تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
تحقيق توازن طاقة مستدام
المؤلف:
روبرت ل. إيفانز
المصدر:
شحن مستقبلنا بالطاقة مدخل الى الطاقة المستجدة
الجزء والصفحة:
ص257
2025-05-13
21
إن الهدف من أي خطة للطاقة محلية أو قومية، أو دولية، هو تقديم توازن معقول بين الطلب على الطاقة ومخزونها في كل القطاعات الاقتصادية وكلمة «معقول» يمكن تفسيرها بالطبع بشكل مختلف بحسب الأشخاص المعنيين بهذا التعبير، فبالنسبة إلى المستهلك، الذي تمثل فاتورة الطاقة المستمرة بالارتفاع أحد همومه اليومية، يمكن تفسير كلمة بكلفة «معقولة» أو أسعار متناسبة مع الدخل. أما بالنسبة إلى مُختص بالبيئة أو مناصري البيئة، فيمكن أن تفسر كلمة «معقول» بما لا يقل من الاعتماد الكلي على الطاقة المتجددة لتلبية كل حاجاتنا من الطاقة تقريباً، وأخيراً، بالنسبة إلى رئيس شركة طاقة عالمية يمكن تفسير كلمة «معقول» بالأسعار التي تمكن هذه الشركة من الحصول على أرباح جيدة باعتبار أنها تستثمر مبالغ كبيرة لإيجاد مصادر كربوهيدراتية جديدة، أو لتطوير تكنولوجيا جديدة تهدف إلى تخفيض الاعتماد على الوقود الأحفوري. والنتيجة النهائية، كما هو الحال في معظم مسائل السياسة العامة، هي عادة الحل الوسط بين مختلف القضايا التي تؤثر في مخزون الطاقة. ويسعى المسؤولون والشركات باستمرار إلى التطوير سياسات تؤدي إلى إيجاد مخزون مستمر للطاقة عند أسعار معقولة، وفي الوقت ذاته تخفيض تأثيرات استخدام الطاقة في البيئة.
لدراسة توازن الطلب على الطاقة بتفصيل أكثر سوف نعود إلى مخطط تدفّق الطاقة، أو مخطط «سانكي» الذي قدمناه في الفصل الثاني. ويمكن استخدام هذا المخطط الغني جداً بالمعلومات لمتابعة كيف يتم تحويل الطاقة وتوزيعها من المصدر الأولي حتى نقطة الاستهلاك النهائية. ويمكن استخدام مخطط «سانكي» لتصوّر هذه التدفقات المعقدة للطاقة، سواء كان ذلك في بلد واحد أو في أمم متعددة، أو حتى لبحث تدفق الطاقة عالمياً.
وقد تفيد هذه المخططات بتقديم صورة سريعة لكمية الطاقة الأولية التي تصبح طاقة مفيدة في تزويد نقاط استهلاك مختلفة، وكمية الطاقة الضائعة» التي تصبح في النهاية مبددة، عادةً على شكل حرارة ضائعة وهناك توضيح في هذا النوع من المخططات للاقتصاد الإجمالي للولايات المتحدة، الذي تم إعداده بواسطة مختبر لورانس ليفرمور العائد لوزارة الطاقة في الولايات المتحدة، وهو مبين في الشكل (10-1) (2005 ,US DE) إن مخططات «سانكي» الموجودة في وزارة الطاقة في الولايات المتحدة تغطي سنوات عدة، والمخطط المبين في الشكل (110) للعام 2002 مفيد خصوصاً لأنه يوضح إجمالي كمية الطاقة الأولية المستهلكة 103 إكساجول (1018 جول)، متضمنة الطاقة المستهلكة في مختلف الاستخدامات مثل البترول المستخدم في المواد الأولية الكيميائية وإنتاج الإسفلت، ومن السهل جداً تحديد النسبة المئوية التقريبية لتدفقات الطاقة المتوجهة إلى نقاط الاستهلاك المختلفة من خلال هذه المخططات، إضافة إلى الحرارة الضائعة أو الطاقة المبدّدة». مثلاً، يبين المخطط بوضوح التدفقات المتنوعة للطاقة الأولية المستخدمة لتوليد الكهرباء، حيث المصدر الأكبر هو الفحم الحجري الذي ينتج 21.1 إكساجول، ثم دخل طاقة أولية على شكل طاقة نووية 8.6 إكساجول ، و6.0 إكساجول من الغاز الطبيعي و 2.7 إكساجول من الطاقة المائية. إن 12.5 إكساجول فقط تصبح في النهاية كهرباء من إجمالي الطاقة التي هي 40.3 إكساجول المستخدمة لتوليد الكهرباء، بينما 27.8 إكساجول تعتبر طاقة ضائعة من محطات الطاقة الحرارية. ويمكن ملاحظة أن الأمر مماثل في قطاع النقل الذي يعتمد بشكل رئيس على البترول كمصدر فمن أصل 27.9 إكساجول من الطاقة الأولية المستخدمة، هناك 20 في المئة فقط، أو حوالي 5.6 إكساجول يتم تحويلها إلى طاقة مفيدة لتشغيل جميع السيارات، والشاحنات، والسفن والطائرات. وتستخدم 6.3 إكساجول من مخزونات البترول
الشكل (10-1) مخطط تدفّق الطاقة للولايات المتحدة: 2002.
المصدر: مشتقة من وزارة الطاقة في الولايات المتحدة، إدارة معلومات الطاقة. Annual
Energy Review 2002, DOE EIA - 0384 (2002). Washington, DC, October 2003.
أيضاً، في تطبيقات غير متعلقة بالوقود، مثل إنتاج البلاستيك، ومواد صناعية أخرى. وبشكل إجمالي، فإنه من الـ 103 إكساجول لإجمالي الطاقة الأولية المستخدمة في الولايات المتحدة في عام 2002، هناك 37.1 إكساجول فقط كانت طاقة مفيدة لتوفير حرارة وطاقة إلى المنازل والمصانع والمركبات و 6.3 إكساجول كانت مستخدمة في تطبيقات غير متعلقة بالوقود، بينما حوالى 59.3 إكساجول كانت طاقة ضائعة»، أو طاقة مبدّدة، والتي تعتبر بشكل رئيس حرارة ضائعة.
يبين الشكل (10-1) أن الطاقة المتجددة تقدم فقط نسبة مئوية من إجمالي متطلبات الطاقة الأولية في الولايات المتحدة، حيث العنصر الأكبر 2.7 في المئة تقريباً من إجمالي الطاقة مشتق من الطاقة الكهربائية المائية. وهناك 3.4 في المئة أخرى تقريباً الأولية مشتقة من الكتلة الحيوية وأشكال أخرى من الطاقة المتجددة، علماً بأن الجزء الأكبر من طاقة الكتلة الحيوية يستخدم في العلميات الصناعية، مثل صناعة الورق في عام 2002 كان هناك حوالي 0.9 في المئة فقط من إجمالي الطاقة الأولية تم الحصول عليها من مصادر متجدّدة غير الطاقة الكهربائية المائية لتوليد الكهرباء. ويوضح الشكل أيضاً الاعتماد الكبير لمعظم الدول الأوروبية على البترول، أو النفط الخام، وبشكل رئيس كمواد أولية لتزويد احتياجات طاقة النقل، وعلى الفحم الحجري الذي يستخدم بشكل رئيس لتوليد الكهرباء. وفي الولايات المتحدة، كما هو الحال في معظم دول العالم المتقدم، يتم استيراد كثير من الطاقة الأولية على شكل نفط خام ما يؤدّي إلى الاهتمام بضمان استمرار الطاقة، بالإضافة إلى الاهتمام الحديث العهد حول انبعاثات غازات الدفيئة، يدفع معظم البلدان لتدرس بجدية بدائل عن الاعتماد الكبير على الوقود الأحفوري كشكل سائد من الطاقة الأولية. يمكننا ملاحظة من الشكل (10-1)، أنه في العام 2002 حوالي 90 في المئة من إجمالي الطاقة الأولية في الولايات المتحدة كانت مشتقة من الوقود الأحفوري على شكل فحم حجري، نفط خام، أو غاز طبيعي، وجميع هذه الأنواع تؤدي إلى إنتاج أكسيد الكربون، المصدر الأكثر أهمية لانبعاثات غازات الدفيئة.
في الجزء الباقي من هذا الفصل سوف ننظر إلى الوراء على بعض البدائل عن استخدام الوقود الأحفوري التي ناقشناها، لندرس كيف يمكننا أن نبدأ الانتقال إلى توازن طلب - مخزون للطاقة أكثر استدامة.
إن التحرك بعيداً من الوقود الأحفوري لتأمين معظم احتياجاتنا الأولية الطاقة من يعني الاعتماد بصورة أكبر على الطاقة المتجددة و/ أو الطاقة النووية حيث يكون ذلك ممكناً. هناك طريقة لتحقيق ذلك، كما ناقشنا في الفصل التاسع وهي بتخفيض اعتمادنا الكلي تقريباً على النفط الخام لتأمين طاقة النقل، وذلك بواسطة الانتقال إلى الكهرباء بدلاً من منتجات النفط المعالج كحامل رئيس لطاقة النقل. ويشير هذا الأمر إلى بداية الانتقال من «اقتصادنا الكربوهيدراتي» الحالي إلى «اقتصاد كهربائي جديد. وكما رأينا في الفصل الرابع»، يعتبر النقل مسؤولاً عن أكثر من 25 في المئة من إجمالي استهلاك الطاقة الأولية، حيث إن الانتقال الكبير إلى المركبات الهجينة ذات المقبس التي بحثناها في الفصل التاسع، يتطلب توسعاً كبيراً في إنتاج الكهرباء. وإذا كان هذا التوسع بشكل رئيس من الوقود الأحفوري، من دون استخدام حجز وتخزين الكربون، لذا سوف يكون هناك تخفيض صغير في إنتاج غازات الدفيئة. إن تطوير مصدر كهرباء مستدام بشكل حقيقي قادر على تأمين احتياجات الطاقة لقطاع النقل، بالإضافة إلى قطاعات اقتصادية أخرى، سوف يتطلب انتقالاً إلى بعض الدمج للطاقة المتجددة، والطاقة النووية والفحم النظيف، مع حجز وتخزين للكربون كمصادر أولية، والتنوع الفعلي لهذه المصادر الذي يتطور على مدى يتراوح بين 50 و 100 سنة مقبلة سوف يعتمد على تطوير المصادر التكنولوجية وتكاليفها وقبول عامة الناس، إذ إنها ستؤثر جميعها في سياسات الطاقة المستقبلية. على سبيل المثال، رأينا أن الطاقة المتجددة يتم استخدامها بشكل متزايد لتوليد الكهرباء، لكن انخفاض كثافة الطاقة في معظم أشكالها المتجددة أدت إلى تكاليف عالية وتأثيرات مهمة في استخدام الأراضي. وقد أسهمت التطورات التقنية المطردة في تخفيض تكاليف بعض أشكال توليد الكهرباء المتجددة مع كون طاقة الرياح السباقة كمصدر مهم للطاقة الكهربائية. تم وضع دراسة التكاليف النسبية لأشكال عديدة لتوليد الكهرباء من الطاقة المتجددة في إطار مشروع «أطلس» للاتحاد الأوروبي في عام 1996 ( 2005European Atlas Project). إن الـمـدى الـمـقـدر لتكاليف الكهرباء المتجدّدة في عام 2005 مبين في الشكل (10-2) حول التكنولوجيا الرئيسة المدروسة إن كلاً من التقدير العالي والتقدير المنخفض لكلفة الكهرباء (محوّلة من يورو إلى دولار كيلو واط ساعة مبينان في الشكل والمدى بين كل التغيرات في كل تكنولوجيا تمت دراستها بعض التكنولوجيات، كتكنولوجيا طاقة الرياح، وتكنولوجيا توليد طاقة التحويل الفولتضوئي الشمسي (PV)، وتكنولوجيا التوليد الكهرومائي تتأثر بشكل خاص بحسب الموقع المختار، أما المدى بين تقدير الكلفة المنخفضة والكلفة العالية فهو كبير في هذه الحالات وفي الحالات الأخرى، كطاقة الكتلة الحيوية والطاقة الجيوحرارية، فإن كلفة إنتاج الطاقة هي أقل تأثراً في الموقع، وإن الاختلاف بين تقديرات الكلفة المنخفضة والكلفة العالية يبقى أقل بكثير.
إن تكاليف الوحدة الكهربائية (الكيلو واط ساعة) لكل واحدة من التكنولوجيات يمكن مقارنتها مع كلفة توليد الطاقة تقليدياً بواسطة الفحم المطحون (PF) الذي رأينا في الفصل الثامن أنها 0.042 دولار لكل كيلو واط ساعة تقريباً، من دون ضريبة على الكربون أو شكل آخر من عقبات غازات الدفيئة. يمكن ملاحظة من الشكل (10- 2)، أن كلاً من توليد طاقة الرياح والطاقة المائية الصغيرة يمكن أن تكون منافسة جداً لتوليد الطاقة من الفحم الحجري عند انخفاض تقديرات الكلفة إن استخدام طاقة غازات النفايات والكتلة الحيوية أو الطاقة الجيوحرارية من أجل توليد الكهرباء تحت ظروف معينة وبخاصة في مواقع مفضلة، يمكن أن تصل إلى تكاليف التوليد بواسطة الوقود الأحفوري. ومن ناحية أخرى، فإن توليد الطاقة الشمسية الفولتضوئية على الرغم من أنه يستفيد من التخفيض المهم في تكاليف الإنشاء، ومن طاقة المد والجزر فهو لا يعتبر منافساً لتوليد
الشكل (10-2) تقديرات الاتحاد الأوروبي لتكاليف الكهرباء المتجددة في 2005 المصدر: مشروع أطلس الأوروبي EU.
الطاقة تقليدياً بواسطة الفحم الحجري حالياً. وهكذا، يبدو أن هناك توقعاً كبيراً لانتشار أكبر للطاقة الأولية المتجددة لتوليد الكهرباء، خصوصاً إذا كانت الفائدة من الحد من انبعاثات غازات الدفيئة تؤخذ بالحسبان، وعندما يزداد هذا الانتشار يمكن إعاقة نمو الكهرباء المتجددة بواسطة الاعتراض العام المتنامي المترافق مع مساحات الأرض الكبيرة المطلوبة بواسطة مصادر طاقة ذات كثافة منخفضة مثل طاقة الرياح . أصبح هذا الأمر محط اهتمام في أوروبا مثلاً، حيث إن الاحتجاجات من مجموعات ريفية محلية واجهت طروحات مشاريع جديدة من أجل تطوير مزارع رياحية ضخمة. تكتسب هذه الاحتجاجات بازدياد اهتمام عامة الناس والسياسيين في المملكة المتحدة، وفي ألمانيا، التي تعتبر المنتج الأكبر لطاقة الرياح في العالم، حيث يدعي المشاركون في الحملة أن المزارع الرياحية الكبيرة تخرب مساحات واسعة من الجمال الطبيعي. إن هذه الأنواع من الحملات بالمشاركة مع الحالة المتقطعة لمصادر الطاقة المتجددة، كما ورد في الفصل السابق، من المتوقع أن تحد من دخول الطاقة المتجددة إلى مزيج توليد الكهرباء.
كما رأينا في الفصل الثامن، هناك أيضاً اهتمام متزايد للشركات الكهربائية والحكومية في الطاقة النووية كمصدر نظيف للكهرباء. وهناك إدراك متنام بأن الطاقة النووية يمكن أن تكون الطريقة الأكثر أهمية لتخفيض تأثيرنا في المناخ بالعالم، والقبول العام للطاقة النووية يبدو أيضاً في تحسن إن دولاً عديدة يمكن أن تنظر إلى فرنسا كمثال، حيث يتم فيها توليد معظم الكهرباء بواسطة محطات توليد نووية بمعارضة قليلة جداً من عامة الناس. وهناك سيناريو واحد يمكن أن نتخيله من أجل المستقبل، وهو انتقال طويل - الأمد من نفطية معالجة إلى الكهرباء كحامل طاقة مسيطر. وإن الانتقال بعيداً من الاعتماد بشكل سائد على الكربوهيدرات كمصدر أولي للطاقة، نحو استخدام أكبر للطاقة المتجدّدة والطاقة النووية لتوليد الكهرباء، يمكن أن يقود إلى مستقبل طاقة أكثر استدامة. ومن المحتمل أن تكون تأثيرات ذلك مرئية بشكل أكثر وضوحاً في قطاع النقل، حيث إن الكهرباء يمكن أن تحل محل الوقود الكربوهيدراتي السائل کحامل مفضل للطاقة، كما ناقشنا في الفصل التاسع. ويمكن استخدام هذه الأفكار لنتأمل كيف أن مزيج الطاقة الأولية يمكن أن يتغير على مدى المئة سنة القادمة، كما هو موضح في «سيناريو الطاقة النووية والطاقة المتجددة المحتمل في الشكل (10-3)، يوضح هذا
الشكل (10-3) مخزون الطاقة الأولي العالمي -« سيناريو الطاقة النووية والمتجددة».
الشكل نوع التوقعات التي يمكن أن توضح ببساطة بافتراض معدلات نمو معقولة ظاهرياً من أجل كل من المصادر الأولية الثلاثة: الوقود الأحفوري والطاقة المتجددة والطاقة النووية، إن الطلب المتوقع على الطاقة، بمليارات الأطنان من النفط المكافئ (Gtoe)، مبين للعشرين سنة الأخيرة من القرن العشرين ومن المؤكد أن مزيج الطاقة الأولية المتوقع المبين في الشكل (10-3) ليس نتيجة النمذجة الاقتصادية المعقدة (أو حتى البسيطة) للاقتصاد، لكنه فقط محاولة لتبيان تأثيرات تغير معدلات مستوى القبول لكل مصدر أولي للطاقة.
إن أول ما نحتاج إليه لبناء مخطط مثل ذلك المبين في الشكل (10-3) هو افتراض معدل نمو لإجمالي طلب الطاقة العالمي. وكما رأينا في الفصل الرابع، إن إجمالي طلب الطاقة العالمي قد نما حوالى 1.75 في المئة سنوياً مركباً على مدى العشرين سنة الأخيرة، لكن إلى حد أعلى بقليل من 4 في في المئة في الصين، و6 في المئة في الهند وبوجود الحضور المتزايد الذي يمكن للصين والهند أن يحتلاه في الاقتصاد العالمي على مدى العقود القليلة التالية، تفترض الإسقاطات في الشكل (10-3) أن يصل معدل نمو إجمالي الطلب على الطاقة العالمي إلى 2 في المئة سنوياً بين عامي 2000 و2025، الذي هو قريب جداً من توقعات وكالة الطاقة العالمية (IEA) لهذه الفترة، كما رأينا في الشكل (4-6) إن معدلات النمو العالية من المحتمل أن يحافظ عليها لفترات طويلة جداً في هذه الاقتصادات الناشئة وعندما تستمر تكاليف الطاقة بالارتفاع، قمنا بافتراض أن معدل النمو السنوي هو 1 في المئة سنوياً بين عامي 2025 و2050. وبالنسبة إلى النصف الأخير من القرن افترضنا أن نمو عدد سكان العالم سوف ينخفض، وأن الإصرار المتزايد على كفاءة الطاقة وإدارة الطلب في نقاط الاستهلاك سوف يكون له تأثير. وافترضنا أيضاً أن معدل نمو الطاقة هو 0.2 في المئة عالمياً في السنة بين عامي 2050 و2075، وأخيراً 0.1 في المئة من عام 2075 إلى نهاية القرن. وحتى مع هذه الافتراضات المتواضعة لمُعدّل النمو، فإن إجمالي الاستهلاك العالمي للطاقة الأولية سوف ينمو بعامل 2.5 من حوالى 10 جيغا طن في عام 2000 إلى 25 جيغا طن نفط مكافئ في 2100. لبناء الشكل (10- 3) تأملنا أن استخدام النفط المهم سوف يتناقص على نحو مفاجئ عند نهاية القرن، بسبب المصادر الميالة إلى الانخفاض والتكاليف المتزايدة كما ناقشنا في الفصل الخامس إن المخزونات المتضائلة للنفط عند الاقتراب من نهاية القرن يُحتمل استخدامها لتزوّد الوقود الاحتياطي المطلوب من أجل محركات الاحتراق الداخلي في السيارات الكهربائية ذات المقبس، على الرغم من أنه يمكن في النهاية أن يُبدل هذا الوقود بالوقود الحيوي. كما افترضنا أيضاً انخفاضاً مشابهاً لكن أصغر في استخدام الغاز الطبيعي بسبب توافره الأفضل نسبياً، وافتراض تجارة عالمية مرتفعة للغاز باستخدام سعة خطوط أنابيب جديدة واستخدام أكبر للغاز الطبيعي المسال (LNG).
مع الافتراضات المُستخدمة لبناء الشكل (10-3) انخفضت مشاركة استخدام الوقود الأحفوري كجزء من إجمالي طلب الطاقة الأولية بشكل مثير من 80 في المئة من إجمالي الطلب في عام 2000 إلى 39 في المئة فقط في عام 2100. لقد ازداد الاستهلاك الفعلي للوقود الأحفوري قليلاً بالفعل، بسبب الاستهلاك الزائد لـ «الفحم النظيف المفروض من أجل توليد الطاقة الكهربائية. إن مشاركة استخدام الطاقة النووية على مدى القرن قد زادت من 8.6 في المئة إلى أعلى من 30 في المئة من إجمالي الطاقة الأولية، بينما ازدادت الطاقة المتجددة من 6.13 في المئة إلى 31 في المئة مخزون الطاقة الأولي. وإن التزايد الكبير في استخدام الطاقة النووية والطاقة المتجددة عند نهاية القرن بالمشاركة مع معظم الفحم الذي يستخدم لتوليد الكهرباء، سيؤدي إلى تسريع الانتقال إلى اقتصاد كهربائي». إن جزءاً كبيراً من هذا المصدر الجديد للكهرباء سوف يُستخدم لتغذية قطاع النقل، وبعضه سوف يستخدم لزيادة مشاركة الكهرباء المستخدمة لتدفئة الأبنية، عبر التبني الواسع للمضخات الحرارية بشكل أساسي. ويمكن أن يجادل البعض حول جدوى هذا التوسع، نظراً إلى الكلفة الزائدة الذي تتطلبه البنية التحتية للكهرباء. لقد أنجز مثل هذا النوع من التوسع في الماضي، أولاً حول بداية القرن العشرين عندما كانت الكهرباء حامل طاقة جديداً نسبياً، وكانت مستخدمة لتحل محل الإنارة بالغاز والمحركات البخارية. وهناك توسع رئيس ثان في البنية التحتية للكهرباء حدث في منتصف القرن العشرين، خصوصاً في أميركا الشمالية مع انتشار برامج تغذية الريف بالكهرباء. ومع أن المدى الزمني المطلوب من أجل هذه الانتقالات المبكرة قصير نسبياً، هناك توسع أكبر وتحرك نحو الاقتصاد الكهربائي الذي يؤمل أن يكون (بالتحديد) ذا جدوى على مدى المئة سنة القادمة.
إذا لم يتوسع استخدام الطاقة النووية والطاقة المتجدّدة لبعض الأسباب، إلى النطاق المفترض في سيناريو الطاقة النووية والمتجددة، فهناك بديل آخر من أجل تمكين الانتقال إلى اقتصاد كهربائي وهو (سيناريو الفحم النظيف. إن استخدام الفحم في هذا السيناريو، سوف يتوسع بشكل كبير، وسوف يستخدم بشكل أولي لتوليد الكهرباء، وبالطبع أيضاً لإنتاج وقود غازي وسائل. ولخفض انبعاثات الغازات الدفيئة، فإنه يتم استخدام تكنولوجيا الفحم النظيف، بالاشتراك مع حجز وتخزين الكربون بشكل واسع. ومن المحتمل أن تكون محطات الطاقة الجديدة التي تعمل على الفحم مؤسسة على طريقة (IGCC) الموصوفة في الفصل السادس، مؤدية إلى كفاءة زائدة وانبعاثات منخفضة. إضافة إلى ذلك إن أكسيد الكربون المتولد بواسطة مثل هذه المحطات سوف يحتاج إلى أن يحجز ويخزن باستخدام تقنيات حجز وتخزين الكربون التي لا تزال في مراحلها المبكرة من التطور. إن هذا الجانب من تكنولوجيا الفحم النظيف قد يكون الأقل تطوراً في الوقت الحاضر، وهناك حاجة إلى إنجاز عمل أكثر، تحديداً في ما إذا ستكون هذه التكنولوجيا صالحة تقنياً واقتصادياً للحجم الكبير المطلوب لحجز وتخزين معظم غاز CO2 المنتج. على الرغم من المحاولات التمهيدية لحجز وتخزين الكربون التي تمت المباشرة بها، كما ورد في الفصل السادس، نحتاج إلى إنجاز عمل أكثر للتأكد من وجود مستودعات مناسبة حقاً الحجز وتخزين طويل الأمد للأحجام الضخمة لأكسيد الكربون الذي سوف يتحرر بواسطة الاحتراق أو التحوّل إلى غاز لكميات كبيرة من الفحم التي سوف تستخدم في أي سيناريو فحم نظيف. مع ذلك فإن خليط طاقة أولية لمثل هذه الاستراتيجية مبين في الشكل (10-4)، باستخدام افتراضات طلب الطاقة نفسها، كما في الشكل (10-3) في هذا السيناريو افترضنا أيضاً أن كلاً من الطاقة النووية والطاقة المتجددة سوف تبقيان لتؤديا دوراً مهماً في خليط الطاقة الأولية، لكن بمعدلات نمو ثانوية أصغر بكثير مقارنةً بالسيناريو السابق. لقد وضعنا أيضاً الافتراضات نفسها حول التوفر المتضائل للنفط الخام والغاز
الشكل (10-4) مخزون الطاقة الأولي العالمي - سيناريو الفحم النظيف»
الطبيعي كما في سيناريو الطاقة المتجدّدة والطاقة النووية. وإن المشاركة في إجمالي مخزون الطاقة الأولية المقدم بواسطة الفحم في إطار هذا السيناريو الجديد قد افترضت لتتزايد في كل عقد وصولاً إلى 50 في المئة من إجمالي مخزون الطاقة الأولي عند نهاية القرن مقارنة بـ 23 في المئة عام 2000.
بالطبع، إن المزيج الفعلي لمصادر الطاقة الأولية التي سوف تتطور على مدى باقي هذا القرن من المحتمل أن تكون في موقع ما بين هذين السيناريوهين، وسوف يعتمد مزيج مخزون الطاقة الأولي الذي يتطوّر عبر الزمن على كل من التطورات في التكنولوجيا وعلى الأولوية التي يعمل فيها كل من الأفراد والحكومات لتطوير مصادر طاقة أنظف وأكثر استدامة. في هذا الكتاب ركزنا بشكل رئيس على الحلول التكنولوجية لتطوّر مخزون طاقة مستدام أكثر، لكن ينبغي الا ننسى التكنولوجيا لأكثر الاختيارات أهمية المفتوحة للجنس البشري لتخفيض طلبنا من الطاقة في المقام الأول.
ويتم الرجوع أحياناً إلى ذلك بالجانب - المرن» لسياسة الطاقة، لكن هناك برامج وُجهت لإقناع الشركات والحكومات والأفراد لاستخدام الطاقة بكفاءة أكثر، ولتجنب الاستخدام المسرف والطائش، وسوف تكون هذه أدوات قوية في البحث من أجل اقتصاد أكثر استدامة. إن النجاح مع هذه الأنواع من البرامج، لأنها كانت هادفة بشكل رئيس إلى ترشيد استهلاك الطاقة» لجزء من الأفراد المستخدمين، أو لأن سياسات إدارة الطلب والاستهلاك للطاقة (Demand - Side Management متطورة أكثر لدى الشركات الضخمة والشركات الكهربائية، حيث تطلب ذلك تعديلاً واسعاً للسلوك. ويحتاج صانعو السياسة إلى أن يكونوا مدركين بأن تطور سياسات الطاقة المستدامة يحتاج المشاركة الحماسية ليس فقط للعلميين والمهندسين والاقتصاديين، لكن أيضاً للعلميين - الاجتماعيين وعامة الناس ككل، ليكونوا ناجحين إن ما يبدو واضحاً فعلاً، هو أن هناك حلولاً صالحة للبحث من أجل مخزونات الطاقة، التي يجب أن تكون كافية لتأمين جميع متطلباتنا في المستقبل المتوقع. إن الأمر الآن عائد إلينا جميعاً رؤساء الشركات والسياسيين، والمستهلكين الأفراد، لنقوم بدورنا في رؤية أن مستقبل الطاقة لدينا هو مستدام بشكل حقيقي.