمس، وقد استفاد الإنسان من الطاقة الشمسية منذ زمن بعيد
- هناك عدد من العوامل التي تقوم بالتأثير على الطاقة الشمسية منها:
- تختلف كميات الطاقة المنبعثة من الشمس حسب الفصول والوقت.
- الموقع الجغرافي له تأثير كبير على كميات الطاقة الشمسية التي تصل إلى تلك النقطة على سطح الأرض
- زاد الاعتماد على الطاقة الشمسية بشكل كبير بسبب كونها من الطاقات النظيفة والمتجددة، ولها دور مهم وأهمية للبشر، وتعد الولايات المتحدة من الدول التي تعتمد بشكل كبير على الطاقة الشمسية، ويزداد اعتمادها عليها مع مرور الوقت
طاقة الرياح
- طاقة الرياح هي إحدى الطاقات المتجددة التي يعتمد عليها الإنسان للحصول على طاقة نظيفة. ونظرا للاهتمام بطاقة الرياح والسعي للاستفادة منها بشكل أكبر، قام البرش بتوزيع مزارع الرياح في مختلف دول العالم للحصول على أكبر كمية ممكنة من طاقة الرياح
- وقد ساهمت الولايات المتحدة الأمريكية بشكل كبير في توزيع مزارع الرياح فيها للاستفادة من طاقة الرياح
- يتم توليد الطاقة الكهربائية من طاقة الرياح عن طريق التوربينات أو المراوح عندما تدور وتولد الكهرباء
- في عام 2018، كانت القدرة الإنتاجية العالمية لتوربينات طاقة الرياح 650.7 جيجاوات، وبعد مرور عامين في أوروبا، أي في عام 2020، زادت نسبة الإنتاج بنسبة 7%
عيوب طاقة الرياح
على الرغم من أن طاقة الرياح هي واحدة من أهم الطاقات المتجددة النظيفة، والتي انتشرت في العديد من دول العالم وحاول العديد استغلالها إلا أنها لها بعض العيوب:
- في بعض المناطق والأوقات، قد لا تتوفر كميات الرياح المناسبة لتوليد طاقة الرياح، وبالتالي لا يمتلك الطاقة الرياحية القدرة على منافسة مصادر الطاقة الأخرى
- تحتاج الرياح إلى إنشاء شبكة كهربائية متكاملة لنقل الرياح من أماكن توليدها، حيث لا تتوفر الرياح في العديد من المناطق، وبالتالي تكون تلك الشبكات بعيدة عن المناطق المأهولة
- تستنزف الكثير من الأراضي لتركيب توربينات الرياح، وفي المقابل تكون أرباح طاقة الرياح قليلة.
- تؤثر التوربينات بشكل سلبي على العديد من الأشياء، حيث لها صوت عال مزعج يسبب الضوضاء، وتؤثر على شكل الأراضي وتغييرها بعد أن كانت لها مظهر جمالي رائع
الطاقة المائية
- تعد من أهم مصادر الطاقة المتجددة من الناحية التجارية، ويتم استغلال الطاقة المائية من خلال بناء سد، أو حاجز مائي
- يمكن استخدام خزان مياه كبير، وبالتالي الحصول على تدفق جيد للمياه وبسهولة التحكم في التوربينات والحصول على الطاقة المائية.
- الطاقة المائية لا تتأثر بالعوامل الخارجية، وبالتالي يمكن الاعتماد عليها بشكل أكبر من الاعتماد على الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح
- في عام 2019، بلغت قدرة الطاقة الكهرومائية العالمية 1307 جيجاواط
- وتشير توقعات الوكالة الدولية للطاقة السنوية إلى أن السوق العالمية ستشهد نموا بنسبة 2.5٪ سنويا من عام 2020 حتى عام 2025
- تعتبر الصين هي الدولة الأولى والوحيدة التي تمتلك محطة سد الخوانق الثلاثة، وهي عبارة عن أكبر سد في العالم.
بعض مصادر الطاقات الأخرى
الكتلة الحيوية الزراعية
- مصدر نظيف للطاقة يتم الحصول عليه من بقايا النباتات
- بعد انتهاء الحصاد في الأراضي الزراعية، يتوفر عدد كبير من بقايا النباتات، ويقوم الباحثون والمتخصصون باستخدام تلك البقايا لتوليد طاقة نظيفة ومتجددة
- في العام 2019، بلغت قيمة السوق العالمي لطاقة الكتلة الحيوية الزراعية 49.8 مليار دولار
النفايات الصلبة
- يتم توليد الطاقة الكهربائية من النفايات الصلبة، والفكرة منتشرة في العديد من دول العالم
- وصلت قيمة السوق العالمية لتوليد الطاقة من النفايات الصلبة إلى حوالي 35.1 مليار دولار في عام 2019، وتوفرت النفايات الصلبة بنسبة 14% من الاحتياجات العالمية للطاقة
- وأشار بعض الباحثين إلى أن نسبة طاقة النفايات الصلبة قد تصل إلى 50.1 مليار دولار بحلول عام 2027
الطاقة الحرارية الأرضية
- تنبعث من باطن الأرض طاقات حرارية تستخدم كمصدر لتوليد الطاقة الكهربائية
- انتشرت هذه الطريقة لتوليد الكهرباء في عدد من البلدان مثل الولايات المتحدة والفلبين وإندونيسيا
- في عام 2019، كانت قيمة سوق الطاقة الحرارية الأرضية العالمية 1.4 مليار دولار
- ومن المتوقع أن تزداد قيمة الطاقة الحرارية الأرضية بمعدل سنوي يصل إلى 1.6 مليار دولار بحلول عام 2025
سلبيات مصادر الطاقة المتجددة
بالرغم من أن الطاقة المتجددة تعتبر أفضل أنواع الطاقة وتعود بفوائد كثيرة جدا، إلا أنها تحمل سلبيات وبالتالي لا يمكن الاعتماد عليها بالكامل كمصدر للطاقة، أو كبديل للطاقة غير المتجددة، ومن بين تلك السلبيات:
قدرتها على إنتاج الطاقة ليست كافية
- لا تزال الطاقة المتجددة غير كافية لتكون بديلا ومصدرا للطاقة غير المتجددة.
- على الرغم من أن الطاقة المتجددة تنتج من مصادر مستدامة مثل الشمس والماء، إلا أنها في كثير من الأحيان تولد طاقات غير كافية مقارنة بالطاقة غير المتجددة
- بعض المتخصصين قد اقترحوا حلولا مثل زيادة عدد محطات الطاقة المتجددة أو البحث عن طرق جديدة لتقليل استهلاك الطاقة
تأثرها بالطقس
- الطاقة مرتبطة ارتباطا وثيقا بالأحوال الجوية، وغالبا ما يؤثر الطقس السيئ على إنتاج مصادر الطاقة المتجددة
- تختلف كمية الطاقة الشمسية المنبعثة، حيث لا تكون بنفس الكمية في جميع الأماكن، بل تختلف حسب اختلاف كمية الطاقة التي تصل إلى كل منطقة
- تتأثر المولدات المائية بكمية وشدة الأمطار التي تساهم في إنتاج الطاقة الكهربائية، وتحتاج التوربينات إلى رياح قوية للدوران
- لذلك يصعب دائما توليد طاقة كافية من مصادر الطاقة المتجددة بسبب تأثير الكميات المنبعثة منها بشكل كبير بسبب الطقس والحالة الجوية
التكلفة الأولية العالية
- قد يكون استهلاك الطاقة المتجددة أقل في التكلفة من الطاقة الغير متجددة، وعلى الرغم من ذلك، فإن التكلفة الأولية لإنتاج الطاقة المستدامة مرتفعة بشكل كبير
- وذلك يرجع للاستخدامات التقنية والآلات في إنتاجها، أما في حالة الطاقة الغير متجددة، فإن التقنيات تكون أقل تكلفة
- هذا يعتبر سببا للعوائق في استخدام الطاقة المتجددة بشكل أساسي والاعتماد عليها كمصدر أساسي للطاقة
- من الممكن اللجوء إلى بعض التعديلات التي تسهم في استخدام الطاقة المتجددة كمصدر أساسي للطاقة، مثل إعفاء التقنيات والآلات المستخدمة في إنتاج الطاقة من الضرائب، وتقديم تخفيضات مالية لتشجيع استخدام الطاقة المتجددة كبديل للطاقة غير المتجددة
مساحات واسعة
- لتوليد الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة، يجب إنشاء العديد من محطات الطاقة المتجددة
- وبالتالي، يتم استخدام مساحات واسعة لإنشاء تلك المحطات، وقد تصل تلك المساحات إلى 400.000 متر مربع لإنتاج 20 ميغا واط من الطاقة
- يتم استخدام مساحات تصل إلى 2.590.000 متر مربع لإنتاج 1000 ميغا واط من الطاقة النووية
تلوث البيئة
- من المعروف أن الطاقة المتجددة هي طاقة نظيفة، وهي الخيار الأفضل عن الطاقة غير المتجددة فيما يتعلق بعدم تلويث البيئة
- ومع ذلك، فإن الطاقة المتجددة ليست خالية من تلوث البيئة، فهناك العديد من مصادر الطاقة المتجددة التي تنتج غازات دفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون وغاز الميثان، وهي من أكثر أنواع الغازات التي تلوث البيئة
- يمكن أن يكون السبب في تلوث البيئة من الطاقة المتجددة هو استخدام طاقة غير متجددة في تقنيات الطاقة المتجددة.