recent
أحدث المواضيع

مصادر الطاقة المتجددة والنظيفة | بين مشاكلها وفوائدها.

الطاقة المتجددة

نحن نعيش في محيط من الطاقة المتجددة، فالطبيعة تعمل من حولنا دون توقف لتمنحنا كميات ضخمة من الطاقة النظيفة والمتجددة والتي غفلنا عنها كثيرًا في عصر الثورات الصناعية الحديث، على الرغم من وضوح استخدام الطاقة النظيفة والصديقة للبيئة في حضارات سابقة من خلال الآثار التي خلفوها وراءهم، والتي تصل الي حد المعجزات.

في نهايات الثورة الصناعية الثانية، بدأ الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة في توليد الطاقة، وبخاصة الطاقة الكهربية والتي أصبحت عصب الحياة، وكانت بدايات استخدام الطاقة النظيفة والمتجددة من خلال مساقط المياه وبناء السدود لتوليد الكهرباء من خلال التوربينات.

كما عرف الإنسان استغلال الطاقة الحرارية للشمس كأحد مصادر الطاقة المتجددة في توليد الكهرباء وبدأت فكرة محطات الطاقة الشمسية الحرارية في التطور، وسرعان ما تعاظم استغلال الطاقة النظيفة للشمس بعد دخول الثورة الصناعية الثالثة ومعرفة الخلايا الشمسية وقدرتها على توليد الطاقة المتجددة، كما بدأ استخدام طاقة الرياح وغيرها من مصادر الطاقة النظيفة والمتجددة التي لا تزال في تطور مستمر الي يومنا هذا.


تعريف الطاقة المتجددة

يُمكن تعريف الطاقة المتجددة على أنها تلك الطاقة النظيفة التي تعتمد على مصادر طبيعية متجددة لا تنفذ طالما استمرت الحياة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة المنتجة من مساقط المياه ومن المد والجزر وحرارة باطن الأرض وما الى ذلك من المصادر الطاقة الطبيعية.

ويُطلِق البعض على الطاقة النظيفة والمتجددة اسم الطاقة البديلة، وذلك لأنها أتت كبديل لمصادر الطاقة غير المتجددة والتي لا يزال معظم استهلاكنا من الطاقة معتمد عليها الى الآن.

الطاقة المتجددة والغير متجددة

مصادر الطاقة المتجددة والغير متجددة 2020

يعتمد عالمنا اليوم على خليط من مصادر الطاقة المتجددة والغير متجددة، ولكن لاتزال مصادر الطاقة غير المتجددة تستحوذ على النصيب الأكبر والذي بلغت نسبته 87.4%، أما الطاقة المتجددة، فيبلغ إجمالي ما ينتجه العالم من مصادر الطاقة المتجددة 12.6%، وهذا التقرير عن عام 2020.

مصادر الطاقة غير المتجددة

مصادر الطاقة غير المتجددة أصبحت واقع نعيش معه، وهذه حقيقة لا يجب ان نُنكرها، وعلى الرغم من ان مصادر الطاقة غير المتجددة لها النصيب الأكبر من أجمالي الطاقة التي يتم انتاجها في العالم، إلا ان عزائنا في ذلك ان نسبة الطاقة المُنتجة من مصادر الطاقة المتجددة تزداد عامًا بعد عام.

تأتي معظم مصادر الطاقة غير المتجددة من الوقود الحفري، كالغاز والفحم والبترول، وهي مُركبات هيدروكربونية عندما تحترق مع الأكسجين تُنتج قدر كبير من الطاقة والتي يمكننا استخدامها في العديد من التطبيقات التي تساعدنا على اتمام مهام حياتنا المعاصرة، ولكن لماذا القلق بشأن مصادر الطاقة غير المتجددة؟

تحدث عن ذلك Augustin Mouchout منذ بداية عصر الثورة الصناعية في اوروبا، وتساءل: ماذا بعد نضوب الوقود الحفري الذي تمادينا وأفرطنا في استخدامه وهو لا محالة الى نهاية حتمية؟

ناهيك عما حدث في البيئة من تلوث بالغازات الكربونية والمواد العضوية السامة والتغير المناخي، والمُتهم الأول فيها مصدر الطاقة غير المتجددة، والحقيقة أننا كنا في منتهى الأنانية ولم ننظر اطلاقاً الي حق الأجيال القادمة في العيش في بيئة نظيفة وصحية.

ومن مصادر الطاقة غير المتجددة الطاقة النووية، وهي ليست حلًا أيضًا، حيث أن معظم الدول التي اعتمدت عليها تضع الخطط للتخلي عنها خلال السنوات القادمة، وهذا لما لها من سلبيات كالإشعاعات النووية، والمشاكل الفنية في تشغيلها وكونها نقطة ضعف واضحة لعدوك، كما أن تكلفة إنشاءها كبيرة وتحتاج الى متابعة خاصة جدًا.

فوائد الطاقة المتجددة

لا تقتصر فوائد الطاقة المتجددة على كونها طاقة نظيفة وصديقة للبيئة فحسب، بل إن باب التطور فيها مفتوح على مصراعيه، فخلال عقدين من الزمن تمكن العلماء والباحثون من رفع كفاءة أنظمة الطاقة المتجددة بشكل كبير جدًا، كما أن استخدام الطاقة النظيفة والمتجددة يجعلنا نتفادى الكثير من المشاكل البيئية والتي يُكلفنا حلها الكثير من المال والطاقة، هذا لو استطعنا حلها أصلًا، فما هي مصادر الطاقة المتجددة؟


مصادر الطاقة المتجددة

مصادر الطاقة المتجددة كثيرة ومتنوعة، ويوجد العديد من موارد الطاقة المتجددة التي هي قيد التشغيل حول العالم، كما يوجد أيضًا العديد من أنواع الطاقة المتجددة التي هي قيد البحث وقد تظهر الي النور وتدخل في حيز الاستخدام في أي وقت، وفيما يلي سنتحدث عن مصادر الطاقة النظيفة والمتجددة الأكثر شهرة وانتشارًا.

  • الطاقة الشمسية
  • الطاقة الهيدروكهربائية (Hydroelectric power)
  • طاقة الرياح (wind power)
  • طاقة الحرارة الجوفية (geothermal energy)
  • طاقة المد والجذر (Tidal power او Ocean power)
  • خلايا الوقود الهيدروجينية (Hydrogen fuel cells)

الطاقة الشمسية

مصادر الطاقة المتجددة-الطاقة الشمسية

لا يُمكن الحديث عن الطاقة الشمسية كأحد مصادر الطاقة المتجددة فحسب، بل هي المصدر الرئيسي للطاقة على سطح الأرض وهي طاقة نظيفة ومتجددة ومجانية، فلا أحد يستطيع ان يشتري الشمس ويحجبها عن الباقين.

والطاقة الشمسية تصل لنا في صورتين، الصورة الأولي هي طاقة حرارية بالإشعاع والصورة الثانية هي طاقة ضوئية، وقد استطاع الانسان استنباط بعض التطبيقات لتحقيق الاستفادة المباشرة من الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات عصره.

الطاقة المائية (Hydroelectric power)

مصادر الطاقة المتجددة-الطاقة المائية

طاقة المياه من موارد الطاقة المتجددة الأكثر استخدامًا، وتعتمد على الماء المتساقط لتحريك توربينات وتوليد الكهرباء، ويتم تركيبها غالبًا على السدود لتوليد الكهرباء بجانب التحكم في تدفق الماء.

ولا تزال أكثر مصادر الطاقة البديلة والمتجددة كفاءة وجدوى، كما أنها أكثر مصادر الطاقة المتجددة انتشارًا واستخدامًا حول العالم، والسد العالي في مصر هو مثال عليها.

والريادة في استخدام هذا النوع من الطاقة هي لدولة النرويج، وروسيا، والصين، والولايات المتحدة، وكندا، والبرازيل.

طاقة الرياح (wind power)


مصادر الطاقة المتجددة-طاقة الرياح

طاقة الرياح هي أحد أهم مصادر الطاقة المتجددة، والتطور فيها في تزايد مستمر، وتعتمد على استغلال الطاقة الناتجة عن حركة الرياح بأي صورة من الصور.

فقديمًا اُستخدمت طاقة الرياح في تسيير المراكب الشراعية، كما انه تم استغلالها لتدوير الطواحين وايضًا استخدمها الإنسان لرفع المياه، ولكن الصورة المعروفة لنا الآن حينما نسمع كلمة طاقة الرياح هي صورة توربينات الرياح ذات الريش الثلاثية والمثبتة على أعمدة طويلة كالموجودة في الصورة بالأعلى وهي التي تُستخدم في توليد الطاقة الكهربائية.

وتتم العملية بأن تُدير الرياح ريش طاحونة الهواء التي تدير بدورها أسطوانة العمود المتصلة بواسطة مجموعة تروس تشكل ناقل حركة لإدارة مولد كهربائي.

وتستطيع التوربينات الكبيرة الحجم المصممة لمؤسسات إنتاج الكهرباء للاستعمال العام، توليد ما بين 650 كيلو واط من الطاقة النظيفة، وتستخدم المنازل ومحطات الاتصالات عن بعد ومضخات الماء تربيناً واحداً صغيراً لا يزيد إنتاجه عن 100 كيلو واط من الطاقة المتجددة كمصدر لطاقتها، خاصة في المناطق النائية التي لا توجد فيها شركات توليد وتوزيع كهرباء للاستعمال العام.

طاقة الحرارة الجوفية (geothermal energy)

مصادر الطاقة المتجددة-طاقة الحرارة الجوفية

طاقة الحرارة الجوفية هي أحد أنواع الطاقة المتجددة التي لا يعرف عنها الكثير من الناس، ولكي تعرف مدي اهمية هذا النوع من مصادر الطاقة المتجددة، عليك ان تعلم ان 25 دولة تقوم باستخدام هذه المحطات ليكون مجموع انتاجها سنويا يقارب 15,000 ميجا وات من الطاقة النظيفة.

فطاقة الحرارة الجوفية تستغل الظواهر الطبيعية مثل ارتفاع درجة حرارة باطن الأرض، وينابيع المياه الحارة، والفوهات البخارية، لإنتاج الطاقة المتجددة، وقد تم انشاء أول محطة للطاقة الجوفية في لارديريلو، في إيطاليا، عام 1904، ولا تزال تعمل حتى اليوم.


طاقة المد والجذر (Tidal power او Ocean power)

مصادر الطاقة المتجددة-طاقة المد والجذر

طاقة المد والجذر هي أحد مصادر الطاقة المتجددة، والتي يقوم مبدأ عملها على استغلال الطاقة الناتجة من تدفق الأمواج من وإلى خليج أو مصب نهر.

وتوليد الطاقة المتجددة من محطات المد والجذر يحتاج الى انشاء نوع خاص من السدود يفصل منطقة الأمواج إلى حوضين علوي وسفلي، وتتحرك توربينات الخزان عندما تتدفق المياه من حوض لآخر.

وهي أغلى أنواع الطاقة المتجددة من حيث تكلفة الإنشاء، لذا يجب إنتاج طاقة تكفي لتعويض قيمة الاستثمار، ويمكن انشاءها في المناطق التي يحدث فيها فرق بمعدل 5 أمتار على الأقل في منسوب المياه، وهناك 40 موقعا فقط في العالم تتوفر فيها هذه المعايير.

وأشهر محطة لطاقة المد والجذر هو محطة لارانس في بريتاني في فرنسا، ومحطة أنابوليس الملكي في نوفا سكوتيا بكندا ويوجد ايضا محطات أخرى في روسيا، والصين، والهند، وويلز.

خلايا الوقود الهيدروجينية (Hydrogen fuel cells)

مصادر الطاقة المتجددة-خلايا الوقود الهيدروجينية

خلايا الوقود الهيدروجينية هو أحد أحدث مصادر الطاقة المتجددة، والتي لا تزال تحت التطوير، وتطبيقاتها واسعة جدًا حيث انه يمكن أن يكون على مستوي كبير كمحطات لتوليد الطاقة الكهربائية، ويمكن أن يكون على مستوى صغير لتدوير محركات سيارات أو ما شابه والعديد من التطبيقات الأخرى.

ومزايا خلايا الوقود الهيدروجينية عديدة حيث أن تفاعل الهيدرجين مع الأكسجين ينتج حرارة وكهرباء وماء، دون أي تلوث أو انبعاثات كربونية، لذلك فهي أحد مصادر الطاقة النظيفة.

كما أن غاز الهيدروجين متوفر جدًا، ويمكن انتاجه من مصادر عدة بتكلفة بسيطة، لذلك هي من مصادر الطاقة المتجددة.

ولكن كيفية ضبط درجات الحرارة غير معروفة حتى الآن، حيث ان غاز الهيدروجين غاز قابل للانفجار، فسيحتاج الى معاملات أمان خاصة، ويجب ايضًا ان نجعل خلايا الوقود بحجم يمكن استعماله.


مشاكل الطاقة المتجددة

يمكن تحديد مشاكل الطاقة المتجددة في الآتي:

  • الطاقة المتجددة غير كافية الى الآن لتلبية احتياجات العالم.
  • معظم أنواع الطاقة المتجددة تتأثر بحالة الطقس والرياح.
  • التكلفة الأولية دائمًا مرتفعة.
  • في حاجة الي مساحات واسعة للإنشاء.
  • غالبًا ما تواجه مشاكل في تخزين الطاقة المُنتجة.

وعلى الرغم من ذلك فإن إيجابيات الطاقة المتجددة أكثر من سلبياتها ومشاكلها، ولا تزال مصادر الطاقة المتجددة في تطور مستمر كما انه في اي لحظة يمكن ان نكتشف مصادر أخرى للطاقة النظيفة.


لو أعجبك الموضوع، لا تنسى مشاركته مع اصدقاءك عبر أحد الطرق الموضحة أسفل المقال، وأعاننا الله واياكم على نشر العلم النافع.