بحث حول الطاقات المتجددة

ما هي الطاقة المتجددة

الطاقة المتجددة أو الطاقة النظيفة، هي الطاقة التي يكون مصدرها أحد مصادر الطبيعة المتجددة التي لا تنضب، إذ تتميز بأنها تتجدد باستمرار كما يشير لها اسمها، وأهم ما يميزها أنها طاقة صديقة للبيئة، فهي لا تلوث الهواء، إذ إنها لا تصدر غازات تساهم في التلوث مثل ثاني أكسيد الكربون، ولا تولد مخلفات تُدفن في الأرض أو تلقى بالبحر، ولا تؤثر على درجات حرارة الكوكب^[١].

تقسم الطاقة في عالمنا عامةً إلى قسمين، وهي الطاقة المتجددة التي تعتمد على مصادر الطبيعة المتجددة، مثل حركة المياه أو أشعة الشمس أو طاقة الرياح وغيرها، والقسم الثاني الطاقة غير المتجددة، وهي التي تعتمد على مصادر غير متجددة ستنضب وتنتهي مع الزمن مثل النفط والغاز الطبيعي، اللذين يتشكلان عبر ملايين السنين، وسينتهي بهما المطاف إلى أن ينفذ مخزونهما من باطن الأرض، فمثلًا يستهلك سكان الأرض سنويًا 11 مليار طن من النفط كل عام، وتتلاشى احتياطيات النفط الخام بمعدل يزيد عن 4 مليارات طن في السنة، لذلك إذا واصلنا نشاطنا على هذا النحو، فقد تنفد احتياطياتنا النفطية المعروفة خلال ما يزيد عن 53 عامًا، لذلك تظهر الحاجة الملحة إلى أن نعتمد أكثر على الطاقة المتجددة لتوفير كمية الطاقة التي تلزمنا في المستقبل.

أبرز إيجابيات الطاقة المتجددة وسلبياتها

فيما يأتي أبرز إيجابيات الطاقة المتجددة وسلبياتها:^[٢]

• أبرز الإيجابيات:
  • أنها طاقة مستدامة لا تنضب.
  • أنها طاقة مستدامة، فهي تحتاج صيانة أقل.
  • تعد طاقة صديقة للبيئة ونظيفة، غير ملوثة.
  • يمكن استخدامها لتزويد المناطق النائية بالطاقة الكهربائية بكلفة أقل من الطرق المعتمدة على الطاقة غير المتجددة.
  • تنوع مصادرها، إذ توجد العديد من المصادر الطبيعية التي يمكن الاستفادة منها لإنتاج الطاقة.
• أبرز السلبيات:
  • التكلفة المادية العالية والكلفة التشغيلية المرتفعة لإنتاج الطاقة المتجددة، على الرغم من أنها تساعد في توفير المال عند تشغيلها والحصول على الطاقة منها.
  • أغلب مصادر الطاقة المتجددة تعتمد على الطقس، مما يعني أن أي تقلبات في المناخ قد تؤثر على إنتاجية أنظمة الطاقة المتجددة، ورغم وجود حلول تكنولوجيا لذلك، خاصةً في أنظمة الطاقة الشمسية كالبطاريات، إلا أن هذا يؤدي إلى رفع تكلفتها.
  • توجد قيود جغرافية لمعظم أنواع مصادر الطاقة المتجددة، إذ يمكن الاستفادة من طاقة الرياح مثلًا في دول بينما لا تستطيع دول أخرى ذلك، وبكل تأكيد فإن إيجابيات الطاقة المتجددة تتفوق كثيرًا على سلبياتها، مما يجعل العالم يتوجه إليها أكثر وأكثر مع مرور الزمن.

أنواع الطاقة المتجددة

يمكن الحصول على الطاقة المتجددة من عدة مصادر طبيعية، ولعل أبرزها^[٣]:

• الطاقة الشمسية: تعد الشمس من أكبر مصادر الطاقة والحرارة والضوء لكوكبنا، إذ يمكننا بالاعتماد على طاقة الشمس فقط تغطية جميع احتياجات كوكبنا من الطاقة، إذ أصبح الحصول على الطاقة من الشمس أكثر سهولة في زماننا، وأكثر إنتاجية، فبمقدورنا حاليًا الحصول على الطاقة الشمسية في النهار وتخزين الفائض منها لاستخدامه ليلًا باستخدام التكنولوجيا الخاصة بذلك، ومن إيجابيات الطاقة الشمسية أنها طاقة نظيفة ومتجددة لا تنضب، ويمكن استخدامها لتزويد المناطق النائية والبعيدة بالطاقة، ولعل أبرز سلبياتها في الوقت الحالي أنها تحتاج لصيانة دورية، وتكلفتها ما زالت مرتفعة، إلا أن تكلفتها تستمر بالانخفاض يومًا بعد يوم، ومن الجدير بالذكر أن أكثر البلدان التي يمكنها الاستفادة من الطاقة الشمسية هي البلدان الموجودة على خط الاستواء، إذ يكون شعاع الشمس عاموديًّا عليها، مما يتيح لها الاستفادة بأكبر قدر ممكن من الطاقة الشمسية الساقطة عليها.
• طاقة الرياح: استفاد الإنسان من طاقة الرياح منذ القدم، إذ استخدم أجدادنا هبوب الرياح في تحريك السفن عن طريق الأشرعة، وفي زمننا أخذت طاقة الرياح أهمية أكبر، فحاليًا تشكل طاقة الرياح 6% من مجموع الطاقة التي تُولد في الولايات المتحدة الأمريكية، إذ تتميز ولايات كاليفورنيا وتكساس وأوكلاهوما وكانساس وأيوا بها، بالنسبة لآلية استخدام طاقة الرياح؛ تدور طواحين الهواء بسبب هبوب الرياح عليها، وهذه الطواحين تحول طاقة الرياح الحركية إلى طاقة ميكانيكية لتشغيل المولدات التي تحتاج لحركة دورانية لإنتاج الطاقة الكهربائية، ومثلها مثل باقي مصادر الطاقة المتجددة، تتميز أنها طاقة نظيفة، ويمكن الاستفادة منها لتوصيل الكهرباء للمناطق النائية، ومن أبرز سلبياتها الإزعاج الشديد الذي يمكن أن يؤثر على السكان المحيطين بها والطيور.
• الطاقة الكهرومائية: تعدّ الطاقة الكهرومائية حاليًا أكبر مصدر للطاقة المتجددة في الولايات المتحدة الأمريكية، إذ تعتمد على حركة المياه السريعة في الأنهار أو المياه المنحدرة من نقاط مرتفعة إلى نقاط منخفضة، إذ تقوم حركة المياه السريعة بتحريك شفرات التوربينات الخاصة بالمولدات، لتنتج المولدات الطاقة الكهربائية بعد أن اكتسبت الطاقة الحركية اللازمة لذلك.
• طاقة الكتلة الحيوية: الكتلة الحيوية هي مادة عضوية تأتي من النباتات والحيوانات، وتشمل المحاصيل وخشب النفايات والأشجار، وعندما تُحرق الكتلة الحيوية تُطلق الطاقة الكيميائية كحرارة، ويمكن أن تولد الكهرباء عن طريق التوربينات البخارية، ومن أبرز سلبياتها أنها قد تؤدي لانبعاثات تلوث البيئة ولكنها بكل تأكيد أقل بكثير من الانبعاثات الناتجة عن الطاقة غير المتجددة.
• الطاقة النووية: الطاقة النووية هي الطاقة الناتجة من انشطار أو اندماج الأنوية الذرية، وتشكل حاليًا 20% من مجموع الطاقة التي تُولّد على كوكب الأرض، وتتميز الطاقة النووية بأنها مصدر لا ينضب، وبإمكانه توفير كميات كبيرة جدًا من الطاقة، فمثلًا يحتوي الكيلو غرام الواحد من اليورانيوم أو البلوتونيوم من الطاقة (في حال استخدم بالكامل) ما يعادل 3.5 مليون كيلو غرام من الفحم، وتعد المخاطر على السلامة العامة من أبرز المخاوف التي تسبب معارضة لاستخدام الطاقة النووية، إذ إن أي تسريب للإشعاع النووي أو أي خطأ يمكن أن يؤدي لكارثة حقيقية، ومن الجدير بالذكر أن الطاقة النووية تعد طاقة بديلة أو متجددة بسبب إمكانية إعادة تدوير بعض أنواع الوقود المستخدم في الوقت الحاضر كالبلوتونيم، وبسبب أن الكميات المتوافرة من المعادن وخاماتها التي يمكننا إنتاج الطاقة النووية منها، تكفي البشرية لملايين السنين في المستقبل، مما يجعلها طاقة مستدامة.
• الطاقة الحرارية الأرضية أو الطاقة الجوفية: تعد درجة حرارة باطن الأرض مرتفعة مقارنة مع سطحها، ويمكننا الوصول إلى درجات حرارة كافية لاستخدامها في إنتاج الطاقة على بعد 5 كيلومترات أسفل سطح الأرض، إذ يمكننا حفر أنابيب للوصول إلى المياه الجوفية في هذا المستوى والتي تكون درجة حراراتها مرتفعة جدًا، وبعدها تُسحب لتشغيل المولدات، وتمتاز بإمكانية تكرار المياه التي تُسحب عن طريق إرجاعها إلى جوف الأرض بالأنابيب وإعادة سحبها، وللطاقة الحرارية الأرضية عدة سلبيات أبرزها الخوف من حدوث زلازل في بعض الحالات التي تكون فيها المنطقة ساخنة جيولوجيًا، وأبرز إيجابياتها أنها منخفضة التكاليف مقارنة بغيرها، وأنها تنتج الطاقة بكميات ثابتة ومستمرة ليلًا ونهارًا وبكافة الظروف.
• طاقة المد والجزر أو الطاقة القمرية: كما هو معلوم أن المد والجزر يعتمد على حركة القمر وجاذبيته، وحركة التيارات المائية في المد والجزر تحتوي على طاقة ميكانيكية كبيرة جدًا، يمكننا الاستفادة منها في تحريك توربينات المولدات لإنتاج الطاقة الكهربائية، إذ يمكن بناء سد أو حاجز يتألف من توربينات موجودة في أنفاق خاصة تحت سطح البحر، وتتحرك هذه التوربينات مع حركة التيارات في المد والجزر لتنتج الطاقة الكهربائية، ومن أبرز سلبياتها، أنها تعطينا فقط الطاقة لمدة 10 ساعات يوميًا فقط أي في أوقات المد والجزر، وأنها غير مجدية اقتصاديًا في عصرنا الحالي، وأنها قد تؤثر على حركة القوارب والسفن، ومن الجدير بالذكر أن أقصى طاقة ممكنة يمكننا الاستفادة منها من طاقة المد والجزر هي 2.5 تيرا واط، وقد قيست بعمليات حسابية تتعلق بالمدار القمري^[١].

المراجع

1. ^ ^{أ ب} Lora Shinn (2018-1-15), "Renewable Energy: The Clean Facts"، nrdc, Retrieved 2019-8-12. Edited.
2. ↑ KERRY THOUBBORON. (2018-10-25), "Advantages and disadvantages of renewable energy"، energysage, Retrieved 2019-8-13. Edited.
3. ↑ محسن بن علي بن محسن الجهضمي، "أنواع الطاقة المتجددة"، renewable energy project، اطّلع عليه بتاريخ 2019-8-12. بتصرّف.