أهم مصادر الطاقة المتجددة ومستقبلها

الطاقة المتجددة هي الطاقة المستمدة من المصادر الطبيعية التي يتم تجديدها بمعدل أعلى من استهلاكها، فضوء الشمس والرياح على سبيل المثال من المصادر التي تتجدد باستمرار وموجودة في كل مكان حولنا.

لذلك فإن اتجاهات السوق العالمية تشير إلى استخدام مصادر طبيعية بدل الوقود الأحفوري "الفحم والنفط والغاز" الذي يعتبر من الموارد غير المتجددة، إذ يتسبب الوقود الأحفوري عند حرقه لإنتاج الطاقة في انبعاث غازات ضارة مثل ثاني أكسيد الكربون، كما أن مصادر الطاقة المتجددة الآن أرخص في معظم البلدان وتولّد فرص عمل أكثر بثلاث مرات من الوقود الأحفوري.

مصادر الطاقة المتجددة

• الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية هي الأكثر وفرة بين جميع موارد الطاقة المتجددة، ويمكن الاستفادة منها حتى عندما يكون الطقس غائما، إذ يبلغ معدل اعتراض الأرض للطاقة الشمسية حوالي 10000 مرة أكبر من معدل استهلاك الإنسان للطاقة.

وعلى الرغم من أن جميع البلدان لا تتمتع بالطاقة الشمسية بشكل متساوٍ، إلا أنه من الممكن لكل بلد المساهمة بشكل كبير في توزيع هذه الطاقة التي تقوم على توفير الحرارة والتبريد والإضاءة الطبيعية والكهرباء والوقود، إذ تقوم تقنيات الطاقة الشمسية بتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية إما من خلال الألواح الكهروضوئية أو من خلال المرايا التي تركز على الإشعاع الشمسي.

وما يجعل هذه الطاقة هي الأكثر طلبًا هو انخفاض تكلفة تصنيع الألواح الشمسية بشكل كبير في العقد الماضي، ما يجعلها بأسعار معقولة وأرخص تكلفةً من الكهرباء.

• طاقة الرياح

تستخدم طاقة الرياح الطاقة الحركية للهواء المتحرك باستخدام توربينات الرياح الكبيرة الموجودة على الأرض أو في البحار، وقد جرى استخدام طاقة الرياح منذ آلاف السنين ولكن هذه التقنيات تطورت على مدى السنوات القليلة الماضية لتزيد من إنتاج الكهرباء باستخدام توربينات أطول وأقطار دوارة أكبر.

وعلى الرغم من أن متوسط سرعة الرياح تختلف بشكل كبير حسب الموقع، إلا أن الإمكانات التقنية العالمية لهذه الطاقة تتجاوز إنتاج الكهرباء العالمي، إذ توجد إمكانات كبيرة في معظم مناطق العالم لتمكين نشر طاقة الرياح بشكل كبير، إذ أن أجزاءً كثيرة من العالم تتمتع بسرعات رياح قوية.

وعلى الرغم من أن طاقة الرياح البحرية ذات إمكانات هائلة، إلا أن أفضل المواقع لتوليد طاقة الرياح تكون أحيانًا بعيدة.

• الطاقة الحرارية الأرضية

تستخدم الطاقة الحرارية الأرضية الحرارة التي يمكن الوصول إليها من باطن الأرض، إذ يتم استخراج هذه الحرارة من خزانات موجودة في باطن الارض باستخدام الآبار أو وسائل أخرى.

وتسمى الخزانات التي تكون ساخنة بدرجة كافية وقابلة للنفاذ بشكل طبيعي بالخزانات الحرارية المائية، في حين تسمى الخزانات الساخنة بما فيه الكفاية والتي يتم تحسينها عن طريق التحفيز الهيدروليكي بأنظمة الطاقة الحرارية الأرضية المحسنة.

وبمجرد وصولها إلى السطح يمكن استخدام السوائل ذات درجات الحرارة المختلفة لتوليد الكهرباء، إن تكنولوجيا توليد الكهرباء من الخزانات الحرارية المائية متقدمة وموثوقة وتعمل منذ أكثر من 100 عام.

• الطاقة الكهرومائية

تستغل الطاقة الكهرومائية طاقة المياه التي تنتقل من الارتفاعات العالية إلى الارتفاعات المنخفضة ويمكن توليدها من الخزانات والأنهار، إذ تعتمد هذه المحطات على المياه المخزنة في الخزانات أو من خلال التدفق المتاح للمياه الجارية من النهر.

وغالبًا ما يكون لخزّانات الطاقة الكهرومائية استخدامات متعددة مثل: توفير مياه الشرب ومياه الري والسيطرة على الفيضانات والجفاف وخدمات الملاحة وإمدادات الطاقة.

تعد الطاقة الكهرومائية حاليًا أكبر مصدر للطاقة المتجددة في قطاع الكهرباء، فهي تعتمد على أنماط هطول الأمطار المستقرة عمومًا، ويمكن أن تتأثر سلبًا بحالات الجفاف الناجمة عن المناخ أو التغيرات في النظم البيئية؛ ويمكن للبنية التحتية اللازمة لإنشاء الطاقة الكهرومائية أن تؤثر أيضًا على النظم البيئية بطرق سلبية، ولهذا السبب يعتبر الكثيرون أن المشاريع المائية الصغيرة خيار صديق للبيئة ومناسب بشكل خاص للمجتمعات الموجودة في المناطق النائية.

• طاقة المحيطات

تُستمد طاقة المحيطات من التقنيات التي تستخدم الطاقة الحركية والحرارية لمياه البحر مثل الأمواج والتيارات المائية لإنتاج الكهرباء أو الحرارة، إذ لا تزال أنظمة طاقة المحيطات في مرحلة مبكرة من التطوير على الرغم من وجود عدد من النماذج الأولية لأجهزة الموجات وتيارات المد والجزر.

• الطاقة الحيوية

يتم إنتاج الطاقة الحيوية من مجموعة متنوعة من المواد العضوية تسمى الكتلة الحيوية مثل: الخشب والفحم والروث وغيرها من الأسمدة لإنتاج الحرارة والطاقة وتُستخدم معظم الكتل الحيوية في المناطق الريفية لأغراض الطهي والإضاءة وتدفئة الأماكن، وذلك عادةً ما يكون من قبل السكان الأكثر فقرا في البلدان النامية، إذ تشتمل أنظمة الكتلة الحيوية الحديثة على المحاصيل والأشجار ومخلفات الزراعة والغابات ومجاري النفايات العضوية المختلفة.

وتتسبب الطاقة الناتجة عن حرق الكتلة الحيوية في انبعاث غازات الاحتباس الحراري ولكن بمستويات أقل من حرق الوقود الأحفوري مثل الفحم أو النفط أو الغاز، وعليه ينبغي استخدام الطاقة الحيوية فقط في استخدامات محدودة نظرا للتأثيرات البيئية السلبية المحتملة والمرتبطة بالزيادات الكبيرة في عدد المزارع والغابات.

توقعات النمو لمستقبل الطاقة المتجددة

تشكل موارد الطاقة المتجددة نحو 26% من الكهرباء في العالم اليوم، ولكن وفقا لوكالة الطاقة الدولية فمن المتوقع أن تصل نسبتها إلى 30% بحلول عام 2024، إذ ستنمو القدرة الشمسية في العالم بمقدار 600 غيغاوات، أي ما يقارب ضعف إجمالي قدرة الكهرباء المثبتة في اليابان. ويأتي هذا الانتعاش بسبب التباطؤ العالمي الذي حصل في عام 2019 بسبب انخفاض تكاليف التكنولوجيا وتزايد المخاوف البيئية.

1. ستصبح الطاقة الشمسية أرخص بنسبة 35%.
2. ستزداد قدرة طاقة الرياح البرية بنسبة 57%.
3. سترتفع القدرة الكهرومائية بنسبة 9%.
4. ستزداد قدرة الطاقة الحرارية الأرضية بنسبة 28%، حيث من المتوقع أن تنمو الكهرباء المتجددة بحلول عام 2024 بشكل عام بمقدار 1200 غيغاوات.

الصين وقيادة الطريق في مجال الطاقة المتجددة

إن الصين في طريقها إلى تجاوز هدفها والمتمثل في توليد 33% من استهلاك الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة بحلول عام 2025، وعلى الرغم من أن الصين لا تزال تُنتج نحو ثلث الغازات المسببة للاحتباس الحراري العالمي، إلا أنها تهدف إلى الحد من هذا الإنتاج من خلال السياسات والدراسات والخطط المدروسة بشكل كبير.

يمكن رؤية أحد الأمثلة الحديثة على إصرارهم لتحقيق أهدافهم نحو تطوير الطاقة المتجددة، إذ كانت الصين مسؤولة عن ما يقرب من 70% من نمو طاقة الرياح في عام 2021. وسيستمر هذا الاتجاه في الارتفاع مع اتباع البلاد لخطتها الخمسية لتقليل اعتمادها على الوقود الأحفوري وزيادة إنتاج واستهلاك الطاقة المتجددة محليا.

إن الصين تقود العالم في تبني تكنولوجيا الطاقة المتجددة ومن المتوقع حاليًا أن تتجاوز هدفها الخاص بنسبة 50% بحلول عام 2030، وتتطلع الصين إلى تحقيق ذلك من خلال بناء منشآت واسعة النطاق للطاقة المتجددة في المناطق الصحراوية الشمالية الغربية من البلاد. كما أن لديها خططًا لإنشاء مزرعة رياح بحرية كبيرة في مضيق تايوان وهو قيد الإنشاء مع إمكانية تزويد 13 مليون منزل بالطاقة.

في نهاية المطاف، ليس هناك شك في أن مستقبل الطاقة المتجددة يبدو مشرقًا ومزدهرًا ومتناميًا، خصوصا مع ارتفاع الطلب على المصادر الجديدة أكثر من أي وقت مضى، إذ تتطلع الشركات إلى توظيف مشاريع جديدة على مستوى العالم.