الطاقة المتجددة أو النظيفة لا تنضب ولا تنفد وصديقة للبيئة

| د. قحطان السيوفي

تُعتبر الطّاقة مكوناً أساسياً من مكوّنات العالم، الطّاقة تتولد عادةً من مصادر طبيعيّة وأخرى غير طبيعيّة، لذلك تقسم إلى نوعين رئيسيين، هما: الطاقة المتجدّدة، وهي التي تعتمد على المصادر الطبيعيّة، وأخرى غير متجدّدة، وتعتمد على مصادر غير طبيعيّة، لكنّها تشكّلت مع الزّمن وتحت تأثير مجموعة من العوامل.

مفهوم وأشكال الطاقة

1- الطاقة التقليدية أو المستنفدة: وهي الطاقة التي تعتمد على الوقود الأحفوري وتشمل البترول بمشتقاته كافة والفحم والمعادن والغاز الطبيعي.
2- الطاقة المتجددة أو النظيفة: وهي الطاقات المتجددة أي التي لا تنضب وتشمل العديد من الطاقات التي يمكن الاستفادة منها وهي «طاقة الرياح والهواء والطاقة الشمسية وطاقة المياه أو الأمواج والطاقة الجوفية في باطن الأرض وطاقة الكتلة الحيوية».
في بحثنا هذا سنسعى لتسليط الضّوء على الطّاقة المتجدّدة وكلّ ما له علاقة بها.
تعريف الطاقة المتجددة: الطاقة المتجددة هي الطاقة المتولّدة من مصدر طبيعي لا ينضب ومستمر وغير تقليدي، ولا يتطلب سوى إجراء عملية تحويل لمصادر الطاقة الطبيعية إلى طاقة متجددة، ليُسهّل على الإنسان الاستفادة منها واستخدامها في تقنيات الحياة، وتتوافر وسائل الطاقة المتجددة بشكل واسع وكبير في محيط الحياة الطبيعية، وقد تُغني عن مصادر الطاقة الناضبة وغير المتجددة، والتي قد تنفد من كثرة الاستخدام، وهي من الوقود الأحفوري المتكوّن في جوف الأرض.
الطاقة المتجددة، تختلف جوهرياً عن الوقود الأحفوري الذي يضم «البترول والفحم والغاز الطبيعي» أو «الوقود النووي الذي يستخدم في المفاعلات النووية».
حاليا أكثر إنتاج للطاقة المتجددة يـُنتج في محطات القوى الكهرمائية بوساطة السدود أينما وجدت الأماكن المناسبة لبنائها على الأنهار ومساقط المياه، وتستخدم الطرق التي تعتمد على الرياح والطاقة الشمسية طرقاً على نطاق واسع في البلدان المتقدمة وبعض البلدان النامية، وهناك بلدان عديدة وضعت خططاً لزيادة نسبة إنتاجها للطاقة المتجددة، بحيث تغطي احتياجاتها من الطاقة بنسبة 20% من استهلاكها عام 2020.

لماذا الطاقة المتجددة؟

إن الاستخدام المكثف والمبالغ للطاقة التقليدية التي تعتمد على «الوقود الأحفوري» البترول ومشتقاته والفحم والغاز الطبيعي «تتسبب بأضرار بالغة الخطورة إلى الإنسان والبيئة وجميع الكائنات الحية، وأدى إلى تلوث بيئي، وإلى الاحتباس الحراري وارتفاع درجة حرارة الأرض والأمطار الحامضية وإلى العديد من الكوارث البيئية التي بدأت، ولا يعرف متى تنتهي بالإضافة إلى المشاكل الصحية التي يصعب تعدادها وحصرها، ما أدى إلى البحث عن مصادر للطاقة البديلة والنظيفة والتي تحقق التنمية المستدامة، ولا تؤثر سلباً في صحة الإنسان والبيئة، وهذا ما يتحقق في الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة التي تتولد بصورة طبيعية وبصفة مستدامة، ومن دون أن ينتج عنها أي نوع من أنواع النفايات الضارة.
الواقع أن العالم اليوم يبحث عن الطاقة ومصادرها وتنوعها للاستفادة منها في تحريك ودعم المشاريع التنموية، فالطاقة عموماً أصبحت تشكل محركاً رئيساً لجميع الاقتصادات التي تبحث عن تنوع إيراداتها ودعم الناتج المحلي.

Renewable Energy الطاقة المتجددة

هي الطّاقة التي لا تنضب ولا تنفد، بحيث أنها كلما شارفت على الانتهاء توجد مجدّداً، ويكون مصدرها أحد الموارد الطبيعيّة، كالرّياح، والمياه، والشّمس، وأهمّ ما يميزها أنها طاقة نظيفة وصديقة للبيئة، لكونها لا تخلّف غازات ضارّة كثاني أكسيد الكربون، ولا تؤثّر سلباً في البيئة المحيطة بها، كما أنها لا تلعب دوراً ذا أثر يذكر في مستوى درجات الحرارة.
وتعتبر الطاقة المتجددة أحد الموضوعات الأكثر شيوعاً. ويكمن تأثير الطاقة المتجددة في حل الكثير من المشاكل التي نواجهها هذه الأيام، لأنه يمكننا من خلال استخدام موارد الطاقة الطبيعية إزالة أو على الأقل الحد من تأثير التلوث، وكذلك التقليل من النفايات.

أنواع الطاقة المتجددة

الطاقة الشمسية

أحد أهم المصادر التي يطمح العالم إليها، فقد بدأت الاستثمارات تتدفق بقوة خلال هذا العقد 2010ــ 2019 بما يزيد على ثلاثة أمثال الاستثمارات في سنوات العقد الماضي، وقريباً سيصل مجموع الاستثمارات العالمية في هذه المجال إلى 2.6 تريليون دولار، وستكون الطاقة الشمسية قد جذبت 1.349 تريليون دولار، أي نصف استثمارات الطاقة المتجددة التي تمت على مدى العقد.
الطاقة الشمسية يتم الحصول عليها من خلال أشعة الشمس التي يتم تحويلها إلى طاقة حرارية وكهربائية. وتعتبر الطاقة الشمسية من أكثر أنواع الطاقة نقاء وأكثرها شيوعاً في الاستخدام كمصدر للطاقة المتجددة. ويمكن استخدام الطاقة الناتجة عن الشمس في الكثير من الطرق التي يأتي من بينها على سبيل المثال إنتاج الطاقة الكهربائية والإنارة وكذلك في الاستخدامات الصناعية.
فيما يلي النوعان الرئيسان للوسائل التقنية الخاصة بالطاقة الشمسية المستخدمة في العالم اليوم:
– الطاقة الحرارية الشمسية.
– الطاقة الجهدية الشمسية أو الطاقة الكهربائية.
يعمل النظام الحراري الشمسي على تحويل أشعة الشمس إلى حرارة، ويمكن استخدام هذا النظام في سخانات المياه كما يمكن استخدامه في توليد البخار.

الطاقة الجهدية الشمسية

– الطاقة الكهربائية

تعتبر الطاقة الجهدية الشمسية أو الطاقة الكهربائية عملية تحويل أشعة الشمس بشكل مباشر لتوليد الطاقة الكهربائية من خلال استخدام الخلايا الجهدية الضوئية أو ألواح الطاقة الشمسية كما تعمل أشعة الشمس على توليد أشعة كهرومغناطيسية.

كيف يمكن استخدام الطاقة الشمسية؟

تعمل الشمس على توفير أحد أسرع مصادر توليد الطاقة الكهربائية النظيفة والمستدامة من دون أي تلوث أو إشعاع يضر بالبيئة، ويمكن تثبيت ألواح الطاقة الشمسية على الأجزاء العلوية من أسطح المنازل للمساعدة في توليد الطاقة الكهربائية بطريقة مستدامة، كما يمكن الاستفادة من الطاقة الشمسية بشكل كبير للغاية في المناطق التي لا يمكن توصيل كابلات الطاقة الكهربائية إليها. كما إنها تعمل بشكل فعال في المناطق البعيدة التي تكون فيها عملية توليد الطاقة الكهربائية مكلفة للغاية وغير سهلة، وتحصل تلك المناطق على الطاقة الكهربائية مادامت تصل إليها أشعة الشمس بطريقة رخيصة وسهلة.
تمّ استخدام الطّاقة الشمسيّة في عصر ما قبل التّاريخ، وذلك عندما قام الرّهبان باستخدام الأسطح المذّهبة لإشعال ميزان المذبح. وفي عام 212 ق.م قام أرشميدس بحرق الأسطول الروماني، وذلك من خلال تسليط ضوء الشّمس عليه من مسافة بعيدة، مستخدماً في ذلك المرايا العاكسة. وفي عام 1888 توصّل وستون إلى طريقة لتحويل الطّاقة الشمسيّة إلى طاقة ميكانيكيّة، وذلك باستخدام ما يسمّى عمليّة الازدواج الحراري، حيث قام بتوليد جهد بين نقط الاتصال السّاخنة والباردة.
هذا النوع من الاستثمارات العالمية الكبيرة يلقى دعماً من قمة الأمم المتحدة للعمل من أجل المناخ 2019، ما يجعل التغير المناخي القضية الحاسمة حالياً.
ومن أجل ذلك وضعت الأمم المتحدة خطة عمل واسعة من عدة أنشطة أولها تعزيز الالتزامات الوطنية بمخططات انعدام أي انبعاثات وخاصة في البلدان الرئيسة التي تنبعث منها الغازات، ثم منشط العوامل الاجتماعية والسياسية الذي يهتم بالقضايا الشاملة في الصحة والمناخ والأمن.
يأتي الدفع بالطاقات المتجددة، والكفاءة في استخدام الطاقة، وتخزين الطاقة، والوصول والإبداع إضافة إلى حشد الاستثمارات من أجل التحول في مجال الطاقة، إضافة إلى هذا هناك أنشطة قوية باتجاه التحول في مجال الصناعة. يركز المسار على إيجاد التزامات قوية من القطاعات التي يصعب فيها التخفيف «الفولاذ، الإسمنت»، كما تعمل مناشط في مجال المدن والعمل المحلي لرفع الالتزامات الطموحة حول خفض الانبعاثات وتقوية البنية التحتية، مع الحلول المستندة إلى الطبيعة والمرونة والتكيف إضافة إلى التمويل المناخي وتسعير الكربون.

الكتلة الحيوية

وهي الطاقة التي تستمد من المواد العضوية من «النباتات أو مخلفات الحيوانات أو النفايات أو المخلفات 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 التخمّر 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.
تأتي الكتلة الحيوية من بين الأشكال الرئيسة والأكثر استخداماً من أشكال الطاقة المتجددة، التي تقوم بشكل أساسي باستخدام المواد العضوية ومن بينها أورومات الأشجار الميتة أو حتى النباتات الحية وتحويلها إلى طاقة، والتي يمكن استخدامها بطرق مختلفة.
يعد حرق الأخشاب من بين الممارسات القديمة لإنتاج الطاقة من الكتلة الحيوية، ومع ذلك تعد هذه الممارسة من الأمور الحديثة المحظورة خلال هذه الأيام، نظراً لأنها تؤدي إلى التلوث وخصوصاً تلوث الهواء نتيجة لانبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون نتيجة الحرق بالإضافة إلى الرماد المتطاير.
وفرت التقنيات الحديثة لحرق الكتلة الحيوية لإنتاج الطاقة (وهو ما يعد أكثر الأشكال المباشرة للحصول على الطاقة من خلال الكتلة الحيوية) كما يمكن تحويل الكتلة الحيوية باستخدام العديد من الطرق التي يأتي من بينها الطرق الحرارية والبيوكيميائية والكيميائية. يعتبر الوقود الحيوي مصدراً نظيفاً للطاقة يتم استخدامه بديلاً من الغاز والوقود الأحفوري.

كيف يمكن استخدام الكتلة الحيوية؟

هناك العديد من الطرق التي يتم من خلالها استخدام الطاقة الناتجة عن الكتلة الحيوية ومنها إنتاج الكهرباء في بعض مناطق المدن التي تعاني نقصاً في إمدادات الكهرباء وفي المدن الصديقة للبيئة التي تحرص على مستقبل مستدام، فهناك طرق مختلفة لتحويل الكتلة الحيوية إلى كهرباء، ويأتي من بين أبسط تلك الطرق حرق الكتلة الحيوية لتسخين المياه بشكل مباشر، ما يؤدي إلى إنتاج بخار الماء الذي يتم إرساله من خلال محرك البخار الذي يعمل على توليد الطاقة الكهربائية اللازمة.

طاقة الرّياح

يلجأ الإنسان إلى الاعتماد على توربينات الرّياح لاستخراج الطّاقة من الرّياح، وتوليد الطّاقة الكهربائيّة منها، كما تستخدم طاقة الرّياح لإنتاج الطّاقة الميكانيكيّة فيما يُسمّى طواحين الهواء. وما يقارب 2% من ضوء الشّمس الذي يسقط على سطح الكرة الأرضيّة، يتحوّل إلى طاقة حركة للرياح. ولطاقة الرّياح استخدامات متعدّدة، من أبرزها: ضخّ المياه باستخدام طاقة مضخّات الرّياح؛ فمضخّات الرّي التي تعمل بالرّياح منتشرة بكثرة في أستراليا، وأجزاء من إفريقيا، وآسيا، وأميركا اللاتينية.
وتتوافر بشكل دائم ومتجددّ باستمرار، وتعتبر من أكثر مصادر الطّاقة النّظيفة والصّديقة للبيئة.

طاقة المد والجزر

تعتبر طاقة المد والجزر من أنواع الطاقة المتجددة التي تعمل على استخدام الأمواج الناتجة عن المد والجزر لإنتاج الطاقة المائية (الهيدرولوجية) التي يتم تحويلها بعد ذلك إلى طاقة يتم استخدامها في مجالات الحياة كافة.
يأتي إنتاج طاقة المد والجزر من خلال استخدام حركة الأمواج ذهاباً وإياباً (قدوم الأمواج وعودتها في كلا الاتجاهين) والتي بدورها تنتج الطاقة الحركية اللازمة لتحريك توربينات الطاقة الكهربائية المثبتة تحت الماء لتوليد الطاقة الكهربائية اللازمة.

أنواع توليد طاقة المد والجزر

• مولد البخار للمد والجزر: يستخدم الطاقة الحركية الناتجة عن حركة المياه لتحريك توربينات الطاقة.
• السد الحاجز للمد والجزر: يستخدم الطاقة المحتملة الناتجة عن اختلاف الارتفاع بين أمواج المد المرتفع والمد المنخفض.
• قوة المد والجزر الديناميكية: تستخدم هجيناً بين الطاقات الحركية والطاقات المحتملة للحصول على الكهرباء.
• بحيرة المد والجزر: الاحتفاظ الدائري الذي يستخدم لالتقاط الطاقة المحتملة من المد والجزر.
وعلى الرغم من الأوجه الإيجابية لطاقة المد والجزر في إنتاج طاقة نظيفة، إلا أن لها تأثيرات سلبية في البيئة وخصوصاً على البيئة البحرية والتي نوجز بعضها:
1- المحركات الخاصة بالمد والجزر: تقوم بقتل الكائنات البحرية، وذلك عند دورانها لإنتاج الطاقة الكهربائية. كما أنها تتسبب بهروب معظم الأسماك من المنطقة، وذلك نتيجة الحركة المستمرة للمحركات وهو ما يؤثر في الحياة البحرية بشكل عام.
2- السد الحاجز للمد والجزر: يمكن من خلال تركيب السدود الحاجزة للمد والجزر حدوث العديد من المشاكل التي تواجه قطاعات الأسماك التي تعيش في المنطقة… وقد تؤثر في الحياة البيئية، حيث تقوم بقتل الكائنات التي توجد فيها بشكل عام.
3- بحيرات المد والجزر: مخاطر من اصطدام الأسماك بشرائح المحركات أثناء دخول البحيرات وهو ما يؤدي إلى تلويث المياه والتسبب في الكثير من المشاكل التي تلحق بالمحركات.
4- التآكل: قد يؤدي توفير محركات تحت المياه إلى إلحاق الأذى والضرر بالبيئة البحرية المحيطة وتعرض المحركات نفسها إلى التآكل والصدأ.
غالباً ما يتم استخدام الطاقة الناتجة عن المد والجزر في إنتاج الطاقة الكهربائية كما يتم استخدامها في عمليات طحن الحبوب. كما تتمتع بالكثير من المزايا.
تعتبر الطاقة الناتجة عن المد والجزر من وسائل الطاقة المستدامة لأنها تعتبر منخفضة التكاليف لتوليدها، كما أنها تتطلب القليل من أعمال الصيانة اللازمة.

الطّاقة الكهرمائيّة:

يعتبر مصطلح كهرومائيّة مصطلحاً شاملاً للكهرباء والماء معاً، ويستخدم هذا النّوع من الطّاقة في استغلال الطّاقة المائيّة لتوليد الطّاقة الكهربائيّة.

الطاقة الناتجة عن حرارة الأرض

يتم استخدام الطاقة الناتجة عن حرارة الأرض في الكثير من الطرق المفيدة، حيث يمكن الحصول على الطاقة الناتجة عن حرارة الأرض كالينابيع الحارة.
هناك ثلاث طرق لاستخدام الوسائل التقنية الخاصة بالحرارة الناتجة عن الأرض:
• إنتاج الطاقة الكهربائية الناتجة عن حرارة الأرض، يتم استخدام هذه الوسيلة التقنية لإنتاج الطاقة الكهربائية من خلال الحرارة الناتجة عن الأرض.
• الاستخدام المباشر للحرارة الناتجة عن الأرض: يمكن استخدام هذه الوسيلة التقنية لإنتاج الحرارة الواردة بشكل مباشر من المياه الساخنة داخل الأرض.
تعتبر الطاقة الناتجة عن حرارة الأرض طريقة صديقة للبيئة للغاية، ولا تنتج أي ملوثات كما أنها لا تحتل أي مساحة، وهو ما يساعد في حماية البيئة.

الطاقات المتجددة وأهميتها للإنسان والبيئة

ازداد مؤخراً ما يعرف باسم «تجارة الطاقة المتجددة»، 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 كثيراً بذلك النوع من الطاقات النظيفة على الرغم من توافر الظروف البيئية والمناخية كافة 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 إلى أن 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 إفريقيا عام 2010، ليبلغ 1.28 مليار دولار أميركي.
وعلى الرغم من هذا النمو الاستثماري، فهو لا يزال هامشياً بالمقارنة مع الاستثمار العالمي، إذ ارتفع إجمالي الاستثمارات العالمية الجديدة في قطاع الطاقة المتجددة عام 2010 ليبلغ 243 مليار دولار أميركي ميزات وفوائد وأهمية استخدام الطاقة المتجددة:
تعد الطاقة المتجددة مصدراً محلياً ولا يمكن نقله، وسائل اقتصادية متعددة الفوائد والاستخدامات، وتشكل دخلاً اقتصادياً ضخماً للدول. تحافظ على نظافة البيئة والصحة العامة، وليس لها مخلفات تسبب التلوث.
أهم الميزات والفوائد المباشرة أو غير المباشرة للطاقة المتجددة نلخصها في التالي:
1- الطاقة المتجددة لا تنضب.
2- تعطي طاقة نظيفة خالية من النفايات (بأنواعها كافة).
3- تهدف أولاً إلى حماية صحة الإنسان.
4- المحافظة على البيئة الطبيعية.
5- ذات تكلفة إنتاج بسيطة.
6- تحسين معيشة الإنسان والحد من الفقر.
7- تأمين فرص عمل جديدة.
8- الحدّ من الانبعاثات الغازية والحرارية الضارة وعواقبها الخطرة.
9- انخفاض عدد وشدة الكوارث الطبيعية الناتجة عن الاحتباس الحراري.
10- عدم تشكل الأمطار الحامضية التي تلحق الضرر بالمحاصيل الزراعية وأشكال الحياة كافة.
11- الحد الكبير من تشكل وتراكم النفايات الضارة بكل أشكالها (الغازية والسائلة والصلبة).
12- حماية الكائنات الحية كافة وخاصة المهددة بالانقراض.
13- حماية المياه الجوفية والأنهار والبحار والثروة السمكية من التلوث.
14- المساهمة في تأمين الأمن الغذائي.
15- زيادة إنتاجية المحاصيل الزراعية نتيجة تخلصها من الملوثات الكيميائية والغازية.
16- يحسّن أيضاً البيئة العالمية والمحلية.
17- غاز حيوي وألواح كهروضوئية وعنفة رياح.
18- مفاعل حيوي يستعمل الطحالب بين معدنين مختلفين، كالنّيكل والحديد مثلاً.

استخدامات الطاقة كما يلي:

المجال العسكري والمجال المنزلي، والمجال الصناعي، والمجال الزراعي أيضاً لتشغيل مضخات الري الشمسية التي تفيد في رفع ووصول مياه الري للأراضي الزراعية، وفي تدفئة بعض المزروعات التي تحتاج إلى الحرارة في الشتاء.
في الختام يمكن القول: هناك اتجاه في شتى دول العالم المتقدمة والنامية يهدف لتطوير سياسات الاستفادة من جميع 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، والتوافر بتكاليف أقل، في مواجهة الطلب الكبير على الطاقة والنمو الاقتصادي السريع والمتزايد، وهو الأمر الذي من شأنه أن يحسّن نوعية حياة الإنسان. ومن المفيد، بل الضروري أن تولي الحكومة السورية المزيد من الاهتمام لاستخدام الطاقة المتجددة، وخاصة في ظروف الحرب الاقتصادية الظالمة على سورية.