الطاقة الجديدة والمتجددة عالميا

تواجه العالم اليوم تحديات كبيرة في مجال الطاقة، حيث تتزايد الحاجة إلى توليد الطاقة بشكل أكثر فعالية وتوفيرها بطريقة مستدامة لتلبية الاحتياجات المتزايدة للتنمية والنمو الاقتصادي. ولتحقيق هذه الأهداف، أصبحت الطاقة الجديدة والمتجددة أكثر أهمية من أي وقت مضى.

تتضمن الطاقة الجديدة والمتجددة مجموعة متنوعة من المصادر الطاقية، مثل الطاقة الشمسية والرياح والمائية والجيوتيرمية Geothermal ِEnergy والبيومصادر Bio-Sources والتي تتميز بالعديد من المزايا البيئية والاقتصادية.

من بين أهمية الطاقة الجديدة والمتجددة:

1- المساهمة في حماية البيئة: تعتبر الطاقة الجديدة والمتجددة بديلاً بيئيًا للطاقة التقليدية التي تعتمد على الوقود الأحفوري، والتي تسبب تلوث الهواء والمياه وتساهم في التغيرات المناخية. وبالتالي، فإن استخدام الطاقة الجديدة والمتجددة يساهم في حماية البيئة وتقليل الانبعاثات الضارة.

2- التنمية المستدامة: تساهم الطاقة الجديدة والمتجددة في توفير مصادر طاقة مستدامة ومتجددة لتلبية الاحتياجات الحالية والمستقبلية للطاقة، وتساعد في تحقيق التنمية المستدامة.

3- الاعتمادية الطاقية: تساهم الطاقة الجديدة والمتجددة في تحسين الاعتمادية الطاقية، حيث تخفض تكاليف إنتاج الطاقة وتوفر مصادر طاقة متوفرة ومستدامة. ويمكن استخدام الطاقة الجديدة والمتجددة في المناطق النائية والمناطق التي تفتقر إلى الطاقة الكهربائية، وهذا يساعد في تحسين الوضع الاقتصادي والاجتماعي في تلك المناطق.

4- الابتكار والتطوير: تعزز الطاقة الجديدة والمتجددة الابتكار والتطوير في مجال الطاقة، حيث تشجع الاستثمار في تقنيات الطاقة الجديدة والمتجددة وتدفع إلى التحسين المستمر في كفاءة الطاقة وتطوير تقنيات جديدة في مجال الطاقة.

5- توفير فرص العمل: تعتبر الطاقة الجديدة والمتجددة مجالًا مهمًا لتوفير فرص العمل وتحفيز الاقتصاد، حيث تحتاج إلى عدد كبير من الخبراء والعاملين المتخصصين في مجال توليد الطاقة الجديدة والمتجددة، وبالتالي تعزز الطاقة الجديدة والمتجددة الاقتصاد وتسهم في توفير فرص العمل.

6- التخفيض من نفقات الطاقة: تساعد الطاقة الجديدة والمتجددة في تخفيض نفقات الطاقة، وهذا يساعد على تحسين الاقتصاد وزيادة الدخل الشخصي، حيث يمكن استخدام الطاقة المتجددة في توليد الكهرباء وتسخيرها في الأغراض المنزلية والصناعية.

7- الحد من التبعية للوقود الأحفوري: تعتمد العديد من الدول على الوقود الأحفوري (مثل النفط والغاز) كمصدر رئيسي للطاقة، وهذا يجعلهم في حالة تبعية من الدول المصدرة للنفط. ومن خلال استخدام الطاقة الجديدة والمتجددة، يمكن للدول تحقيق الاكتفاء الذاتي في إنتاج الطاقة وتخفيض تبعيتهم للوقود الأحفوري.

8- الاستدامة الاقتصادية: تساهم الطاقة الجديدة والمتجددة في تحقيق الاستدامة الاقتصادية، حيث تساعد في تحسين النمو الاقتصادي وتخفض تكاليف إنتاج الطاقة.

9- الحفاظ على الصحة العامة: تساهم الطاقة الجديدة والمتجددة في الحفاظ على الصحة العامة، حيث تقلل من الانبعاثات الضارة التي تطلقها مصادر الطاقة التقليدية، وهذا يساعد في تحسين جودة الهواء والماء والتقليل من المخاطر الصحية المرتبطة بالتلوث.

10- الحد من التغير المناخي: تعتبر الطاقة الجديدة والمتجددة مجالًا حيويًا في محاربة التغير المناخي، حيث تساهم في تقليل الانبعاثات الضارة وتحسين جودة الهواء والبيئة.

لذا للطاقة الجديدة والمتجددة أهمية كبيرة تزداد مع تطور التكنولوجيا التي تسهل بقدر كبير من استخدامها وتقلل من تكلفة انتاجها، لذا يتجه المستقبل بقوة نحو ترسيخ استخدام هذه النوع من الطاقة ليس في البلدان المتقدمة فحسب وإنما في كل دول العالم.

شهد العالم تزايداً في الاهتمام بالطاقة المتجددة والمستدامة، وذلك بسبب العديد من العوامل، منها:

1- التزايد السريع في استهلاك الطاقة العالمي، الذي يعود بشكل رئيسي إلى النمو الاقتصادي والزيادة السكانية.

2- تزايد الانتباه للتغيرات المناخية وتأثير الانبعاثات الكربونية على البيئة والصحة العامة.

3- تقدم التكنولوجيا وتوفر الحلول البديلة للطاقة التقليدية، حيث أصبحت تكلفة الطاقة المتجددة تنافسية مع الطاقة التقليدية في الكثير من الحالات.

وتعمل العديد من الحكومات والشركات في جميع أنحاء العالم على تعزيز استخدام الطاقة المتجددة، وتشجيع الابتكار في هذا المجال، وتوفير الدعم المالي والتشريعي لهذه الصناعة. ويتوقع الخبراء أن يتزايد استخدام الطاقة المتجددة في المستقبل، وأن تصبح هذه الصناعة أكثر تطوراً وانتشاراً في السنوات القادمة

بحسب قاعدة بيانات جسور للطاقة الجديد والمتجددة تنوعت إلى عدة انواع من الطاقات المختلفة نعددهم على النحو التالي؛

1ـ الطاقة الشمسية: تعتبر الطاقة الشمسية واحدة من أشكال الطاقة المتجددة والنظيفة والتي تحظى بمكانة متميزة في مجال الطاقة. فمن خلال الاستفادة من أشعة الشمس وتحويلها إلى طاقة كهربائية، تساهم الطاقة الشمسية في تحقيق الاستدامة البيئية وتحسين جودة الحياة في العالم، ويعتمد توليد الطاقة الشمسية على الخلايا الشمسية التي تحوّل الضوء المباشر من الشمس إلى الكهرباء. وتتكون هذه الخلايا من السيليكون وغيره من المواد التي تحوّل الطاقة الشمسية إلى كهرباء تستخدم في تشغيل الأجهزة الكهربائية المختلفة، ورغم ما للطاقة الشمسية من أهمية إلا انها لا تخلو من بعض العيوب والتحديات التي تواجهها، ومن بينها: الاعتماد على الظروف الجوية حيث تعتمد كمية الطاقة التي يمكن استخراجها من الطاقة الشمسية على ظروف الطقس ومدى وجود الشمس، ويمكن أن يؤثر ذلك على كفاءة الطاقة الشمسية، كذلك إشكالية التخزين المؤقت حيث تتطلب الطاقة الشمسية تخزينًا مؤقتًا للطاقة المستخرجة من الشمس، وهذا يتطلب استخدام بطاريات الخلايا الشمسية، والتي يمكن أن تكون باهظة التكلفة وتحتاج إلى صيانة دورية، فضلا عن ذلك الحاجة إلى مساحة كبيرة إذ تحتاج الطاقة الشمسية إلى مساحة كبيرة لتوليد كمية كافية من الكهرباء، مما يعني أنها ليست دائمًا مناسبة للتطبيقات الصغيرة، وأخيرا التأثير على البيئة حيث تؤثر بعض تقنيات توليد الطاقة الشمسية على البيئة، ومن بينها استخدام بعض المواد الكيميائية السامة في صناعة الخلايا الشمسية، ومع ذلك، فإن الطاقة الشمسية تظل واحدة من أفضل الخيارات لتوليد الطاقة النظيفة والمتجددة، وتوفير الطاقة بتكلفة منخفضة وتحسين جودة الحياة في العالم. ومن المتوقع أن يزداد الاهتمام بالطاقة الشمسية في المستقبل، مما يعني زيادة استخدامها وتطوير تقنياتها لتحقيق المزيد من الفوائد والاستفادة الأمثل من هذه الطاقة المتجددة والنظيفة.

2- الطاقة الحيوية: تتجدد مصادر الطاقة الحيوية على مدار الزمن بشكلٍ طبيعي، وتشمل مصادر الطاقة الحيوية النباتات والحيوانات والميكروبات. يمكن الحصول على الطاقة الحيوية من خلال عدة مصادر، مثل الطاقة الحرارية المنبعثة من الاحتراق الحيوي للمواد العضوية، والتي يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء وتسخين المنازل والمباني. كما يمكن الحصول على الطاقة الحيوية من خلال استخدام الطاقة الحركية للرياح والماء، والتي يمكن تحويلها إلى الكهرباء باستخدام محركات ومولدات، ويتميز الاعتماد على الطاقة الحيوية كنوعٍ من أنواع الطاقة المتجددة بعدة مزايا، من بينها الاستدامة: حيث يتم تجديد مصادر الطاقة الحيوية بشكلٍ مستمر، مما يجعلها مصدرًا مستدامًا للطاقة والحفاظ على البيئة، حيث لا تنتج مصادر الطاقة الحيوية الكثير من الانبعاثات الضارة بالبيئة، مما يقلل من تأثير الأنشطة البشرية على البيئة، وأخيرا الاعتماد الذاتي: حيث يمكن للمجتمعات الصغيرة والمناطق النائية الاعتماد على مصادر الطاقة الحيوية المحلية بدلاً من الاعتماد على مصادر الطاقة الخارجية، وبالرغم من أن الطاقة الحيوية تعتبر مصدرًا متجددًا للطاقة، إلا أنه يجب أخذ بعين الاعتبار بعض التحديات التي يمكن مواجهتها في استخدامها، مثل التكلفة العالية لتشييد المحطات والمعدات اللازمة لاستخدامها، والتحديات التقنية المتعلقة بتخزينها ونقلها بشكلٍ فعال.

3- الطاقة الهيدروليكية: الطاقة الهيدروليكية هي نوعٌ من أنواع الطاقة المتجددة، وتستخدم لتوليد الكهرباء وتشغيل الماكينات والمعدات الأخرى. وتنتج هذه الطاقة عن طريق استغلال القوة الحركية للمياه في الأنهار والسدود والشلالات والأمواج البحرية، وتعتمد توليد الطاقة الهيدروليكية على استخدام محطات توليد الكهرباء الهيدروليكية، والتي تتكون عادةً من خزانات المياه وسدود الري والأنهار وقنوات الري والأنفاق والمحطات الكهرومائية. وتتمثل عملية توليد الكهرباء من الطاقة الهيدروليكية في استخدام طاقة حركة المياه لتدوير توربينات المحطة، والتي تحول الحركة الدورانية إلى طاقة كهربائية، وبالرغم من أن الطاقة الهيدروليكية تعتبر مصدرًا متجددًا للطاقة، إلا أنه يجب أخذ بعين الاعتبار بعض التحديات التي يمكن مواجهتها في استخدامها، مثل التأثير على الأنهار والتغيرات التي قد تحدث في البيئة المحيطة بالسدود ومحطات الطاقة الهيدروليكية، والتحديات التقنية المتعلقة بتخزينها ونقلها بشكلٍ فعال.

4- طاقة الرياح: طاقة الرياح هي الطاقة الناتجة عن حركة الرياح، حيث يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء وتشغيل الماكينات والمعدات الأخرى. وتعتمد توليد الكهرباء من طاقة الرياح على استخدام ما يعرف بمحطات الطاقة الريحية، والتي تتكون عادةً من أبراج عالية تحمل أجنحة الرياح، وتحول الحركة الدورانية لجناح الريح إلى طاقة كهربائية، وتعتبر طاقة الرياح من أنواع الطاقة المتجددة، حيث تتجدد باستمرار وتستمد من مصادر طبيعية، ولا تنتج محطات الطاقة الريحية الكثير من الانبعاثات الضارة بالبيئة، مما يجعلها خياراً بيئياً واقتصادياً جيداً، وجدير بالذكر أن تخزين طاقة الرياح يعد تحديًا هندسيًا صعبًا، حيث تتغير قوة الرياح بشكل مستمر ولا يمكن التحكم فيها، ويتم توليد الكهرباء بشكل مباشر بناءً على حجم الرياح المتاح. ولكن يمكن استخدام بعض التقنيات لتخزين الطاقة الناتجة عن الرياح واستخدامها في وقت لاحق، ومن هذه التقنيات: أ- التخزين بالبطاريات: يتم تخزين الطاقة الناتجة عن الرياح في بطاريات كهربائية تستخدم لتوليد الكهرباء في وقت لاحق. ب- التخزين بالمضخات: يتم استخدام الطاقة الناتجة عن الرياح لتشغيل مضخات تستخدم لرفع الماء إلى مستويات أعلى في مستودعات مائية، ويتم إفراغ هذه المستودعات في وقت لاحق لتحريك توربينات وتوليد الكهرباء. ج- التخزين بالهيدروجين: يتم استخدام الطاقة الناتجة عن الرياح لتحلية المياه وتحويلها إلى الهيدروجين، ويتم تخزين الهيدروجين في خزانات مخصصة واستخدامه في توليد الكهرباء في وقت لاحق. د- التخزين بالحرارة: يتم تخزين الطاقة الحرارية الناتجة عن الرياح في أحواض التخزين المحملة بالمواد الحرارية، ويتم استخدام هذه الطاقة في توليد الكهرباء في وقت لاحق، ويمكن استخدام هذه التقنيات لتحسين استغلال الطاقة الناتجة عن الرياح وتوفيرها للاستخدام في وقت لاحق، وتحسين كفاءة محطات الطاقة الريحية وزيادة قدرتها على تزويد المستهلكين بالكهرباء المستدامة.

5- الطاقة الحرارية الأرضية: الطاقة الحرارية الأرضية هي الطاقة الناتجة عن الحرارة الموجودة في باطن الأرض، والتي يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء أو التدفئة. وتعتمد مصادر الطاقة الحرارية الأرضية على استخدام الحرارة الموجودة في الصخور والمياه الجوفية في الأرض، والتي يمكن الوصول إليها عن طريق حفر آبار عميقة واستخراج المياه الساخنة أو البخار الناتج عن الحرارة، وتعتبر الطاقة الحرارية الأرضية من أنواع الطاقة المتجددة، حيث تتجدد باستمرار ويمكن الوصول إليها بشكلٍ مستمر. وتعتبر مصادر الطاقة الحرارية الأرضية نظيفة بيئياً، حيث لا تنتج العمليات المتعلقة بتوليد الكهرباء أو التدفئة من هذه المصادر الكثير من الانبعاثات الضارة بالبيئة، ومع ذلك، فإن الطاقة الحرارية الأرضية تواجه بعض التحديات، مثل تكاليف الحفر والتجهيز لاستخراج المياه الساخنة أو البخار، والتحديات التقنية المتعلقة بتخزينها ونقلها بشكلٍ فعال، وتأثيرها على المناظر الطبيعية والمجتمعات المحلية التي قد تتأثر بتركيب محطات توليد الكهرباء من الطاقة الحرارية الأرضية في مكانٍ ما، وتوجد عدة تقنيات لاستخراج الطاقة الحرارية الأرضية، وفيما يلي نذكر بعضها: أ- التدفق المستمر: تستخدم هذه التقنية في المناطق التي يوجد فيها تدفق مستمر للمياه الساخنة أو البخار من باطن الأرض، وتتمثل التقنية في حفر بئر عميقة لاستخراج المياه الساخنة أو البخار، ومن ثم استخدامها في توليد الكهرباء أو التدفئة. ب- نظام التبادل الحراري الأرضي: يستخدم هذا النظام في المناطق التي تتوفر فيها تربة أو صخور تحتوي على حرارة، وتتمثل التقنية في تمرير مادة حاملة للحرارة في أنابيب مدفونة في التربة أو الصخور، ومن ثم استخدام الحرارة المنتقلة إلى المادة الحاملة لتدفئة المباني أو توليد الكهرباء. ج- الأنظمة المركبة الحرارية: تستخدم هذه التقنية في المناطق التي تتوفر فيها المياه الساخنة الناتجة عن الأنشطة الجيولوجية، وتعتمد التقنية على استخدام مضخة لسحب المياه الساخنة من الآبار العميقة واستخدامها في تسخين المياه الصالحة للشرب أو تدفئة المباني. د- الأنظمة الجيوثيرمالية: تستخدم هذه التقنية في المناطق التي يوجد فيها صخور ساخنة جداً، وتتمثل التقنية في حفر بئر عميقة وحقن المياه في الصخور الساخنة لاستخراج البخار واستخدامه في توليد الكهرباء، ويختلف نوع التقنية المستخدمة في استخراج الطاقة الحرارية الأرضية باختلاف المنطقة والظروف الجيولوجية والمناخية، وعادةً ما يتم اختيار التقنية المناسبة بناءً على دراسات مسبقة للمنطقة وتقييم للموارد الموجودة فيها.

6- الطاقة النووية: الطاقة النووية هي الطاقة التي يتم توليدها عن طريق تفاعلات النواة الذرية، سواءً كانت تلك التفاعلات تفاعلات انشطار أو اندماج. وتتمثل فكرة الطاقة النووية في استخدام هذه التفاعلات لتوليد الطاقة الحرارية، ومن ثم استخدام الطاقة الحرارية لتوليد الكهرباء أو لتشغيل المحركات والآلات.

تعتبر الطاقة النووية من أكثر أنواع الطاقة فعاليةً، إذ تتميز بكمية عالية من الطاقة المتولدة من كميات صغيرة من المواد النووية. وتستخدم الطاقة النووية في العديد من الأغراض، بما في ذلك توليد الكهرباء والطاقة الحرارية للاستخدام الصناعي والتجاري، وكذلك في الأبحاث العلمية والتطبيقات الطبية والعسكرية، ومن العيوب الرئيسية للاستخدام النووي يمكن ذكر خطر التلوث الإشعاعي، والتخلص من المواد النووية المستخدمة بشكل آمن وفعال. ولهذا السبب يجب أن يتم استخدام الطاقة النووية بحذر وبتقنيات آمنة وفعالة لتجنب أي تأثيرات ضارة.

تتميز الطاقة النووية بكمية عالية من الطاقة المتولدة من كميات صغيرة من المواد النووية، ولكنها تشكل أيضًا تحديات أمنية وصحية كبيرة، ومن أجل ذلك تم تطوير عدة تقنيات آمنة للاستخدام النووي، ومن بين هذه التقنيات: أ- التحكم بالتفاعل النووي: يتم التحكم بتفاعلات النواة الذرية من خلال تغذية كميات صغيرة من المواد النووية إلى المفاعل النووي، وتحديد معدل التفاعلات النووية في المفاعل بدقة لتحقيق أقصى استفادة من الوقود وتجنب أي مخاطر. ب- التبريد الآمن: يتم استخدام نظام تبريد لتبريد المفاعل وتجنب حدوث أي ارتفاع في درجة الحرارة الزائدة، وهذا يتطلب أنظمة تبريد متعددة ومستقلة لتجنب حدوث أي تلف أو انهيار في نظام التبريد. ج- التصميم الآمن: يتم تصميم المفاعلات النووية بحيث تكون مقاومة للتلف والتآكل، ويتم توفير العديد من النظم الأمنية والإنذار المبكر للحد من حدوث أي مشكلة. د- التخزين الآمن للنفايات النووية: يتم تخزين المواد النووية المستخدمة بشكل آمن في مستودعات تحت الأرض أو في مستودعات خارج المفاعل النووي، وتتم مراقبة هذه المستودعات بشكل دوري للتأكد من عدم تسرب أي مواد نووية خارجها. ه- تحليل المخاطر: يتم تحليل المخاطر بشكل دوري ومستمر لتقييم أي خطر قد يحدث واتخاذ الإجراءات اللازمة لتجنبه.

ويمكن استخدام الطاقة النووية بشكل آمن في المستقبل، بفضل التقنيات الحديثة التي تم تطويرها لتحسين سلامة استخدامها وتجنب أي مخاطر صحية أو بيئية. على سبيل المثال، يتم تطوير تقنيات جديدة لتصميم مفاعلات نووية أكثر أمانًا، وتتضمن هذه التقنيات تطوير تقنيات جديدة لمعالجة المواد النووية المستخدمة وتخزينها بشكل آمن، وتحديد مواقع آمنة لتخزين هذه المواد بطريقة تحمي البيئة والصحة العامة. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تطوير تقنيات جديدة للاستفادة من الطاقة النووية بشكل أكثر كفاءة وصديق للبيئة، مثل استخدام التفاعلات النووية لإنتاج الوقود الحيوي وتقليل الانبعاثات الضارة.