مصادر الطاقة البديلة وأثرها على البيئة

ما هي المصادر البديلة المختلفة للطاقة؟

هناك العديد من المصادر البديلة الرئيسية المختلفة للطاقة والتي تُستخدم عادةً في العالم لتوليد الطاقة، بينما يتم اكتشاف مصادر أخرى طوال الوقت لم يصل أي منها إلى المرحلة، حيث يمكن استخدامها لتوفير القوة لمساعدة الحياة الحديثة على العمل.

تُستخدم كل مصادر الطاقة المختلفة هذه في المقام الأول لإنتاج الكهرباء، حيث يعمل العالم على سلسلة من التفاعلات الكهربائية سواء كنا نتحدث عن السيارة التي نقودها أو الضوء الذي نقوم بتشغيله، تضيف كل هذه المصادر المختلفة للطاقة إلى مخزن الطاقة الكهربائية التي يتم إرسالها بعد ذلك إلى مواقع مختلفة عبر خطوط عالية الطاقة.

ما هي أنواع مصادر الطاقة؟

مصادر الطاقة المتجددة: مصادر الطاقة المتجددة هو عبارة عن أي مورد طبيعي يمكن أن يحل محله بسرعة ويمكن الاعتماد عليها، حيث أن مصادر الطاقة هذه وفيرة ومستدامة ومتجددة بشكل طبيعي وجيدة للبيئة، بعض الأنواع أو المصادر الرئيسية للطاقة المتجددة هي:

  1. الطاقة الشمسية من الشمس.
  2. طاقة الرياح.
  3. الطاقة الحرارية الجوفية من الحرارة داخل الأرض.
  4. الطاقة المائية من جريان المياه.
  5. طاقة المحيطات على شكل موجات ومد وجزر وطاقة حالية وطاقة حرارية للمحيطات.
    6.الكتلة الحيوية من النباتات.
    مصدر الطاقة الغير متجددة: مصادر الطاقة غير متجددة هي عبارة عن مصدر بإمدادات محدودة حيث يمكننا استخراجها من الأرض ويمكن أن تنفذ في النهاية، تشكلت هذه المصادر على مدى آلاف السنين من بقايا مدفونة لنباتات وحيوانات البحر القديمة التي عاشت منذ ملايين السنين، ومعظم مصادر الطاقة هذه عبارة عن وقود أحفوري “متسخ ” وهو ضار بالبيئة بشكل عام، الأنواع أو المصادر الرئيسية للطاقة غير المتجددة هي:
  6. البترول.
  7. سوائل الغاز الهيدروكربوني.
  8. الغاز الطبيعي.
  9. الفحم.
  10. الطاقة النووية

بعض المصادر المختلفة للطاقة:

فيما يلي نظرة عامة على كل مصدر من مصادر الطاقة المختلفة المستخدمة وما هي المشكلة المحتملة لكل منها:

الطاقة الشمسية:

بشكل عام فإن المصدر الأساسي للطاقة هو الشمس، حيث تحصد الطاقة الشمسية طاقة الشمس باستخدام الألواح المجمعة لتهيئة الظروف التي يمكن تحويلها بعد ذلك إلى نوع من الطاقة، وغالبًا ما تُستخدم حقول الألواح الشمسية الكبيرة في الصحراء لتجميع الطاقة الكافية لشحن المحطات الفرعية الصغيرة، ويستخدم العديد من المنازل أنظمة الطاقة الشمسية لتوفير الماء الساخن والتبريد وتكميل الكهرباء.

تكمن مشكلة الطاقة الشمسية في أنه على الرغم من توفر كميات وفيرة من ضوء الشمس فإن نطاقات جغرافية معينة فقط من العالم تحصل على ما يكفي من الطاقة المباشرة للشمس لفترة كافية لتوليد طاقة قابلة للاستخدام من هذا المصدر، يعتمد توفرها أيضًا على التغير في المواسم والطقس عندما لا يتم استخدامها دائمًا، حيث يتطلب استثمارات أولية عالية للاستخدام الإنتاجي، حيث أن تكنولوجيا تخزين الكهرباء الشمسية لم تصل إلى إمكاناتها المثلى حتى الآن.

طاقة الرياح:

أصبحت طاقة الرياح أكثر شيوعًا في معظم دول العالم، حيث أن الابتكارات الجديدة التي تسمح لمزارع الرياح بالظهور تجعلها أكثر شيوعًا، وباستخدام التوربينات الكبيرة لاستيعاب الرياح المتاحة كطاقة للتشغيل يمكن للتوربينات تشغيل مولد لإنتاج الكهرباء.

طاقة الرياح تتطلب بعض الأستثمارات العالية كما أن سرعة الرياح ليست موحدة في كل مرة مما قد يؤثر على توليد الطاقة، بينما بدأ هذا كحل مثالي للكثيرين بدأت حقيقة مزارع الرياح في الكشف عن تأثير بيئي غير متوقع قد لا يجعلها خيارًا مثاليًا.

الطاقة الحرارية الجوفية:

الطاقة الحرارية الجوفية هي عبارة عن الطاقة التي يتم إنتاجها من تحت الأرض، حيث إنها نظيفة ومستدامة وصديقة للبيئة، وتنتج درجات حرارة عالية باستمرار داخل القشرة الأرضية عن طريق التأخير البطيء للجسيمات المشعة، كما تعمل الصخور الساخنة الموجودة أسفل الأرض على تسخين المياه التي تنتج البخار، ثم يتم التقاط البخار مما يساعد على تحريك التوربينات، ثم تقوم التوربينات الدوارة بتشغيل المولدات.

يمكن استخدام الطاقة الحرارية الجوفية بواسطة وحدة سكنية أو على نطاق واسع من خلال بعض التطبيقات الصناعية، حيث تم استخدامه خلال العصور القديمة للاستحمام وتدفئة الفضاء، وعادةً ما يكون لمحطات الطاقة الحرارية الجوفية انبعاثات منخفضة إذا قامت بضخ البخار والمياه التي تستخدمها مرة أخرى في الخزان.

أكبر عيب للطاقة الحرارية الجوفية هو أنه لا يمكن إنتاجها إلا في مواقع مختارة في جميع أنحاء العالم، حيث تقع أكبر مجموعة من محطات الطاقة الحرارية الجوفية في العالم في (The Geysers) وهو حقل للطاقة الحرارية الجوفية في كاليفورنيا الولايات المتحدة.

عيب آخر هو أنه في حالة عدم وجود خزانات تحت الأرض فإن إنشاء محطات طاقة حرارية جوفية قد يزيد من خطر حدوث زلزال في مناطق تعتبر بالفعل مناطق جيولوجية ساخنة.

طاقة الهيدروجين:

يتوفر الهيدروجين بشكل اساسي مع الماء وهو العنصر الأكثر شيوعًا المتاح على الأرض، يحتوي الماء على ثلثي الهيدروجين ويمكن العثور عليه مع عناصر أخرى وبمجرد فصله يمكن استخدامه كوقود لتوليد الكهرباء، حيث يعد الهيدروجين مصدرًا هائلاً للطاقة ويمكن استخدامه كمصدر للوقود لتشغيل السفن والمركبات والمنازل والصناعات والصواريخ، إنه متجدد بالكامل ويمكن إنتاجه عند الطلب ولا يترك أي انبعاثات سامة في الغلاف الجوي.

طاقة المد والجزر:

تستخدم طاقة المد والجزر ارتفاع وانخفاض المد والجزر لتحويل الطاقة الحركية للمد والجزر الواردة والصادرة إلى طاقة كهربائية، إن توليد الطاقة من خلال طاقة المد والجزر هو الأكثر انتشارًا في المناطق الساحلية، حيث أن طاقة المد والجزر هي أحد مصادر الطاقة المتجددة وتنتج طاقة كبيرة حتى عندما يكون المد والجزر بسرعة منخفضة.

عندما يكون هناك ارتفاع متزايد في مستويات المياه في المحيط يتم إنتاج المد والجزر والتي تندفع ذهابًا وإيابًا في المحيط، ومن أجل الحصول على طاقة كافية من إمكانات طاقة المد والجزر يجب أن يكون ارتفاع المد العالي خمسة أمتار (حوالي 16 قدمًا) أكبر من المد والجزر.

الاستثمار الضخم والتوافر المحدود للمواقع هي من بعض عيوب طاقة المد والجزر، حيث تجعل رسوم البناء المدني وشراء الطاقة عالية جداً وتحتاج الى التكلفة الرأسمالية الكبيرة لمحطات طاقة المد والجزر.

طاقة الأمواج:

بشكل عام يتم إنتاج طاقة الأمواج من الأمواج التي يتم إنتاجها في المحيطات، ونظرًا لأن المحيطات تحكمها جاذبية القمر فإنه يجعل من تسخير قوتها خيارًا جذابًا، حيث تمت دراسة تقنيات مختلفة لتحويل طاقة الأمواج إلى طاقة كهربائية باستخدام هياكل شبيهة بالسدود أو أجهزة مثبتة في قاع المحيط فوق سطح الماء أو تحته مباشرة.

طاقة الأمواج متجددة وصديقة للبيئة ولا تسبب أي ضرر للغلاف الجوي، حيث يمكن تسخيرها على طول المناطق الساحلية للعديد من البلدان ويمكن أن تساعد دولة ما على تقليل اعتمادها على الدول الأجنبية للحصول على الوقود.
يمكن أن يؤدي إنتاج طاقة الأمواج إلى إتلاف النظام البيئي البحري ويمكن أيضًا أن يكون مصدر إزعاج للسفن الخاصة والتجارية، حيث أنه يعتمد بشكل كبير على الطول الموجي ويمكن أن يكون أيضًا مصدرًا للتلوث البصري والضوضاء، هذه الطاقة أيضًا أقل كثافة مقارنةً بما هو متاح في خطوط العرض الشمالية والجنوبية.

الطاقة الكهرومائية:

ما لا يدركه الكثير من الناس هو أن معظم المدن والبلدات في العالم تعتمد على الطاقة الكهرومائية وهي تُعتمد منذ القرن الماضي، في كل مرة نرى فيها سدًا كبيرًا فإنها توفر الطاقة الكهرومائية لمحطة كهربائية في مكان ما، تُستخدم طاقة الماء لتحويل المولدات لإنتاج الكهرباء التي يتم استخدامها بعد ذلك، إنه غير ملوث ولا يترتب عليه نفايات أو ينتج غازات سامة وصديق للبيئة.

المشاكل التي تواجه الطاقة الكهرومائية الآن لها علاقة بتقادم السدود، حيث يحتاج الكثير منهم إلى أعمال ترميم كبيرة ليظلوا فعالين وآمنين وهذا يكلف مبالغ هائلة من المال، يتسبب استنزاف إمدادات المياه الصالحة للشرب في العالم أيضًا في حدوث مشكلات حيث قد ينتهي الأمر بالبلدات إلى الحاجة إلى استهلاك المياه التي توفر لها الطاقة أيضًا.

طاقة الكتلة الحيوية:

يتم إنتاج طاقة الكتلة الحيوية من المواد العضوية وهي شائعة الاستخدام في جميع أنحاء العالم، حيث يلتقط الكلوروفيل الموجود في النباتات طاقة الشمس عن طريق عملية تحويل ثاني أكسيد الكربون من الهواء والماء من الأرض إلى كربوهيدرات من خلال عملية تدعى التمثيل الضوئي، وعندما يتم حرق النباتات يتم إطلاق الماء وثاني أكسيد الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي.

تشمل الكتلة الحيوية بشكل عام المحاصيل والأشجار ومشابك الحدائق ورقائق الخشب ومخلفات الحيوانات، وتستخدم طاقة الكتلة الحيوية ايضاً للتدفئة والطهي في المنازل وكوقود في الإنتاج الصناعي، ومع ذلك فإن جمع الوقود ينطوي على الكدح، حيث ينتج هذا النوع من الطاقة كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وفي حالة عدم وجود تهوية كافية أثناء الطهي داخل المنزل يتسبب الوقود مثل الروث في تلوث الهواء وهو خطر صحي خطير، علاوة على ذلك يؤدي الاستخدام غير المستدام وغير الفعال للكتلة الحيوية إلى تدمير الغطاء النباتي وبالتالي تدهور البيئة.

الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز الطبيعي):

عندما يتحدث معظم الناس عن المصادر المختلفة للطاقة فإنهم يدرجون الغاز الطبيعي والفحم والنفط كخيارات حيث تعتبر جميعها مجرد مصدر واحد للطاقة من الوقود الأحفوري، يوفر الوقود الأحفوري الطاقة لمعظم دول العالم باستخدام الفحم والنفط بشكل أساسي، ويتم تحويل النفط إلى العديد من المنتجات وأكثرها استخدامًا هو البنزين.
قضية الوقود الأحفوري هي قضية ذات شقين، عند الحصول على الوقود الأحفوري وتحويله للاستخدام يكون هناك تدمير كبير وتلوث للبيئة، كما أن احتياطيات الوقود الأحفوري محدودة أيضًا ومن المتوقع أن تستمر لمدة 100 عام أخرى فقط بالنظر إلى المعدل الأساسي للاستهلاك.

ليس من السهل تحديد أي من مصادر الطاقة المختلفة الأفضل للاستخدام، فكل منهم لديهم نقاطهم الجيدة والسيئة، في حين أن المدافعين عن كل نوع من أنواع السلطة يروجون لهم على أنهم الأفضل فإن الحقيقة هي أنهم جميعًا معيبون، ما يجب أن يحدث هو بذل جهود متضافرة لتغيير كيفية استهلاكنا للطاقة ولخلق توازن بين أي من هذه المصادر.

شاهد أيضاً

إزالة الغابات

مع نمو العالم بوتيرة يصعب مواءمتها، حيث تتحول الحاجة المتزايدة إلى مساحة لتكون مصدر قلق، …