ما هي الطاقة المتجددة؟ استعراض لأنواع مصادر الطاقة المتجددة

يُطلَق مصطلح الطاقة المتجددة على مجموعة من مصادر الطاقة التي تنبع من الطبيعة مثل ضوء الشمس والرياح، ولها القدرة على التجدد بشكل طبيعي؛ أي أنّها لا تنفد بالاستهلاك وتبقى متاحة دائماً. وتتميّز هذه الطاقات باستخدامات واسعة تمتد من توليد الكهرباء إلى التدفئة، وتبريد المياه، وحتى قطاع النقل.

وفقاً لتقرير نشرته منظمة REN21 عام ٢٠١٦، ارتفعت حصة مصادر الطاقة المتجددة في الاستهلاك العالمي للطاقة من ١٩.٢٪ عام ٢٠١٤ إلى ٢٣.٧٪ عام ٢٠١٥. ويعكس هذا النمو الملحوظ التوجّه العالمي نحو المصادر المستدامة. وفي العام نفسه، بلغ حجم الاستثمارات العالمية في مجال الطاقة المتجددة نحو ٢٨٦ مليار دولار، وتركّز معظمها في مجالات طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة الكهرومائية والوقود الحيوي.

في المقابل، هناك مصادر غير متجددة مثل الوقود الأحفوري، والتي تمتلك احتياطيات محدودة ويستغرق تعويضها وقتاً طويلاً وبطيئاً للغاية. وللتعرّف أكثر على هذه المصادر الحديثة للطاقة وتطبيقاتها، تابعونا في مدوّنة شركة آداك، المنتِجة للوحات الكهرباء في إيران.

جدول المحتويات

ما هي الطاقة المتجددة؟

تُطلَق تسمية الطاقة المتجددة على تلك المصادر من الطاقة في العالم التي تُعاد إنتاجها بشكل طبيعي بعد استخدامها، دون وجود قلق من نضوبها. وفي الظروف الراهنة، حيث تتناقص الموارد الطبيعية للطاقة على الأرض بسرعة، يُعتبَر استخدام الطاقات المستدامة الحل الفعّال الوحيد للحفاظ على البيئة وتلبية احتياجات الأجيال القادمة.

انرژی تجدیدپذیر

أنواع الطاقات المتجددة

تُعَدّ موارد مثل الكتلة الحيوية (Biomass)، والطاقة الحرارية الجوفية، وضوء الشمس، وتيارات المياه، والرياح من المصادر الطبيعية التي يمكن تحويلها إلى طاقات نظيفة وقابلة للاستخدام. وبفضل كونها متجددة، فإنها تؤدي دوراً محورياً في مستقبل مستدام للطاقة. والقائمة الأكثر شمولاً لهذه الأنواع الحديثة من الطاقات تتضمّن ما يلي:

  • الكتلة الحيوية (Biomass)

  • الطاقة الحرارية الجوفية

  • الهيدروجين

  • الطاقة الكهرومائية

  • الطاقة المستمدة من البحار

  • الطاقة الشمسية

  • طاقة الرياح

الطاقة الشمسية

ما دامَت الشمس تُضيء في السماء — والمتوقّع أن يستمر ذلك لحوالي ٤.٤ مليارات سنة أخرى — سيتمكّن الإنسان من الاستفادة من طاقتها الضوئية والحرارية. وعادةً ما تُستَخدم الطاقة الشمسية بطريقتين مختلفتين تماماً: كهربائية وحرارية.

في النوع الكهربائي، يُمتَص ضوء الشمس بواسطة الخلايا الشمسية ويُحوَّل إلى تيار كهربائي. وتُعرَف هذه العملية، التي تتم إلكترونياً، بتقنية الخلايا الكهروضوئية (PV)، وهي مصطلح مركّب من “فوتو” أي الضوء و”فولتائيك” أي الكهرباء. وبشكل مبسّط، تشير الكهروضوئية إلى توليد الكهرباء من ضوء الشمس.

في المقابل، تُعرَف الطاقة الحرارية الشمسية — والتي يُشار إليها أيضاً بالطاقة السلبية أو الـ Passive — بأنها امتصاص مباشر لحرارة الشمس واستخدامها في تسخين المياه ضمن الأنظمة الشمسية أو رفع درجة الحرارة داخل المباني من خلال تصاميم مثل النوافذ الكبيرة والزجاجية.

طاقة الرياح

اعتماداً على المنطقة التي تعيش فيها، قد تكون قد شاهدت في السنوات الأخيرة توربينات الرياح حاضرة في المشاهد الطبيعية من حولك. فعلى سبيل المثال، تم تركيب هذه التوربينات على نطاق واسع في الدول الأوروبية والولايات المتحدة.

التوربينات هي أجهزة تستقبل الطاقة الحركية لسائل متدفق — مثل الغاز أو السائل — وتحوّلها إلى شكل آخر من أشكال الطاقة. وقد استُخدمت الطواحين الهوائية على هذا المبدأ لقرون طويلة في مناطق مختلفة من العالم.

في النسخ الحديثة من توربينات الرياح، تدور شفرات كبيرة تشبه مروحة الطائرة بفعل تدفق الرياح. وتؤدي هذه الحركة إلى تشغيل مولّد كهربائي موضوع داخل هيكل معدني يُسمّى “الناسيل”، ليتم في النهاية إنتاج الكهرباء.

لكي تصل الطاقة الناتجة من توربينات الرياح إلى مستوى إنتاج محطة كبيرة تعمل بالوقود الأحفوري، فهناك حاجة إلى آلاف الوحدات منها. ومن المثير للاهتمام أنّ الرياح تُعَدّ في الأصل شكلاً من أشكال الطاقة الشمسية، إذ إن الإشعاع غير المتوازن للشمس على مناطق مختلفة من كوكب الأرض يسبّب فروقاً في درجات الحرارة، مما يؤدّي في النهاية إلى تكوّن التيارات الهوائية على سطح الكوكب.

الطاقة الكهرومائية أو الهيدروإلكتريك

كلمة “هيدرو” (Hydro) تعني في الأصل “الماء”، ولذلك فإن “الطاقة الكهرومائية” تشير إلى توليد الطاقة الكهربائية باستخدام قوة المياه. وبالطبع، لا يتم استهلاك المياه نفسها مباشرةً في هذه العملية، بل يُستفاد من الطاقة الحركية الموجودة في تدفقات الأنهار.

تنطلق الأنهار عادةً من المناطق المرتفعة وتتجه في مسارها نحو البحار والمحيطات. ومن خلال بناء السدود على مجراها، يمكن إنشاء خزانات مائية ضخمة. وعندما يُطلَق هذا الماء من السد ويمر عبر التوربينات، فإنه يتسبب في دورانها، ومن ثم تُحوَّل الطاقة الميكانيكية الناتجة إلى كهرباء.

في العصور الوسطى، استُخدمت النواعير المائية لتشغيل الطواحين، ويمكن اعتبارها نماذج بدائية لمحطات الطاقة الكهرومائية. ففي هذا النظام، كانت قوة المياه تُنقَل عبر مجموعة من العجلات والتروس إلى الآلية، ولذلك يمكن اعتبار هذا النوع من الطاقة شكلاً من أشكال الطاقة “الهيدروميكانيكية”.

ومثلما هو الحال في طاقة الرياح، فإن الطاقة الكهرومائية تنبع بشكل غير مباشر من الطاقة الشمسية؛ ذلك لأن إشعاع الشمس هو الذي يحرّك دورة التبخر والهطول وجريان المياه على سطح الأرض، مما يخلق توازناً وحركة مستمرة بين الموارد المائية على الأرض والغلاف الجوي.

طاقة المحيطات

تُعَدّ المحيطات مصدراً هائلاً للطاقة غير المستغَلّة، ويمكن الاستفادة منها بثلاث طرق رئيسية: طاقة الأمواج، طاقة المدّ والجزر، والطاقة الحرارية.

تقوم طاقة الأمواج، من خلال أجهزة ميكانيكية تتحرّك صعوداً وهبوطاً أو ذهاباً وإياباً مع حركة الأمواج، بامتصاص الطاقة الحركية للمياه وتحويلها إلى كهرباء. وهذه التقنية معروفة منذ سنوات وقد استُخدمت في مناطق مختلفة حول العالم.

تُستَغل طاقة المدّ والجزر من خلال بناء سدود صغيرة في المناطق التي تلتقي فيها الأنهار بالبحر (المصبات). ومع التذبذب اليومي في مستوى المياه بسبب المدّ والجزر — والذي يحدث مرتين على الأقل في اليوم — يدخل ويخرج حجم كبير من المياه. ويمكن للسدود المزوّدة بتوربينات أن تستفيد من هذا التدفق المستمر لتوليد الطاقة الكهربائية. ومن أبرز الأمثلة المعروفة في هذا المجال محطة رانس للمدّ والجزر في فرنسا.

تعتمد الطاقة الحرارية للمحيطات على فارق درجات الحرارة بين سطح المياه الدافئ والطبقات الأعمق والأبرد. وفي نوع خاص من هذه الأنظمة يُسمّى تحويل طاقة حرارية المحيط (OTEC)، يُضَخّ الماء السطحي الدافئ إلى أعلى هيكل ضخم عمودي بارتفاع يقارب ٤٥٠ متراً، بينما يُسحَب في الوقت نفسه ماء بارد من الأعماق نحو الأسفل. وخلال هذه العملية، يتسبّب الماء الدافئ في تشغيل التوربينات لإنتاج الكهرباء، ثم يُعاد تدوير الماء البارد. وتشير التقديرات إلى أنّ المحيطات تمتلك من الناحية الحرارية قدرة كافية لتلبية احتياجات الإنسان من الطاقة، رغم أنّ جزءاً صغيراً فقط من هذه الإمكانات قد استُغِل حتى الآن.

طاقة الكتلة الحيوية

الكتلة الحيوية هو مصطلح حديث يُطلَق على المواد العضوية مثل النباتات والكائنات الحية الأخرى التي يمكن استخدامها كوقود بعد انتهاء دورة حياتها — وخصوصاً تلك التي تُزرَع خصيصاً لغرض توفير الطاقة. على سبيل المثال، يُعتبَر الحطب الذي يجمعه الناس في بعض مناطق أفريقيا من أجل الطهي أو التدفئة شكلاً من أشكال الكتلة الحيوية. كما أنّ الوقود الحيوي مثل الإيثانول، الذي يُستخدم في إنتاج الديزل الحيوي للمركبات، يندرج ضمن هذه الفئة. وحتى روث الدواجن، عندما يُحرَق في محطات الطاقة لتوليد الحرارة، يُعَدّ أيضاً من الكتلة الحيوية.

من الجدير بالذكر أنّ الكتلة الحيوية تُصنَّف ضمن مصادر الطاقة المتجددة. فالعملية تتمّ على النحو التالي: تمتصّ النباتات الطاقة الشمسية لتنمو، ثم تحوّلها إلى طاقة كيميائية تخزّنها في أجزائها المختلفة — مثل الأوراق والسيقان والجذور. وعند حرق الكتلة الحيوية، تتحرر هذه الطاقة الكيميائية على شكل حرارة. ويمكن استخدام هذه الحرارة لتدفئة المباني، أو لتوليد الكهرباء، أو لإنتاج وقود للمركبات.

من الناحية البيئية والاستدامة، تتمتّع الكتلة الحيوية بعدة مزايا مهمّة مقارنةً بالوقود الأحفوري مثل الفحم:

١. على عكس الفحم الذي يحتاج تكوّنه إلى ملايين السنين، يمكن إنتاج الكتلة الحيوية في فترة زمنية أقصر بكثير. إذ يمكن إعادة زراعة النباتات والأشجار بسهولة لتعويض ما استُهلك منها في عملية إنتاج الطاقة. ولهذا السبب، تتمتّع الكتلة الحيوية بقدرة عالية على أن تصبح مصدراً مستداماً للطاقة.

٢. تمتصّ النباتات أثناء نموّها ثاني أكسيد الكربون من الجو، وتُطلِق عند احتراقها المقدار نفسه من الغاز. ولذلك، يكون صافي انبعاث الكربون في الحالة المثالية صفراً، ولهذا تُعرَف الكتلة الحيوية أحياناً كمصدر طاقة محايد كربونياً. ومع ذلك، ينبغي الأخذ بالاعتبار أنّ عمليات الزراعة والحصاد ونقل الكتلة الحيوية قد تتطلّب استهلاك وقود أحفوري (مثل الديزل لتشغيل الآلات الزراعية والشاحنات)، مما قد يقلّل جزئياً من مزاياها البيئية. كما أنّ الأشجار الفتية التي تُزرَع بديلاً عن الأشجار المقطوعة قد لا تكون بنفس الكفاءة في امتصاص ثاني أكسيد الكربون.

٣. من بين مزايا الكتلة الحيوية أيضاً إمكانية إنتاجها من النفايات. فمثلاً، إن حرق بقايا الخشب أو روث الحيوانات لا يوفّر فقط مصدراً لإنتاج الطاقة، بل يساهم كذلك في تقليل حجم النفايات التي ينبغي التخلّص منها. وبهذا الشكل، تساعد الكتلة الحيوية في إدارة المخلفات وفي الوقت نفسه في توليد طاقة نظيفة.

الطاقة الحرارية الجوفية

قد نتصوّر أحياناً أنّ الأرض مكان بارد جداً، غير أنّ في أعماقها طبقة من الصخور المنصهرة بدرجة حرارة تقارب ٤٥٠٠ درجة مئوية (٨٠٠٠ درجة فهرنهايت). ومن خلال تقنيات مثل المضخات الحرارية، التي تضخّ المياه الباردة إلى أعماق الأرض ثم تعيدها وهي ساخنة إلى السطح، يمكن الاستفادة بسهولة من هذا المصدر الهائل للطاقة الحرارية الجوفية. وتُقدَّر الاحتياطات الكامنة للطاقة الجوفية على كوكب الأرض بما يعادل القدرة الإنتاجية لنحو ٢٥٠٠٠ محطة توليد كهرباء كبيرة.

الطاقة النووية

الطاقة النووية التقليدية لا تُعد من المصادر المتجددة. تُنتج هذه الطاقة من انشطار ذرات العناصر الثقيلة وغير المستقرة مثل اليورانيوم الموجود طبيعيًا في الأرض. وبما أن اليورانيوم هو الوقود الرئيسي لمعظم المحطات النووية، واستخراجه يتطلب الحفر في الأرض، فإن طرق الانشطار النووي التقليدية (أي تقسيم الذرات الثقيلة) لا يمكن تصنيفها كمصدر للطاقة المتجددة. ومع ذلك، يواصل العلماء البحث في تكنولوجيا جديدة تُسمى الاندماج النووي، وهي عملية تنصهر فيها الذرات الخفيفة معًا لإنتاج الطاقة، وهذه الطريقة تبشر بإنتاج طاقة أنظف وأكثر أمانًا وقابلة للتجديد فعليًا في المستقبل.

انرژی تجدیدپذیر

فوائد الطاقة المتجددة

فوائد الطاقات المتجددة واسعة جدًا ولها تأثيرات إيجابية على الاقتصاد، البيئة، الأمن القومي وصحة الإنسان. فيما يلي بعض أهم المزايا لاستخدام هذه الأنواع من الطاقة:

  • يتم تعزيز شبكة الكهرباء الوطنية من حيث الموثوقية، والأمان، والمرونة.

  • يتم خلق فرص عمل جديدة في الصناعات المرتبطة بالطاقة المتجددة.

  • إنتاج الطاقة من هذه المصادر يؤدي إلى تقليل انبعاثات الكربون وتقليل تلوث الهواء.

  • تزداد استقلالية الطاقة للبلاد من خلال تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري.

  • تم تطوير العديد من أنواع الطاقة المتجددة بطريقة تجعلها قادرة على المنافسة من حيث التكلفة مع مصادر الطاقة التقليدية وأصبحت أكثر اقتصادية.

  • يتم تحسين وصول المجتمعات النائية والمناطق الساحلية أو الجزرية غير المتصلة بشبكات الكهرباء إلى الطاقة النظيفة.

الفرق بين الطاقة المتجددة والطاقة النظيفة

مصطلح «الطاقة المتجددة» يُستخدم غالبًا بدلًا من مصطلحي «الطاقة الخضراء» أو «الطاقة النظيفة»، لكن هناك فروق دقيقة بين هذه المفاهيم. بعض مصادر الطاقة، مثل الرياح التي تُعتبر من أفضل مصادر الطاقة المتجددة، تندرج ضمن الثلاث فئات معًا.
الطاقة الخضراء: عادةً تشير إلى الطاقة المستمدة من الموارد الطبيعية مثل الرياح، ضوء الشمس أو المياه.
الطاقة النظيفة: تُشير إلى الطاقة التي لا تُنتج أي تلوث جوي خلال عملية توليدها، وتُقلل أيضًا من مخاطر الكوارث البيئية.
رغم أن كل الطاقة الخضراء تعتبر نظيفة، إلا أن كل المصادر المتجددة ليست بالضرورة خضراء أو نظيفة. على سبيل المثال، بعض السدود الكبيرة للطاقة الكهرومائية قد تُصنف من الناحية الفنية كمتجددة، لكنها لا تُعد خضراء أو نظيفة بالكامل بسبب تأثيراتها البيئية والاجتماعية السلبية. كذلك، مصادر الطاقة التي يتطلب استخراجها أو حفرها أنشطة تهدد النظم البيئية عادةً لا تُصنف كطاقة خضراء.

سؤالات متداولة

لقد جعل التركيز المتزايد على الاستدامة في السنوات الأخيرة الطاقة المتجددة تبدو وكأنها ابتكار حديث. ومع ذلك، لطالما استخدم البشر الطبيعة لتلبية احتياجاتهم اليومية، وقد جعلت التقنيات الحديثة هذه الأساليب أكثر تطورًا وحداثة. يُظهر تقرير الحالة العالمية للطاقة المتجددة السنوي الصادر عن مركز الأبحاث REN21 أنه على الرغم من انتشار استخدام الطاقة المتجددة في توليد الكهرباء وانتشاره حول العالم، إلا أن هناك حاجة إلى تغييرات جوهرية في قطاعات التدفئة والتبريد والنقل لتحقيق مستقبل أنظف وأكثر استدامة.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

ثبت درخواست فروش روغن سوخته خوراکی

لطفا فرم زیر را به دقت پر کنید تا مشاورین ما در اسرع وقت با شما تماس حاصل فرمایند.

اطلاعات فروشنده

تم حفظ درجة الحرارة القصوى

يرجى تقديم النموذج أدناه للحصول على شاورينا في أقرب وقت للتواصل معك.