مصادر الطاقة المستقبلية

مصادر الطاقة المستقبلية

الطاقة المستدامة هي الطاقة التي تتجدد باستمرار وتعرف باللغة الإنجليزية باسم `Renewable energy`، وهي طاقة نظيفة لأنها لا تنفذ.

• تعتبر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة المائية، من أبرز المصادر الطبيعية التي لا تنضب مهما طال الزمن، وهي ناتجة عن هذه المصادر الطبيعية
• يعمل العديد من الباحثين والمتخصصين في هذا المجال على تحويل الطاقات المتجددة إلى المصدر الرئيسي للطاقة في المستقبل واستغلالها بالكامل.

أهم مصادر الطاقة المستقبلية

استخدم البشر الطاقة المتجددة منذ القدم، ورغم أنها لم تكن تستخدم بنفس الطريقة، إلا أنها كانت لها أهمية كبيرة في التدفئة والنقل والإضاءة. وبعض أنواع مصادر الطاقة المستقبلية هي:

الطاقة الشمسية

• تعتبر الطاقة الشمسية واحدة من أهم المصادر المتجددة على سطح الأرض وأكثرها توفرًا، حيث تصل إلى كوكب الأرض كميات كبيرة من الطاقة الشمسية تفوق ما يحتاجه البشر.
• تتمثل الطاقة الشمسية في الضوء والحرارة التي تنبعث من الشمس، وقد استغل الإنسان الطاقة الشمسية منذ القدم.
• هناك عدد من العوامل التي تقوم بالتأثير على الطاقة الشمسية منها:
  • تختلف كمية الطاقة التي تنبعث من الشمس بحسب الموسم والوقت.
  • يؤثر الموقع الجغرافي بشكل كبير على كمية الطاقة الشمسية التي تتلقاها تلك النقطة من سطح الأرض.
• يزداد اعتماد العالم على الطاقة الشمسية بشكل كبير نظرًا لكونها من مصادر الطاقة المتجددة والنظيفة التي تلعب دورًا هامًا للإنسان، وتعد الولايات المتحدة من بين الدول التي تعتمد بشكل كبير على الطاقة الشمسية، ويتزايد اعتمادها عليها مع مرور الوقت.

طاقة الرياح

• تُعَدُّ طاقة الرياح من بين الطاقات المتجددة التي يتم الاعتماد عليها للحصول على الطاقة النظيفة، وبسبب الاهتمام المتزايد بطاقة الرياح والجهود المبذولة للاستفادة منها بشكل أكبر، قامت العديد من الدول في جميع أنحاء العالم بتوزيع مزارع الرياح للحصول على أكبر كمية ممكنة من طاقة الرياح.
• وقد ساهمت الولايات المتحدة الأمريكية بشكل كبير في توزيع مزارع الرياح للحصول على الطاقة الناتجة عن الرياح.
• تتم توليد الطاقة الكهربائية من طاقة الرياح، من خلال التوربينات أو المراوح التي تعمل عند دورانها على توليد الكهرباء.
• في عام 2018، كانت القدرة الإنتاجية لتوربينات طاقة الرياح في جميع أنحاء العالم 650.7 جيجاواط، وخلال عامين فقط، وبالتحديد في عام 2020، زاد معدل الإنتاج بنسبة 7% في أوروبا.

عيوب طاقة الرياح

على الرغم من أن طاقة الرياح هي واحدة من أهم الطاقات المتجددة النظيفة، والتي انتشرت في العديد من دول العالم وحاول الكثيرون استغلالها، إلا أنها لها بعض العيوب والمشكلات:

• في بعض المناطق والأوقات، قد لا تكون الرياح المناسبة متاحة بكميات كافية لتوليد الكهرباء من الرياح، وبالتالي، فإن طاقة الرياح لا يمكنها المنافسة مع مصادر الطاقة الأخرى.
• تتطلب الرياح إنشاء شبكة كهربائية متكاملة لنقل الرياح من مناطق توليدها، لأن الرياح لا تتوفر في العديد من المناطق، وبالتالي فإن تلك الشبكات تكون بعيدة عن المناطق السكنية.
• تستنزف الأراضي بشكل كبير لتركيب التوربينات، ومع ذلك تكون أرباح طاقة الرياح قليلة.
• تؤثر التوربينات بشكل سلبي على عدة جوانب، حيث تصدر صوتًا عاليًا مزعجًا يسبب الضوضاء، وتؤثر على شكل الأرض وتحويلها إلى شكل غير جمالي.

الطاقة المائية

• تعتبر الطاقة المائية واحدة من أهم مصادر الطاقة المتجددة من الناحية التجارية، ويتم استغلالها عن طريق بناء السدود والحواجز المائية.
• يمكن استخدام خزان مياه كبير للحصول على تدفق جيد للمياه، وبالتالي التحكم السهل في التوربينات والاستفادة من الطاقة المائية بسهولة.
• تعتبر الطاقة المائية أكثر موثوقية من الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، حيث لا تتأثر بالعوامل الخارجية ويمكن الاعتماد عليها بشكل أكبر.
• في عام 2019، بلغت طاقة الكهرومائية العالمية 1307 جيجاوات.
• بحسب توقعات الوكالة الدولية للطاقة، يتوقع أن يحقق السوق العالمي للطاقة نسبة نمو سنوية تبلغ 2.5% من عام 2020 وحتى 2025 .
• تمتلك الصين محطة سد الخوانق الثلاثة وهي الدولة الأولى والوحيدة التي تمتلك هذا السد الضخم في العالم.

بعض مصادر الطاقات الأخرى

الكتلة الحيوية الزراعية

• هو مصدر للطاقة النظيفة يتم الحصول عليه من بقايا النباتات.
• عندما ينتهي المزارعون من حصاد المحاصيل في الحقول، يتوفر عدد كبير من بقايا النباتات التي يستخدمها الباحثون والمتخصصون في توليد طاقة نظيفة ومتجددة.
• قيمة السوق العالمي لطاقة الكتلة الحيوية الزراعية بلغت 49.8 مليار دولار في عام 2019م.

النفايات الصلبة

• تتم توليد الطاقة الكهربائية من النفايات الصلبة، وهي فكرة شائعة في العديد من بلدان العالم.
• وصلت قيمة سوق توليد الطاقة من النفايات الصلبة عالميًا إلى حوالي 35.1 مليار دولار في عام 2019، وتغطي النفايات الصلبة حوالي 14٪ من احتياجات الطاقة في العالم.
• يصرح بعض الباحثين بأن نسبة طاقة النفايات الصلبة قد تصل إلى 50.1 مليار دولار بحلول عام 2027.

الطاقة الحرارية الأرضية

• يتم استخدام الطاقة الحرارية التي تنبعث من باطن الأرض كمصدر لتوليد الطاقة الكهربائية.
• انتشر استخدام هذه الطريقة لتوليد الطاقة الكهربائية في عدد من البلدان مثل الولايات المتحدة والفلبين وإندونيسيا.
• وصلت قيمة السوق العالمية للطاقة الحرارية الأرضية إلى 1.4 مليار دولار في عام 2019.
• يتوقع أن تزداد الطاقة الحرارية الأرضية بمعدل سنوي يصل إلى 1.6 مليار دولار بحلول عام 2025.

سلبيات مصادر الطاقة المتجددة

على الرغم من أن الطاقة المتجددة هي أفضل أنواع الطاقة وتتمتع بالعديد من الفوائد، إلا أن لها بعض السلبيات وبالتالي لا يمكن الاعتماد عليها بشكل كامل كمصدر للطاقة أو كبديل للطاقة غير المتجددة، وتشمل هذه السلبيات:

قدرتها على إنتاج الطاقة ليست كافية

• استخدام الطاقات المتجددة لا يزال غير كافٍ ليكون بديلاً ومصدرًا للطاقة غير المتجددة.
• على الرغم من أن الطاقة المتجددة مستمدة من مصادر دائمة مثل الشمس والماء، إلا أنها في كثير من الأحيان تنتج كمية أقل من الطاقة بالمقارنة مع الطاقة الغير متجددة.
• قام بعض المختصين بوضع حلول لهذه المشكلة، مثل زيادة عدد محطات توليد الطاقة المتجددة، أو البحث عن طرق جديدة للحد من استهلاك الطاقة.

تأثرها بالطقس

• الطاقة مرتبطة بشكل وثيق بالطقس، وفي كثير من الأحيان يؤثر الطقس السيئ على توليد مصادر الطاقة المتجددة بشكل سلبي.
• تختلف كمية الطاقة التي تصدر من الشمس من منطقة لأخرى، وتعتمد على كميات الطاقة التي تصل إلى تلك المنطقة.
• تتأثر مولدات الطاقة المائية بكمية وشدة الأمطار التي تساعد في إنتاج الطاقة الكهربائية، وتحتاج التوربينات إلى رياح قوية للدوران.
• لذلك يُعتبر دائمًا توليد طاقة كافية من المصادر المتجددة صعبًا بسبب تأثر كميات الطاقة المنبعثة بالطقس والحالة الجوية بشكل كبير.

التكلفة الأولية العالية

• من الممكن أن يكون استخدام الطاقة المتجددة أقل تكلفةً من استخدام الطاقة غير المتجددة، وعلى الرغم من ذلك، قد تكون التكاليف الأولية لإنتاج الطاقة المستدامة عاليةً بشكل كبير.
• تكون تكاليف الطاقة المتجددة أعلى بسبب التقنيات والآلات المستخدمة في إنتاجها، بينما تكون التقنيات المستخدمة في الطاقة غير المتجددة أقل تكلفةً.
• هذا يعد من العوائق التي تحول دون استخدام الطاقة المتجددة كمصدر أساسي للطاقة والاعتماد عليها بشكل كامل.
• من الممكن اتباع بعض التعديلات التي تعزز استخدام الطاقة المتجددة كمصدر أساسي للطاقة، مثل الإعفاءات الضريبية التي تشمل التقنيات والآلات المستخدمة في إنتاج الطاقة المتجددة، وتقديم خصومات مالية لتشجيع استخدام الطاقة المتجددة كمصدر للطاقة وبديل للطاقة الغير متجددة.

مساحات واسعة

• تحتاج لإنشاء العديد من محطات الطاقة المتجددة لتوليد الطاقة الكهربائية من مصادر الطاقة المتجددة.
• وبالتالي، يتم استخدام مساحات واسعة لإنشاء تلك المحطات، حيث يمكن أن تصل هذه المساحات إلى 400,000 متر مربع لإنتاج 20 ميغاواط من الطاقة.
• بالنسبة للطاقة النووية، يتم استخدام مساحات تبلغ ما يصل إلى 2.590.000 متر مربع لإنتاج 1000 ميجاواط من الطاقة.

تلوث البيئة

• من الواضح أن الطاقة المتجددة هي طاقة نظيفة وهي الخيار الأفضل عن الطاقة غير المتجددة فيما يتعلق بعدم تلوث البيئة.
• رغم أن الطاقة المتجددة تُستخدم لتقليل الأضرار الناتجة عن استخدام الوقود الأحفوري، إلا أن هناك مصادر للطاقة المتجددة تؤدي إلى إنتاج الغازات الدفيئة مثل غاز ثاني أكسيد الكربون وغاز الميثان، وتُعد من أكثر أنواع الغازات التي تلوث البيئة.
• قد يكون سبب تلوث الطاقة المتجددة في البيئة هو استخدام تقنيات الطاقة غير المتجددة.