مصادر الطاقة المتجددة

وهي عبارة عن مصادر طبيعية دائمة وغير ناضبة ومتوفرة في الطبيعة ومتجددة باستمرار ما دامت الحياة قائمة . وباستغلال مصادر الطاقة المتجددة يمكننا الإستفادة من الطاقات غير المتجددة في الصناعات البتروكيماوية الهامة بدلا من حرقها كوقود وهدرها , إذ بات النفط ومشتقاته يدخل في تصنيع الادوية والملابس والأجهزة وغيرها ،لذلك يمكن اعتبار هذين النوعين من الطاقة مكملين لبعضهما البعض في خدمة البشرية ومكافحة الفقر والجوع والعطش .

وتتميز الطاقة المتجددة بعدة مميزات نذكر منها : -

• تعتبر طاقة محلية وطبيعية متيسرة لكافة الأفراد والشعوب والدول بشكل وفير وبخاصة في المناطق الأقل حظا من ناحية التطور الحضاري .
• تعتبر سليمة من الناحية البيئية ولا تتسبب في إصدار غازات تضر بطبقة الأوزون أو تؤدي إلى ارتفاع في درجة حرارة الأرض كغاز ثاني أوكسيد الكربون
• تناسب الإمكانات البشرية والتكنولوجية والاقتصادية لدى الدول النامية .
• لا مركزية وبالتالي تمنح لمستخدميها استقلالية خاصة عن الشبكة المركزية لتوزيع الطاقة .

ومن أهم مصادر الطاقة المتجد دة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وطاقة المد والجزر والأمواج والطاقة الحرارية الجوفية وطاقة المساقط المائية وطاقة الكتلة الحيوية . وسنستعرض بعض هذه الأنواع بنوع من التفصيل وكالتالي : -

1- الطاقة الشمسية : تعتبر الشمس مصدر الطاقة اللازم للحياة على الأرض ، وتعتبر المصدر الرئيسي للطاقة بمختلف أنواعها سواء كانت إحفورية أو جديدة ومتجددة .وهي أهم مصدر من مصادر الطاقة الجديدة حيث تبذل الدول جهودا كثيرة عن طريق البحوث العلمية لتطوير الطرق الخاصة باستغلالها كطاقة بديلة للنفط والغاز .

ويمكن استغلال الإشعاع الشمسي في المجالات التالية : -

♦ التحويل الحراري : ويعتمد على مبدأ امتصاص الأجسام الداكنة للإشعاع وتحويله إلى حرارة والتي بدورها تقوم برفع حرارة الجسم الداكن . وتستخد م هذه الحرارة الممتصة في العد يد من الإستخدامات المنزلية والصناعية ,وعلى سبيل المثال تسخين المياه والتد فئة . ويعتبر تسخين المياه لغرض الإستعمال المنزلي من أكثر تطبيقات التحويل الحراري انتشارا.

♦ التحويل الكهروضوئي : ويعتمد على مبدأ تحويل الإشعاع الشمسي مباشرة إلى تيار كهربائي وذلك باستخدام ظاهرة التأثيرالكهروضوئي ، وتعتبر هذه الظاهرة الصورة الأساسية لما يسمى بالخلايا الشمسية والتي تستخدم في كثير من التطبيقات العملية مثل ساعات اليد والألات الحاسبة وفي تشغيل أبراج الإرسال والإتصالات الهاتفية ومحطات الإذاعة والتلفزيون ، كما إنها تستخد م حاليا في إنارة بعض القرى والطرق.

2- طاقة الرياح : حيث يتم تحويل الرياح إلى طاقة كهربائية بواسطة توربينات عملاقة . وتعتبر طاقة الرياح الطاقة الأكثر نموا و الأسرع على المستوى العالمي في الطاقات الجديدة ، وتحتل ألمانيا مركز الصدارة عالميا في مجال استغلال طاقة الرياح ، ويبلغ الإنتاج العالمي من الكهرباء المولدة بطاقة الرياح حوالي ( 40) ألف ميغا واط , ويبلغ نصيب أوروبا منها حوالي 75% .

وعلى الرغم من انتشار مزارع الرياح بشكل واسع إلا أنها تعاني من بعض المشاكل البيئية المتمثلة بالمساحات الكبيرة التي تحتاجها ، وكذلك الضجيج الناشئ من دوران المراوح ، وأخيرا التلوث البصري الذي يعاني منه الناس القاطنون بالقرب من هذه المزارع .

3- طاقة الكتلة الحيوية : وهي كل أنواع المواد المشتقة من النبات التي يمكن استخدامها لإنتاج الطاقة مثل الخشب والنباتات العشبية والمحاصيل الزراعية ومخلفات الغابات . ومصادر هذه الطاقة يتم إنتاجه خلال عملية التمثيل الضوئي وهي قيام خلايا النباتات بانتاج كربوهيدرات باستخدام الماء وثاني أكسيد الكربون وضوء الشمس ، وهذه الكربوهيدرات هي مصادر الطاقة .

وتقدر كمية الكهرباء المنتجة حاليا في العالم من الكتلة الحيوية بحوالي (10) ميجاوات ويعتبر سوق تقنيات الكتلة الحيوية حاليا صغير نسبيا نظرا لتوفر النفط والفحم بأسعار معقولة وهذا باستثناء المناطق التي تتوفرفيها مصادرالكتلة الحيوية بشكل كبير جدا .

4- طاقة الماء : وهي استخدام الماء الجاري ومساقط المياه لإنتاج الطاقة ، وتعتبر من أنظف الطاقات المتجددة والأكثر كفاءة لإنتاج الكهرباء . وقد لعبت دورا هاما ورئيسيا في تنمية المجتمعات البشرية في كافة أنحاء العالم ، وحاليا فإن حوالي 19% من إنتاج الكهرباء في العالم يأتي من استغلال طاقة المياه . وعلى الرغم من أن التوسع في استخدامها قد يترك آثارا بيئية سلبية مثل استغلال الأراضي الجيدة والتي تكون عادة قريبة من مساقط المياه وكذلك التبخير والتأثيرات المناخية والترسبات وغيرها إلا أنها ستبقى كأحد مفاتيح الحل لإنتاج الطاقة الكهربائية في المستقبل ، نظرا لتوفر مصادر هذه الطاقة الكهربائية في مناطق كثيرة من العالم وخصوصا في المناطق ذات النمو السكاني العالي في آسيا وأمريكا اللاتينية حيث الطلب على الطاقة في ازدياد .

5- طاقة حرارة جوف الأرض: وهي الحرارة الهائلة الكامنة تحت قشرة الأرض والتي تقدرب ( 200 – 1000 ) درجة مئوية وتعتبر مصدرا هاما من مصادر الطاقة الجديدة والمتجددة ، وتبرز نفسها من خلال الإنفجارات البركانية والينابيع الحارة وبعض الظواهر الجيولوجية . وتقوم على مبدأ حفر آبار عميقة لإطلاق الحرارة العالية التي يمكن استغلالها لتدوير توربينات تعمل على البخار ، وحاليا فإن مساهمة هذا النوع من الطاقة في توليد الكهرباء لا يتعدى 0.3% وهذه الطاقة غير واعدة عالميا .

ويوجد لها تأثيرات بيئية سلبية مشابهة لتلك الناتجة من الطاقة الإحفورية ، والغازات الناتجة من هذه التقنية هي كبريتيك الهيدروجين وكلوريد الهيدروجين  وثاني أوكسيد الكربون .

6- طاقة المحيطات : وتظهر من خلال أربعة أنواع من الطاقات وهي  : -

• طاقة المد والجزر : حيث أن ارتفاع منسوب مياه البحر وانخفاضه يمكن استغلاله كمصدر هام من مصادر الطاقة المتجددة وقد استخدم المد والجزر لتوليد الطاقة في التاريخ القديم في بريطانيا وفرنسا حيث كانت تتوفر طواحين لطحن الحبوب تعمل بتدفق مياه البحر أثناء المد والجزر . أما الأن فإنها تستخدم لتوليد الكهرباء باستخدام توربينات تديرها مياه تصب من أعالي السدود .
• طاقة الأمواج : وهي عبارة عن نوعين :-

الأول : - وهي طاقة حركة الأمواج عند تحركها أماما

الثاني : - هي طاقة الوضع لهذه الأمواج في إزاحتها رأسيا كلما مرت الموجة على نقطة معينة .ويكون أعلى تركيز لطاقة الأمواج بين خط عرض  40 إلى 60  درجة في كل من نصفي الكرة الأرضية (الشمالي والجنوبي )وكذلك الساحل الغربي من أوروبا وأمريكا .

• طاقة الحرارة من المحيطات : وتكمن الفكرة في استغلال الفارق في الحرارة بين سطح المحيط في المناطق الإستوائية والتي تقدرب 25 درجة مئوية وتلك التيعلى عمق واحد كم وتكون درجة الحرارة فيها حوالي 5 درجات مئوية . وتقدر مساحة المحيطات التي يمكن استغلال طاقة الفارق بين حرارة سطحها وعمقها 60 مليون كيلومتر مربع . أي أن الجهد المتوفرمن هذه الطاقة يساوي ضعفي المتوفر من طاقة المد والجزر وطاقة الأمواج أو طاقة الرياح .
• طاقة الإختلاف في الملوحة ، لم يتم الاهتمام بها نظرا للكلفة العالية للتقنية المستخدمة فيها .

7- الطاقة النووية :  بعد الهجوم بالمتفجرات النووية على مدينتي هيروشيما ونكازاكي وانتهاء الحرب العالمية الثانية بات واضحا على المستوى الدولي القدرة الهائلة للطاقة النووية .واتجه التفكير بعد ذلك سواء في المعسكر الغربي أو الشرقي بإنشاء المفاعلا ت العملاقة وتطويرها لتطويع هذه الطاقة بما يسمح باستخدامها في المجالات الصناعية المدنية لتحسين نمط حياة الإنسان وتدعيم السلام الدولي . إلا أن ما حدث هو أنه بالإضافة إلى العمل على التطبيقات السلمية للطاقة النووية استمر السعي لاستخدامها مرة أخرى في الأغراض العسكرية من خلال استنباط مفاعلات خاصة بدفع السفن والغواصات الحربية ، وقد أعلن عن تشغيل أول غواصة نووية أمريكية عام 1954.  واستمرت الدراسات في الخمسينات والستينات على نماذج من المفاعلات في الولايات المتحدة الأمريكية مثل المفاعلات التي تختلط فيها المبرد والمهدئ والوقود معا ، وكذلك المفاعلات المبرد ة بالسوائل العضوية وغيرها من النماذج حتى توصلت إلى مفاعلات الماء الخفيف: وهي مفاعلات عملية في التشغيل وممكنة اقتصاديا . وبذلك انطلقت صناعة جديدة تماما على المستوى العالمي وهي صناعة المفاعلات العملاقة لإنتاج الطاقة الكهربائية .

ويعتبر مفاعل اوبننسك في روسيا والذي تم بناؤه بين عام 1951 و عام 1954   أول مفاعل في العالم يعمل على المستوى الصناعي ، وتعتبر محطة اوبننسك الكهربائية هي أول محطة كهرباء نووية تنشأ على المستوى العالمي . وقد استمرت الجهود في مجال تصميم المفاعلات وتطويرها واستخدامها في توليد الطاقة الكهربائية طوال العقود الماضية ، وقد قارب عددها 450 مفاعل قوى نووية يعمل على مستوى العالم . وتعتبر فرنسا أكثر الدول اعتمادا على الطاقة النووية في توليد الكهرباء إذ زادت النسبة عن 75% من إنتاجها للطاقة الكهربائية .

ويعتبر اليورانيوم الوقود الأساسي في الطاقة النووية ومن المتوقع أن يكون هناك زيادة في الطلب على اليورانيوم في المستقبل نظرا لزيا دة الطلب على الطاقة وخصوصا الكهربائية منها .