أهم مصادر الطاقة المتجددة.. الفرق بين موارد الطاقة المتجددة وغير المتجددة

تعد الطاقة إحدى التحديات الكبرى التي تواجهها البشرية، خصوصا مع أزمة النفاذ التي ستواجه مصادر الطاقة التقليدية في المستقبل القريب، وأيضا الآثار البيئية المدمرة لهذه الموارد على البيئة، نتيجة تراكم وتعاظم استعمالها منذ بدايات القرن الثامن عشر. عبر ثنايا الأسطر المقبلة، نتعرف على أهم مصادر الطاقة المتجددة، كما سنعقد مقارنة سريعة بين المصادر المتجددة والغير المتجدد من حيث المساوئ والمزايا، في هذا المقال في موقع مفاهيم.. قراءة ممتعة!

جدول المحتويات

الطاقات المتجددة
التطور التاريخي لمفهوم الطاقة المتجددة
مصادر الطاقة المتجددة
مقارنة بين موارد الطاقة المتجددة وغير المتجددة

الطاقات المتجددة

ارتفع الاهتمام بما يسمى مصادر الطاقة المتجددة بالتزامن مع المخاوف المتزايدة حول العالم بشأن تغير المناخ حيث. توجد أدلة علمية كثيرة تربط غازات الاحتباس الحراري والمركبات الأخرى المنبعثة من احتراق المواد غير المتجددة مثل الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز الطبيعي) بانعكاسات خطيرة على كل من مناخ العالم وصحة الإنسان.
هناك خمسة أنواع أساسية من مصادر الطاقة المتجددة: هي الكتلة الحيوية والطاقة الكهرومائية والطاقة الحرارية الأرضية والرياح والشمس.
تتمتع الموارد المتجددة بميزة التجديد الذاتي: بمعنى أنه ما دامت الحياة ممكنة، فهي لن تنفد أبدًا. ومع ذلك، فهي تحمل عيوب كونها "محدودة التدفق".
مما يعني أن البشر لا يمكنهم ببساطة زيادة العرض من هذه الموارد، استجابة للطلب المتزايد في سوق الطاقة. فإذا تم بناء محطة كهرومائية على نهر ما، لكن التدفق بدأ يتلاشى مع مرور الوقت، فليس هناك الكثير مما يمكن للمهندسين القيام به لدفع المزيد من المياه لتحريك التوربينات المائية وتوليد الطاقة.

التطور التاريخي لمفهوم الطاقة المتجددة

عندما كان ساكنة العالم أقل بكثير مما هو عليه اليوم وكانت تكنولوجيا الطاقة في مهدها، كان حرق الخشب، على الرغم من كثافته وكثرته، كافياً لتلبية احتياجات الطاقة في بلدان العالم المختلفة. وحتى منتصف القرن التاسع عشر، لم تكن هناك أجهزة كهربائية، وكانت احتياجات التدفئة والطهي هي المحرك الرئيسي للبحث عن الوقود القابل للاحتراق من أي نوع.
ثم ظهرت الثورة الصناعية وتطورت الطاقة الكهربائية، وعلى مدى 150 عامًا أو نحو ذلك، وفر الوقود الأحفوري الغالبية العظمى من احتياجات الطاقة البشرية في جميع أنحاء العالم.
ولكن منذ أواخر القرن العشرين وبدايات القرن الواحد والعشرين، ازداد الحديث بشكل كبير على المستوى الدولي، حول نفاذ الوقود الأحفوري والخيارات المتاحة متمثلة طبعا في موارد الطاقة المتجددة، وخاصة مع الانعكاسات البيئية الخطيرة والتي باتت تهدد كوكبنا الأزرق الجميل.

مصادر الطاقة المتجددة

وكما أسلفنا فالموارد المتجددة ظهرت بمثابة الحلول التي بوسعها أن تنقذ البشرية من مصيرها المحتوم في حال اكتفت واستمرت على عهدها في استخدام الوقود الأحفوري. وباتت هذه الموارد قطاعا جاذبا للاستثمارات وبدأت مساهمتها في الناتج العالمي من الطاقة يرتفع ولو بشكل طفيف، عاما بعد عام، وتتمثل مصادر الطاقة المتجددة فيما يلي:

الطاقة الشمسية

solar energy

يمكن استخلاص الطاقة من الشمس وتحويلها إلى حرارة وكهرباء بعدد من الطرق المختلفة. والمعضلة الواضحة في الاعتماد على هذا النوع من الموارد المتجددة هو أن الشمس ليست مرئية دائمًا، وحتى في منتصف النهار حين تكون الشمس فوق الأفق، يمكن للغطاء الصحابي أن يجعل كمية الطاقة الشمسية التي تنفذ من بين السحب كمية ضعيفة جدا.
ونظرًا لأن الكهرباء لا يمكن تخزينها بكميات كبيرة، فإن الطاقة الشمسية ليست مفيدة جدا في المناطق ذات الطابع الشتوي الغائم، لأن عملية تخزين الطاقة ونقلها إلى هذه المناطق مكلف جدا كما أنه ليس عمليا.
لكن في المقابل يمكن أن يكون تركيب ألواح الطاقة الشمسية في المناطق المشمسة كافيا لتلبية حاجيات مجتمع صغير أو متوسط، كما يمكن أن توفر الصحاري نطاقا شاسعا لبناء محطات ضخمة تعتمد على هذا المورد المتجدد والنظيف.

الطاقة المائية

Hydropower

الطاقة المائية أو الطاقة الكهرومائية، هي الطاقة المولدة من الطاقة الحركية للمياه المتدفقة.
الماء مادة ذات كتلة حجمية جيدة. وغالبًا ما تكون المياه وفيرة بكثرة، ما يعني أن كتلتها أيضا ستكون ضخمة. ومن الواضح أيضا أن الماء المتدفق يمتلك قدرًا من السرعة؛ ومن له اطلاع جيد حول علوم الفيزياء، فسيعرف بأن الطاقة ما هي إلا نتاج الكتلة ضرب مربع السرعة مضروبا في ثابت.
مثل ضوء الشمس، لا يمكن التنبؤ بكمية المياه المتدفقة إلى منطقة معينة بشكل دقيق، على الرغم من أن المشاريع المائية عادة ما تكون أقل خطورة من مشاريع الطاقة الشمسية أو الرياح من حيث توافر الموارد.
كانت الطاقة الكهرومائية مورد الطاقة المتجددة الأساسي في الولايات المتحدة اعتبارًا من عام 2018، وعلى الرغم من انخفاض حصتها في الناتج العالمي، إلا أنها لا تزال إحدى أهم مصادر الطاقة المتجددة حول العالم.
الاعتبار الرئيسي عند استعمال هذا النوع من الموارد هو أنه يمكنها أن تعطل بعض النظم البيئية وموائل الحياة البرية، وربما تقضي عليها تماما.

طاقة الرياح

Wind Energy

الرياح هي حركة الهواء، وتنتج هذه الحركة عن كون طبيعة سطح الأرض مختلفة ومتنوعة بشكل كبير من مكان إلى آخر (على سبيل المثال، البحيرات، الصحاري، الجبال..) وهذه الأسطح المختلفة تمتص وتطلق الحرارة بطرق مختلفة ما يخلق تفاوتات في درجة حرارة الهواء في كل من هذه المناطق عن أخرياتها.
بشكل عام، الهواء المتواجد في المناطق البرية يسخن ويرتفع، والهواء البارد فوق المحيطات يندفع إلى البرية ليعوض الفراغ الذي يخلفه الهواء الساخن المرتفع. وهكذا انطلاقا من هذه التغيرات في درجة الحرارة تنتج حركة الهواء فيما يعرف بمسمى "الرياح".
ومن الممكن أن نقول مما مضى أن الطاقة الريحية في جوهرها ليست إلا مظهرا من مظاهر الطاقة الشمسية. وهذا صحيح إلى حد ما، إلا أن دوران الأرض على محورها يساهم أيضا في تغير تيارات الرياح.
طاقة الرياح غير مكلفة واقتصادية بشكل كبير، ولكن للأسف، فإن عدم القدرة على التنبؤ بأنماط الرياح يجعلها خيارًا غير مثاليا تماما لتوليد الطاقة على نطاقات كبيرة.

الوقود الحيوي

Biofuels

يُعرف الوقود الحيوي أيضًا باسم الكتلة الحيوية، وهو يمثل شكلاً متنوعًا ومتزايدًا بسرعة من الطاقة المتجددة. يمكن تحويل المواد المختلفة من الكائنات الحية إلى طاقة، من المواد النباتية المتحللة (بما في ذلك الخشب والنفايات) وصولا إلى القمامة ثم إلى السماد الطبيعي ومخلفات الصرف الصحي.
يمكن للوقود الحيوي مثل الإيثانول (الغاز الحيوي) أن يتولى بعض الأدوار نفسها التي يؤديها البنزين التقليدي ووقود الديزل. ولا تقتصر هذه الأنواع من الوقود على تقليل "انبعاثات الكربون" فحسب، بل تتخلص أيضًا من النفايات بطريقة مفيدة للغاية، مما يجعلها مربحة للجميع.
ورغم ذلك فكما سيخطر على بالك غالبا، فإن الحديث هنا ليس عن مورد نظيف ومتجدد بشكل مثالي كالموارد التي ذكرناها مسبقا، إلا أنه يبقى خيارا أفضل بكثير مقارنة بالوقود الأحفوري.

الطاقة الحرارية الأرضية

geothermal energy

هذا النوع من الطاقة مشتق من الطاقة الحرارية المنبعثة من أعماق الأرض نفسها بفضل عمليات التحلل الإشعاعي في الصخور الموجودة تحت سطح الكوكب. موثوقيتها العالية وحقيقة أنه يمكن توليدها محليًا تجعلها خيارا جذابا بشكل متزايد.
تنتقل الحرارة من مركز الأرض (القلب) إلى أعلى عبر الوشاح، وأخيراً إلى القشرة التي يبلغ سمكها من 3 إلى 5 أميال. يمكن للناس الاستفادة من الينابيع الساخنة الناتجة عن ذلك واستخدام هذه الحرارة لتشغيل مجموعة متنوعة من العمليات.
هذه الطاقة المتجددة، بحكم تعريفها لا تختفي، ولعلها أكثر قوة مما يدركه معظم الناس، فمركز الأرض، صدقوا أو لا تصدقوا، أكثر دفئا من سطح الشمس!

الطاقة النووية

Nuclear Energy

نظيفة ولكنها غير متجددة، إن تعريف الموارد المتجددة الصارم من شأنه أن يحذف الطاقة النووية من الاعتبار، لأن الطاقة النووية تعتمد على اليورانيوم، وهو عنصر غير متوفر بلا حدود لكن الصحيح هو ضم الطاقة النووية إلى مصادر الطاقة النظيفة بمعنى أنها "نقية" أو خالية من النفايات التي تساهم في التلوث والاحترار العالمي.
في هذا النوع من توليد الطاقة، تنقسم ذرات اليورانيوم في عملية تسمى الانشطار النووي وتطلق كميات هائلة من الطاقة، فقط مقابل كتلة ضئيلة جدا من اليورانيوم. ويتم استخدام هذه الطاقة لدفع التوربينات البخارية وتوليد الكهرباء في النهاية.
الخطر الوحيد حين يتعلق الأمر بالطاقة النووية هو خطر الانبعاثات النووية وبالأخص انفجار المفاعلات النووية كما حدث مع مفاعل تشيرنوبيل، ولكن هذا لم يوقف تقدمها وتطورها بشكل عام.

مقارنة بين موارد الطاقة المتجددة وغير المتجددة

قد يكون معرف الفرق بين الطاقة المتجددة والطاقة غير المتجددة يوضح لنا أهم مزايا وعيوب كل نوع على حدى مما يسهل علينا توظيفها بالشكل الجيد، وتتمثل فيما يلي:

مزايا موارد الطاقة المتجددة

كما أسلفنا، فنظرًا لأن الطاقات المتجددة لا يتم حرقها مثل الوقود الأحفوري، فإنها لا تطلق الملوثات في الغلاف الجوي وتوفر بيئة أكثر نظافة وصحة. كما توجد هذه المصادر في كل مكان حول العالم ولا يمكن استنفادها.
من الجدير بالذكر أيضا أن تكاليف استغلال الطاقات المتجددة تتناقص يوما بعد يوم مع تقدم التكنولوجيا، وبمجرد إنشائها، تكون تكاليف الصيانة منخفضة بشكل عام.
نظرًا لأن هناك حاجة إلى فنيين مدربين للحفاظ على المعدات، فإن بعض مصانع الطاقة المتجددة لديها القدرة على إحداث فرص عمل ووظائف أكثر من مصانع الوقود الأحفوري.
والأهم من ذلك، أن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري تصبح قليلة أو معدومة. ما سيساهم في خفض درجة حرارة الكوكب إلى معدلها الطبيعي.

مساوئ مصادر الطاقة المتجددة

غالبًا ما تكون التكاليف الأولية لإنشاء محطات الطاقة المتجددة عالية جدًا وتتطلب تخطيطًا وتنفيذًا دقيقين: فبناء السدود، على سبيل المثال، لاستخلاص الطاقة الكهرومائية يتطلب رأس مال أولي مرتفعا ونفقات صيانة عالية.
أيضا تتطلب الطاقات المتجددة مثل الطاقة الشمسية والرياح مساحات شاسعة من الأرض لإنتاج كميات طاقة تنافسية مع نظيرتها لدى الوقود الأحفوري.
تتأثر مصادر الطاقة المتجددة أيضًا بالطقس، مما يقلل من موثوقيتها. على سبيل المثال، تعتمد توربينات الرياح لاشتغالها على الرياح بشكل مطلق، ولا تعمل الألواح الشمسية في الليل، كما تكون أقل كفاءة في الأيام الملبدة بالغيوم.

مزايا موارد الطاقة غير المتجددة

الوقود الأحفوري هي مصادر الطاقة التقليدية في العالم، ومعظم محطات الطاقة الكهربائية والمركبات والمنشآت الصناعية المختلفة تعتمد عليه بشكل رئيسي.
العديد من الطاقات غير المتجددة أكثر موثوقية من معظم مصادر الطاقة المتجددة، فهي لا تخضع لظروف الطقس لذا فهي توفر طاقة مستمرة، كما أن هناك عددا من الحلول التكنولوجية التي بدأت مظهر، مثل تقنية (CCS) التي قد تسمح باستخدام الوقود الأحفوري مع تأثيرات أقل ضررًا على البيئة.

مساوئ مصادر الطاقة غير المتجددة

يوجد عدد محدود من مصادر الوقود الأحفوري وستستنفد يومًا ما.
تسببت عمليات استخراج ونقل الوقود الأحفوري في أضرار بيئية واسعة النطاق مثل حوادث النفط في عرض البحار.
والأهم من ذلك أن حرق الوقود الأحفوري يطلق غازات دفيئة ضارة في الغلاف الجوي، وفي المقام الأول ثاني أكسيد الكربون الذي يرفع من حدة الاحتباس الحراري.
يعد دمج تقنيات احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه في مصانع الوقود الأحفوري الموجودة لمنع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أمرًا مكلفًا للغاية.

لقد بات ملف الطاقة المتجددة إحدى القضايا الأكثر إلحاحا وإثارة على مستوى النقاش الدولي على أصعدته المختلفة: السياسية والاقتصادية والاجتماعية والبيئية.. وبالنظر إلى ما سلف فإن مصادر الطاقة المتجددة هي الأمل الوحيد للبشرية، لكن لحدود الساعة فإن أيا من هذه المصادر لم يستطع بعد أن يثبت قدرته على أن يكون ندا للوقود الأحفوري، وبالأخص البترول الذي غير العالم منذ اكتشافه لأول مرة.

للإستفادة من هذا المقال انسخ الرابط

https://mafahem.com/sl_3353

تم النسخ

لم يتم النسخ