بحث شامل حول الطاقة المتجددة

الطّاقة المتجددة : هي الطّاقة المستمدة من الموارد الطّبيعية التي تتجدد أو الّتي لا يمكن أن تنفذ (الطّاقة المستدامة). ومصادر الطّاقة المتجددة تختلف جوهرياً عن الوقود الأحفوري من بترول وفحم والغاز الطبيعي، أو الوقود النووي الّذي يستخدم في المفاعلات النووية. ولا تنشأ عن الطّاقة المتجددة عادةً مخلّفات كثنائي أكسيد الكربون (CO2) أو غازات ضارة أو تعمل على زيادة الاحتباس الحراري كما يحدث عند احتراق الوقود الأحفوري أو المخلفات الذرية الضّارة النّاتجة من مفاعلات القوي النوويّة.

ويتم انتاج الطّاقة المتجددة من الرياح والمياه والشمس، كما يمكن إنتاجها من حركة الأمواج والمد والجزر أو من طاقة حرارية أرضية وكذلك من المحاصيل الزراعية والأشجار المنتجة للزيوت. إلا أن تلك الأخيرة لها مخلفات تعمل على زيادة الاحتباس الحراري، حاليا أكثر إنتاج للطّاقة المتجددة يـُنتج في محطات القوى الكهرمائية بواسطة السّدود العظيمة أينما وجدت الأماكن المناسبة لبنائها على الأنهار ومساقط المياه ، وتستخدم الطّرق التي تعتمد على الرياح والطّاقة الشمسيّة طرق على نطاق واسع في البلدان المتقدّمة وبعض البلدان النّامية.

لكن وسائل إنتاج الكهرباء باستخدام مصادر الطّاقة المتجددة أصبح مألوفاً في الآونة الأخيرة، وهناك بلدان عديدة وضعت خططاً لزيادة نسبة إنتاجها للطّاقة المتجددة بحيث تغطي احتياجاتها من الطّاقة بنسبة 20% من استهلاكها عام 2020. وفي مؤتمر كيوتو باليابان اتّفق معظم رؤساء الدّول على تخفيض إنتاجثنائي أكسيد الكربون في الأعوام القادمة وذلك لتجنب التّهديدات الرئيسيّة لتغيّر المناخ بسبب التلوث واستنفاد الوقود الأحفوري، بالإضافة للمخاطر الاجتماعية والسّياسية للوقود الأحفوري والطّاقة النووية.

يزداد مؤخراً ما يعرف باسم تجارة الطاقة المتجددة الّتي هي نوع من الأعمال التي تتدخّل في تحويل الطّاقات المتجددة إلى مصادر للدخل والتّرويج لها، الّتي على الرغم من وجود الكثير من العوائق غير اللاتقنية الّتي تمنع انتشار الطّاقات المتجددة بشكل واسع مثل كلفة الاستثمارات العالية البدائية وغيرها إلا أن ما يقارب 65 دولة تخطّط للاستثمار في الطّاقات المتجددة، وعملت على وضع السّياسات اللّازمة لتطوير وتشجيع الاستثمار في الطّاقات المتجددة.

الدول العربية ومستقبل الطاقة المتجددة :

إزداد مؤخراً ما يعرف باسم ” تجارة الطاقة المتجددة ” والتي تعتبر من الأعمال التي تتدخل في تحويل الطاقات المتجددة إلى مصادر للدخل والترويج لها، وهنالك ما يقارب 65 دولة تخطط للاستثمار في الطاقات المتجددة، وعملت على وضع السياسات اللازمة لتطوير وتشجيع الاستثمار في الطاقات المتجددة ولكن وللأسف فإن الدول العربية تبدو غير مهتمة كثيرا بذلك النوع من الطاقات النظيفة بالرغم من توفر كافة الظروف البيئية والمناخية وبشكل عام فإنه يقدر مجمل إنتاج الطاقة المتجددة والنظيفة عربياً 0.5% فقط وذلك بحسب إحصاءات وكالة الطاقة الدولية لعام 2008.

وحول إنفاق الدول العربية على قطاع الطاقة النظيفة مقارنة مع الدول المتقدمة لفت الى ان أرقام مصادر موثوقة مثل ” بلومبرغ لتمويل الطاقة الجديدة “ تظهر بأن الاستثمار قد ازداد بشكل كبير في السنوات الخمس الماضية، فقد ارتفع إجمالي الاستثمارات الجديدة في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا عام 2010 ليبلغ 1.28 مليار دولار أمريكي. وعلى الرغم من هذا النمو الاستثماري، فهو ما يزال هامشياً بالمقارنة مع الاستثمار العالمي، إذ ارتفع إجمالي الاستثمارات العالمية الجديدة في قطاع الطاقة المتجددة عام 2010 ليبلغ 243 مليار دولار أمريكي

مفهوم وأشكال الطاقة:

إن تصنيف الطاقة ومصادرها يقوم على مدى إمكانية تجدد تلك الطاقة واستمراريتها، وهذا التصنيف يشمل:

1- الطاقة التقليدية أو المستنفذة:

وهي الطاقة التي تعتمد على الوقود الأحفوري وتشمل البترول وبكافة مشتقاته والفحم والمعادن والغاز الطبيعي والمواد الكيميائية وهي مركبات مستنفذة لأنه لا يمكن إنتاجها ثانية أو تعويضها مجدداً في زمن قصير.

2- الطاقة المتجددة أو النظيفة أو البديلة:

وهي الطاقات المتجددة أي التي لا تنضب وتشمل العديد من الطاقات التي يمكن الإستفادة منها وهي ” طاقة الرياح والهواء والطاقة الشمسية وطاقة المياه أو الأمواج والطاقة الجوفية في باطن الأرض وطاقة الكتلة الحيوية “.

وفي فيما يلي نلخص أهم أشكال الطاقة المتجددة وكيفية الاستفادة منها:

أ- طاقة المياه:

تأتي الطاقة من المياه من عدة طرق وأساليب مختلفة وفيما يلي نذكر بعضها :

الطاقة المتولدة من تدفق المياه أو سقوطها في حالة الشلالات (مساقط المياه) كما هو الحال في السدود.

طاقة الأمواج في البحار، حيث تنشأ الأمواج نتيجة لحركة الرياح وفعلها على مياه البحار والمحيطات والبحيرات، ومن حركة الأمواج هذه تنشأ طاقة يمكن استغلالها، وتحويلها إلى طاقة كهربائية، حيث تنتج الأمواج في الأحوال العادية طاقة تقدر ما بين ” 10 إلى 100 ” كيلو وات لكل متر من الشاطئ.

الطاقة المتولدة من حركات المد والجزر في المياه .

الطاقة المتولدة من الفوارق الحرارية لطبقات المياه ” من الفارق في درجات الحرارة بين الطبقتين العليا والسفلى من المياه التي يمكن أن يصل إلى فرق 10 درجات مئوية.

ب- طاقة الكتلة الحيوية Biomass :

وهي الطاقة التي تستمد من المواد العضوية من ” النباتات أومخلفات الحيوانات أوالنفايات أوالمخلفات الزراعية. والنباتات المستخدمة في إنتاج طاقة الكتلة الحيوية يمكن أن تكون أشجاراً سريعة النمو، أو حبوباً، أو زيوتاً نباتية، أو مخلفات زراعية، وهناك أساليب مختلفة لإنتاج أنواع الوقود الحيوي، منها ( الحرق المباشر أو غير المباشر أو طرق التخمر أو التقطير ..).

ويعطي كل أسلوب من الأساليب السابقة منتجاته الخاصة به مثل ” غاز الميثان والكحول والبخار والأسمدة الكيماوية ” ويعد ” غاز الإيثانول ” واحداً من أفضل أنواع الوقود المستخلصة من الكتلة الحيوية وهو يستخرج بشكل رئيسي من بعض المحاصيل الزراعية .

ج- الطاقة الجوفية لحرارة باطن الأرض:

هي طاقة الحرارة لباطن الأرض حيث يُستفاد من ارتفاع درجة الحرارة في جوف الأرض باستخراج هذه الطاقة وتحويلها إلى أشكال أخرى، من المياه الجوفية الحارة و الينابيع الحارة حيث يتم استغلال هذه الحرارة المرتفعة للمياه و المنطلقة من الأرض في توليد الكهرباء.

د- طاقة الرياح:

هي الطاقة المتولدة من تحريك مراوح عملاقة مثبتة على أعمدة بأماكن مرتفعة بفعل الهواء، ويتم إنتاج الطاقة الكهربائية من الرياح بواسطة المراوح والتي تشكل كمحركات (أو توربينات) وهنالك عدة أنواع وأشكال , وبشكل عام فهي ذات ثلاثة أذرع دوًّارة تحمل على عمود تعمل على تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربائية، فعند مرور الرياح على ” شفرات ” المراوح فإنها تتسبب في دورانها، وهذا الدوران يشغل التوربينات فتنتج طاقة كهربائية.

وتعتمد كمية الطاقة المنتجة من توربين الرياح على سرعة الرياح وقطر الذراع؛ لذلك توضع التوربينات التي تستخدم لتشغيل المصانع أو للإنارة فوق أبراج؛ لأن سرعة الرياح تزداد مع الارتفاع عن سطح الأرض، ويتم وضع تلك التوربينات بأعداد كبيرة على مساحات واسعة من الأرض لإنتاج أكبر كمية من الكهرباء.

هـ – الطاقة الشمسية:

تعد الشمس من أكبر مصادر الضوء والحرارة الموجودة على وجه الأرض، وتتوزع هذه الطاقة على أجزاء الأرض حسب قربها من خط الاستواء، وهذا الخط هو المنطقة التي تحظى بأكبر نصيب من تلك الطاقة، والطاقة الحرارية المتولدة عن أشعة الشمس يُستفاد منها من خلال تحويلها إلى (طاقة كهربائية) بواسطة ألواح (الخلايا الشمسية).

وهناك أيضا طريقتان لتجميع الطاقة الشمسية، الأولى بأن يتم تركيز أشعة الشمس على مجمع بواسطة مرايا محدبة الشكل، ويتكون المجمع عادة من عدد من الأنابيب بها ماء أو هواء، تسخن حرارة الشمس الهواء أو تحول الماء إلى بخار. أما الطريقة الثانية، ففيها يمتص المجمع ذو اللوح المستوى حرارة الشمس، وتستخدم الحرارة لتنتج هواء ساخن أو بخار .

ميزات وفوائد وأهمية إستخدام الطاقة المتجددة :

تتميز الطاقة المتجددة بعدة مميزات وفوائد مباشرة أو غير مباشرة نلخصها في النقاط التالية:

الطاقة المتجددة لا تنضب .

تعطي طاقة نظيفة خالية من النفايات ( بكافة أنواعها ) .

تهدف أولا إلى حماية صحة الإنسان .

المحافظة على البيئة الطبيعية.

ذات تكلفة إنتاج بسيطة .

تحسين معيشة الإنسان والحد من الفقر.

تأمين فرص عمل جديدة.

الحد من الإنبعاثات الغازية والحرارية الضارة وعقوابها الخطيرة.

إنخفاض عدد وشدة الكوارث الطبيعية الناتجة عن الإنحباس الحراري.

عدم تشكل الأمطار الحامضية التي تلحق الضرر بكافة المحاصيل الزراعية و أشكال الحياة.

الحد الكبير من تشكل وتراكم النفايات الضارة بكافة أشكالها ( الغازية والسائلة والصلبة ).

حماية كافة الكائنات الحية وخاصة المهددة بالإنقراض.

حماية المياه الجوفية والأنهار والبحار والثروة السمكية من التلوث.

المساهمة في تأمين الأمن الغذائي.

زيادة إنتاجية المحاصيل الزراعية نتيجة تخلصها من الملوثات الكيميائية والغازية .

وفي الأخير يمكن القول بأنه يوجد اتجاه في شتى دول العالم المتقدمة والنامية يهدف لتطوير سياسات الاستفادة من كافة أنواع الطاقة المتجددة واستثمارها، وذلك كسبيل للحفاظ على صحة الإنسان من ناحية والمحافظة على البيئة من ناحية أخرى ، بالإضافة إلى إيجاد مصادر وأشكال أخرى من الطاقة تكون لها إمكانية الاستمرار والتجدد، والتوفر بتكاليف أقل، في مواجهة الطلب الكبير على الطاقة و النمو الاقتصادي السريع والمتزايد، وهو الأمر الذي من شأنه أن يحسّن نوعية حياة الإنسان و يحسّن أيضا البيئة العالمية والمحلية.