والطاقة الشمسية مصدر نظيف للطاقة، لا ينتج غازات أو نواتج ثانوية ضارة بالبيئة، مثل الفحم أو زيت البترول. لكن الجدوى الاقتصادية للطاقة الشمسية لم تتحقق إلا في سبعينيات القرن الماضي إبان أزمة البترول التي صاحبت حرب أكتوبر 1973. وقد استخدمت العواكس الشمسية في صهر الفلزات أو في إنتاج البخار لتوليد الكهرباء، وإن كانت تكلفتها الاقتصادية عالية؛ لافتقارها إلى تجهيزات فنية عديدة، وأجهزة حاسوب للتحكم في حركة العواكس وزواياها؛ بحيث تتبع حركة الشمس طوال اليوم. ومن الدول التي استخدمت العواكس الشمسية (سويسرا) إذ استخدمتها في المنحدرات الجبلية؛ لا سيما في جبال الألب؛ أما أجهزة تجميع حرارة الشمس فتمتص جزءا من الطاقة الحرارية لها، وتجمعها طوال اليوم، لاستخدامها في رفع درجة حرارة الماء أو الهواء في جهاز التجميع، ثم نقل الحرارة إلى الوسط المطلوب تسخينه في المنشأة، وقد يكون خزانات للمياه تحت سطح الأرض، تصل درجة حرارتها إلى 60-90؟م. وتستخدم في تصنيع أجهزة تجميع الحرارة، شرائح الألومنيوم أو النحاس أو الصلب المطلية باللون الأسود، ومعزولة عن الجو المحيط بها، ومغطاة بالزجاج أو البلاستيك - الذي يسمح بمرور الأشعة ذات الموجات القصيرة.
بدأ استخدام البطاريات الشمسية، حديثاً، لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية بطريقة مباشرة. وتجري الدول المتقدمة تجارب استخدام كبريتيد الكادميوم في تصنيعها لرفع كفاءاتها في توليد الطاقة، كما يجري بحوث استخدام محطات خاصة في الفضاء الخارجي تحمل البطاريات الشمسية على ارتفاع يناهز 30 ألف كم من سطح الأرض، وقد تدخل هذه المحطات حيز التطبيق في حدود عام 2010م.
و قد بدأ استخدام مياه البحار والمحيطات في توليد الطاقة الكهربية، من خلال استخدام الفرق في درجات حرارة المياه السطحية الدافئة، والمياه الباردة في الأعماق، بين مداري السرطان والجدي، واستغلال أمواج البحر، وظاهرة المد والجزر. ويصل فرق درجات الحرارة في المناطق الواقعة على خط الاستواء إلى نحو 30 درجة مئوية.
كانت الولايات المتحدة سباقة في تشغيل أول محطة لتوليد الكهرباء بالاستفادة من الطاقة الحرارية للمحيط في أغسطس 1979، لكن التكلفة العالية لإنشاء المحطة في وسط المياه العميقة، والتوربينات الضخمة، والمبادلات الحرارية ذات المسطحات الكبيرة تجعل هذه الطريقة محدودة الاستخدام في المستقبل المنظور. أما حركة المد والجزر الواضحة في الخلجان وبعض الجزر، فتمثل طاقة مختزنة يمكن استخدامها بإقامة سدود تفصل بين البحر والمنطقة التي تغطيها المياه في أثناء المد "حوض المد"، وبها مجموعة من التوربينات التي تحركها المياه العائدة من أمام السد إلى البحر في فترة الجزر.
تهتم الولايات المتحدة وكندا وروسيا بإنتاج الكهرباء من حركة المد والجزر، على الرغم من التكلفة الباهظة لهذه الطاقة، أما فرنسا فقد أقامت محطة لهذا الغرض على مدخل نهر رانس Rance في منطقة بريتاني Bretagne بقدرة 240 ألف كيلو وات.
وتعتبر حرارة باطن الأرض مصدرا مهما للطاقة في حالة وجود ينابيع حارة تسمح بإقامة وحدات توليد للكهرباء - بتكلفة منخفضة - لجمع البخار من عدة آبار، ثم ترشيحه وتمريره على التوربينات، مثلما فعلت الولايات المتحدة في محطة الينابيع الساخنة Hot Springs في كاليفورنيا وقدرتها 400 ميجاوات، وإيطاليا في محطة لاردريلو Larderello وقدرتها 300 ميجاوات، وأيسلندا ونيوزيلندا واليابان. ولكن انخفاض درجة حرارة البخار المتصاعد، وقلة ضغطه يؤديان إلى ضعف الإنتاجية مقارنة بالمحطات التي تدار بالبخار الناتج عن حرق الوقود التقليدي، إلى جانب ندرة الينابيع الحارة في أغلب الدول، مما يقلل من الاعتماد على هذا المصدر الطبيعي للطاقة.
ومن بين أفكار تطوير استخدام مياه الينابيع الحارة في روسيا والولايات المتحدة، إمرارها على مبادل حراري لتسخين سائل أكثر تطايرا مثل الفريون، وتحويله إلى بخار يستخدم في إدارة توربينات، وعندما يبرد هذا البخار ويتكثف بعد خروجه من التوربين، يعاد إلى المبادل الحراري لتتكرر الدورة.
وتجرى حاليا دراسات في كندا والسويد وألمانيا وروسيا وأوكرانيا وإنجلترا لاستخدام حرارة الصخور الساخنة في باطن الأرض، وتشرف معامل لوس آلاموس Los Alamos الأمريكية، منذ عام 1979م، على حفر آبار تجريبية، قرب البراكين القديمة، ولأعماق تصل إلى ثلاثة آلاف متر تحت سطح الأرض، يدفع فيها تيار من الماء ليخرج من بئر أخرى قريبة بخاراً درجة حرارته 170° - 190°م يستخدم في إدارة توربين لتوليد الكهرباء.
استطاع الفرنسيون الوصول إلى عمق خمسة آلاف متر في الصخور الجرانيتية بالقرب من مدينة فيشي Vichy، وكان المصدر نظيفا، ولا يتطلب وسائل نقل أو تخزين، إلا أنه لم يستغل اقتصادياً بعد، ربما بسبب تسرب المياه في بعض الطبقات المسامية، أو الحاجة إلى دراسات دقيقة لنوعيات صخور باطن الأرض، وخصائصها الجيوفيزيائية، أو ضرورة خفض تكلفة إنتاج الطاقة من الصخور الساخنة على أعماق كبيرة، وتطوير طرق حفر الآبار. ومع ذلك فإن حرارة الصخور الساخنة والينابيع الحارة قد توفر 10 - 15% من الطاقة اللازمة في بعض الدول الصناعية، في الفترة من عام 2005م إلى 2010م.
والرياح مصدر نظيف للطاقة، ولا يلوث البيئة بالضوضاء، وتقام محطاتها بجوار المناطق السكنية، وتستخدم لتوليد الكهرباء واستخراج المياه الجوفية، وهي قليلة التكاليف ولا تحتاج تقنية متقدمة، وتناسب الاستخدامات المنزلية والمشروعات الصغيرة، ولكنها لا تزال محدودة الاستخدام عالميا وإقليميا. ولا يزال استخدام غاز الهيدروجين في إنتاج الطاقة الكهربية في طور التجارب، وكذا استخدام الهيدروجين المسال في محركات الاحتراق الداخلي، وهو مصدر لا يلوث البيئة. ومن ناحية أخرى يتطور استخدام المخلفات النباتية والزراعية مصدراً ثانوياً للطاقة في الولايات المتحدة، وكذا إنتاج الغازات، وبخاصة غاز الميثان، من النفايات للاستخدامات المنزلية.
وهكذا فإن مصادر الطاقة الجديدة والمتجددة لن تلبي، غالباً، أكثر من 20% من احتياجات الطاقة عالميا بنهاية عام 2020، وسيستمر تزايد الاعتماد على البترول والغاز الطبيعي أهم موردين للطاقة.
لقد كان البترول والغاز يمثلان 57% من إجمالي موارد الطاقة عام 1991م، ثم ارتفعت النسبة إلى 60.9% عام 1998م، وقد تصل إلى 65% عام 2010م على الأرجح، طبقا لتوقعات وكالة الطاقة الدولية. وبوجه عام، تحقق تزايد مضطرد في استهلاك الطاقة بين عامي 1971م، 2000م، باستثناء فترات قصيرة حدثت عام 73 - 1974م خلال حرب أكتوبر، ثم في الفترة من 1979 - 1981م بسبب الركود الاقتصادي العالمي، وأخيرا عام 1990 - 1991م إبان حرب الخليج الثانية.
بلغ استهلاك البترول خلال عام 1980 - 1981م نحو ثلاثة مليارات طن بمتوسط إنتاج يومي بلغ 60 مليون برميل / يوم، وعلى الرغم من جهود الدول المتقدمة للحد من استهلاك الطاقة، وابتكار طرق جديدة لتخزينها، والتوسع في إنتاج الطاقة الجديدة والمتجددة ، فإن استهلاك البترول يتزايد في قطاع النقل والمواصلات وصناعة البتروكيماويات. وقد بلغ حجم الطلب العالمي من البترول عام 2000م أيضا حوالي 77.3 مليون برميل / يوم، مما وصل برقم الاستهلاك عالميا إلى 3.87 مليـار طـن من البترول. ومن المنتظر أن يرتفع حجم الطلب العالمي عام 2005م إلى 85 مليون برميل / يـوم، ثم إلى 92 - 95 مليون برميل / يوم عام 2010م.
ملاك الشرق
&&&لا مستحيل عند أهل العزيمة&&& |
|