بحث حول الطاقة المتجددة

بحث حول الطاقة المتجددة

يبحث الإنسان دوما عن مصادر جديدة للطاقة لتغطية احتياجاته المتزايدة في تطبيقات الحياة المتطورة التي نعيش فيها، في ظل نضوب مصادر الطاقة التقليدية وتكلفة استغلالها المرتفعة والتأثير السلبي لاستخداماتها على النظام البيئي.

فقد ظهرت محاولات عديدة لإمكانية الاستفادة من الإشعاع الشمسي والرياح التي تتصف بأنها طاقة متجددة ودائمة لا تنضب، وفضلا عن أهميتها في مواجهة المخاطر الناتجة في حال الاعتماد على المصادر التقليدية (النفط والغاز الطبيعي المتمثلة بالتلوث البيئي). 

ويمكن وصفها بصورة عامة بأنها (القدرة على أداء الشغل) وكلمة (Energy) تعني النشاط مأخوذة من الكلمة اليونانية (Energios) والتي تعني نشيط مكونة من مقطعين هما (en) معناها (في) وثم (ergon) معناها (شغل) يمكن أن يؤخذ على أنه شيء يحتوي شغلاً داخله.(٣) 

وبذلك يمكن تعريف الطاقة لكل اختصاص أو ميدان حسب وجهة نظره التي ينظر بها الى الطاقة، فليس بالغريب أن تتعدد تعاريف الطاقة.

تعريف الطاقة المتجددة

لقد تعددت تعريفات الطاقة المتجددة إذ تناولها العديد من العلماء والباحثين نظرا لما تشغله من أهمية كبيرة في الأوساط العلمية في أغلب مجالات الحياة سواء أكانت اقتصادية، أم اجتماعية، أم خدمية، ولقد حاول الكثير من الباحثين والمختصين في شؤون الطاقة المتجددة وضع تعريف شامل للطاقة المتجددة إلا إنهم لم يتفقوا على ذلك، لذا سنحاول التعرف على بعض تلك التعريفات، وعلى النحو التالي: تعرف الطاقة المتجددة بأنها: 

تلك الطاقة التي يتم الحصول عليها من خلال المصادر الطبيعية المتجددة والموجودة في الطبيعة بشكل كبير غير قابل للنفاد، أو النضوب، وهي نظيفة جدا إذ لا ينتج عن استعمالها أي تلوث ولا تسبب الضرر للكائنات الحية بغض النظر عن بعض الاستثناءات لذلك سميت بالطاقة النظيفة، كما ويمكن الاستفادة من العديد من مصادر الطاقة المتجددة بتقنيات بسيطة وغير مكلفة فهي على عكس مصادر الطاقة التقليدية غير المتجددة والقابلة للنضوب.(٤)

 وتعرف الطاقة المتجددة وفق التقرير العالمي لأوضاع الطاقة والذي أصدرته شركة (بريتش بتروليوم البريطانية) إذ عرفتها بأنها: الطاقة المأخوذة من الطبيعة، والتي لا تقوم على استهلاك موارد قابلة للنضوب كاليورانيوم والوقود الأحفوري وتتمثل بالطاقة الشمسية، الكهرومائية، الرياح، والكتلة الحيوية وطاقة الأمواج، فضلا عن تعريف إدارة معلومات الطاقة المتجددة الأمريكية والتي عرفتها بأنها: تلك الموارد التي لا تنضب، ولا تنفد والتي يتجدد تدفقها في الطبيعة، لكنها قد تكون محدودة، وتضمن جميع مصادر الطاقة التي ذكرت سابقا، من خلال ما سبق يبدو إن هذا التعريف يتفق مع التعريف الذي سبقه شكلا ومضمونا (٥)، لذا فالطاقة المتجددة عبارة عن مورد كهربائي مستدام يتجدد في الطبيعة تلقائيا بوتيرة أسرع من استهلاكه حيث إن الطاقة المتجددة هي ليست مصدراً حديثاً للطاقة فحسب بل إنها قطعت شوطا كبيرا في هذا المجال بعدما تم إحلالها بمصادر الطاقة الأحفورية منذ قرون عديدة.(٦)

أهمية الطاقة المتجددة 

تعد الطاقة المتجددة من أهم مصادر الطاقة مستقبلياً، إذ تعد مصدراً بديلاً للطاقة الأحفورية التقليدية التي تسعى الدول المتقدمة لاسيما الصناعية منها الوصول إليها وتحقيقها، فمن أهمية الطاقة المتجددة هي عدم مساهمتها في زيادة تركيز الغازات الملوثة في الغلاف الجوي، مما يحول دون الاحتباس الحراري، وهذا هو أهم دافع بيئي، يدعو الى الطاقة المتجددة، على العكس تماماً، من الطاقة التقليدية التي يرافق استخدامها تلوث بيئي كبير لا يمكن تفاديه بسهولة.(٧)

إن الانتقال الى عصر الطاقة المتجددة لأي دولة يحتاج الى تضافر كبير من فئات المجتمع بضرورة استعمال مصادر الطاقة المتجددة بدلاً من مصادر الطاقة التقليدية، فالطاقة المتجددة تحقق الرفاهية للمجتمع، والتي تعد ضرورة من ضرورات التنمية المستدامة المعاصرة، والطاقة المتجددة هي شرط أساسي من شروط استدامة هذه التنمية، فهي تفتح أفاق جديدة للدول الفقيرة بمصادر الطاقة التقليدية. 

وأبرز ما جاء في التقرير الذي أصدرته من قبل شبكة سياسية للطاقة المتجددة في القرن الواحد والعشرين بأن الطاقة المتجددة تلعب دوراً رئيسياً في إمدادات الطاقة العالمية، وذلك لمواجهة التهديدات البيئية والاقتصادية للتغير المناخي التي يزداد خطراً في السنوات الأخيرة بسبب غازات الاحتباس الحراري.(٨)

ومن أبرز ما تمتاز به الطاقة المتجددة هي اتصافها بكونها طاقة غير ملوثة للهواء والجو وهذا يعود لكون مصادرها طبيعية تختلف عما هو موجود في الطاقة ذلك تتميز الطاقة المتجددة بكونها لا تنضب وذات قابلية للتجدد بشكل لا يدعو للخوف من استنزاف مصادرها الطبيعية (الغلاف الجوي والشمس)، وتعمل الطاقة المتجددة على توفير الطاقة للمناطق النائية والبعيدة والمفتوحة أيضاً التي لا يمكن أن تصل إليها الطاقة التقليدية، وأفضل ما تتمتع به الطاقة المتجددة هي حرية إمكانية التوفير فلا تتأثر بما يحدث سياسياً بين البلدان، فلا تستطيع أي دولة أن تعرقل أو تمنع الشمس والرياح عن دولة أخرى كما يحدث في مصادر الطاقة التقليدية (غير المتجددة) لاسيما الفحم والبترول وغيرها، وبذلك فأن مجموع هذه المميزات يعطي الأفضلية للطاقة المتجددة وضرورة مسايرة التطور الحاصل فيها لاسيما الدول المتقدمة صناعياً التي تبحث عن سلامة الأنظمة البيئية.

خصائص الطاقة المتجددة (٩)

1. تتوفر في جميع دول العالم. 
2. تعد مصدر محلي ولا يمكن نقله ويتناسب مع تنمية احتياجات وواقع المدن والمناطق الريفية.
3. وسائل اقتصادية متعددة الفوائد والاستخدامات وتشكل دخل اقتصادي ضخم للدول.
4. تحافظ علي نظافة البيئة والصحة العامة وليس لها مخلفات تسبب التلوث.
5. مصدر مضمون توفر ه وضمن اسعار منظمة ومناسبة.
6. توفر التقنيات المستخدمة في تصنيعها بالدول النامية.
7. تدعم اقتصاد الدول من النواحي الصناعية والزراعية والاجتماعية وتساهم في تطور البيئة.

أنواع الطاقة

يمكن أن تنقسم الطاقة من حيث الاستمرارية الى نوعين هما: 

١- الطاقة غير المتجددة (المؤقتة) 

وهي الطاقة الموجودة في البيئة الجيولوجية بكمية محدودة سواء كانت هذه الكمية كبيرة أم صغيرة، وقد تكونت عبر ملايين السنين، ومن ثم تزايدت عمليات الاستخراج لمواكبة زيادة الطلب على الطاقة، وهذا يرجع الى تزايد أعداد السكان وتطور نشاطهم الاقتصادي والاجتماعي وهذا يقلل من كميات الطاقة غير المتجددة مما يصعب تعويضه، ولذلك فإن هذه الطاقة معرضة للنضوب في مدة زمنية معينة، ومن مصادرها النفط والفحم والغاز الطبيعي، فضلاً عن الطاقة النووية التي تعتمد على خام اليورانيوم بشكل رئيس والذي يستخدم لإنتاج الطاقة الكهرونووية.(١٠)

وبالجدير بالذكر فأن هذا النوع من الطاقة لا يمكن الاستمرار باستغلاله في إنتاج الطاقة لأنه معرض للنضوب في أي وقت وغير قابل للتجدد، فضلاً عن الأضرار التي ترافق استخدام هذا النوع من الطاقة بيئياً.

 ٢- الطاقة المتجددة (الدائمة) 

وهي نوع من أنواع الطاقة التي لا تنضب ولا تنفذ، وتشير تسميتها الى انها كلما شارفت على الانتهاء تولدت مجددا، كالشمس والرياح وأهم ما يميزها إنها طاقة نظيفة وصديقة للبيئة ولا تخلف غازات ضارة كغاز ثاني أوكسيد الكاربون ولا تؤثر سلبيا على البيئة المحيطة بها، ولا تؤثر في مستوى درجات الحرارة، إذ تعتبر متناقضة تماما مع مصادر الطاقة غير المتجددة كالنفط والغاز الطبيعي والتي تعد من أكثر الأسباب المؤدية لحصول المشاكل البيئية. 

وبرزت في الآونة الأخيرة من هذا القرن العشرين الاهتمامات الواسعة بالطاقة المتجددة أهمها الإشعاع الشمسي والرياح كأهم بدائل الطاقة المتجددة، غير أنها ما زالت الى حد ما مقتصرة على العالم المتقدم. وتتصف الطاقة المتجددة بكونها محلية متيسرة للجميع ونظيفة بيئياً وملائمة لجميع الإمكانات البشرية منها والاقتصادية في البلدان النامية واستمرارية توفرها بأنسب الأسعار أيضاً.(١١)

إن تزايد وتنامي الطلب على الطاقة المتجددة قد مكن بعض الدول من صياغة سيناريو الطاقة المستقبلي، وعلى سبيل المثال تهدف بعض دول الاتحاد الأوربي الى تلبية ٢٢% من حاجتها للطاقة المتجددة في عام ٢٠١٠، وقد تزايدت القدرة الكهربائية للطاقة الريحية (٣٩٤٣٤ ميكا / واط) لعام ٢٠٠٤، وتتزايد أكثر من ٧٣% من التجهيزات العالمية في أوروبا، وتأتي في مقدمتها ألمانيا الدولة الرائدة في استخدام مجالات طاقة الرياح ويصل مجمل إنتاج الطاقة المتجددة الى (١.٢ مليون ميكا / واط) بحلول عام ٢٠٢٠.(١٢)

مصادر الطاقة المتجددة 

تعد مصادر الطاقة المتجددة من أبرز الاهتمامات التي تسعى إليها جميع الدول في وقتنا الحاضر، وتعتمد مصادر الطاقة المتجددة في حالات عديدة على المناخ لاسيما الإشعاع الشمسي والرياح، إذ تتصف تلك المصادر بنظافتها ومحدودية الآثار البيئية الناتجة عنها فضلا عن كونها أكثر ديمومة وبقاء من المصادر التقليدية لاسيما الوقود الأحفوري منها (النفط والغاز الطبيعي)، ويمكن ملاحظة الاهتمام في أغلب دول العالم في السنوات الأخيرة بتنمية مصادر الطاقة المتجددة وذلك يعود لما تقوم به هذه الطاقة من تخليص البيئة من غازات الاحتباس الحراري من جانب، ولما توفر هذه المصادر من إنتاج وفير للطاقة الكهربائية من جانب آخر. ويمكن تقسيم مصادر الطاقة المتجددة إلى:

١- الطاقة الشمسية

 تعد الشمس المصدر الرئيس للطاقة، فهي من أهم مصادر الطاقة المتجددة وأكثرها وفرة، إذ أن اشعة الشمس تنتشر في جميع بلدان العالم وبشكل مستمر وهذا ما تتميز به المنطقة العربية بشكل واضح، إذ تتصف بهذا النوع من الطاقة التي لا تسبب أي نوع من أنواع التلوث، ويمكن الاستفادة منها من طريق تخزينها وتحويلها لشكل آخر من أشكال الطاقة والافادة منها مستقبلا.(١٣)

يصدر من الشمس أشعاع يكون على شكل أمواج كهرومغناطيسية تحمل في طياتها طاقة حرارية يمكن استغلالها بأفضل وجه لإنتاج كميات كبيرة من الطاقة المتجددة، إذ إن المصدر الأساس لطاقة المحيطات والغلاف الغازي ولجميع الحياة على الأرض هو الإشعاع الشمسي.(١٤)

تعد الشمس نجماً كبير الحجم ، ويمكن تمثيلها بكرة كبيرة من الغازات، والتي يقدر حجمها نحو ١٢٠٠٠٠٠ كرة أرضية (١٥). وتعتبر الأشعة التي تصدر من الشمس وما تحمله من حرارة وضوء تكون هي مصدراً للطاقة الشمسية، إذ قام الأنسان باستغلالها في توليد الطاقة الكهربائية بالاعتماد على تقنيات تكنولوجية.(١٦)

وقد جاءت تجارب حديثة في بلدان الوطن العربي في نجاح عملية توليد الطاقة الكهربائية من الأشعة الشمسية، ويستمر حتى الآن تطوير مشاريع الطاقة الكهربائية من الشمس في العراق وتونس وليبيا وغيرها.(١٧) 

فإن الأشعة الشمسية تعد من أهم مصادر الطاقة المتجددة وذلك لكونها مصدراً طبيعياً لا ينضب ولا يتوقف إشعاعه، على الرغم من كونه يصل إلينا بأشكال متعددة منتشراً أو مبعثراً، وبهذا تحتاج هذه الأشعة الى تقنيات حديثة ومتطورة لأجل تجميعها ومن ثم العمل على الإستفادة منها في توليد الطاقة الكهربائية، وأهم ما تتميز به هذه الطاقة المتولدة بكونها طاقة دائمية ونظيفة بيئياً تواكب التطور الحاصل في التكنولوجيا الحديثة.(١٨)

ففي العقود الأخيرة من القرن العشرين وحتى يومنا هذا بدأت الكثير من الأبحاث والتقارير حول الطاقة تأخذ حيزاً كبيراً في الميدان العلمي التي تدعو الى التطبيق وتطوير الطاقة الشمسية بشكل مستمر والعمل على استغلالها في البلدان العربية بشكل مكثف، وهذا ما يلاحظ اليوم في مدينة مصدر في الإمارات العربية المتحدة، ومن أبرز ما اتجهت إليه الأبحاث هو السعي الى زيادة كفاءة استخدام الخلايا الشمسية والاستخدام الأمثل لهذا النوع المهم في الطاقة أيضاً. (١٩)

وتعد الطاقة الشمسية الإشعاعية هي المولد الرئيس لعناصر الطقس والمناخ والمحفز لها، فلولاها لتوقفت جميع عناصر المناخ، لذلك فإن القوة المحركة لدورة الغلاف الجوي، وهي مصدر رئيس للطاقة المستدامة الحرارية وتوليد الطاقة الكهربائية.(٢٠) 

وهناك عدد من مناطق العالم يكفي لها كيلومتر مربع واحد من الأراضي لتوليد أو إنتاج ما بين (١٠٠ أو ١٢٠) ميجا واط / ساعه لتوليد الطاقة الكهربائية من خلال استخدام تقنيات الطاقة المتجددة.(٢١)

وفي الوقت الحاضر نجد أن التجارب والأبحاث تقوم على محاولة استغلال طاقة الشمس لإنتاج الطاقة الكهربائية، نظرا لارتفاع أسعار البترول وزيادة استهلاك الطاقة والزيادة في نسبة الغازات ومنها ثاني أوكسيد الكاربون.