آخر المستجدات في انتاج الطاقة

الرياح:‏

◼ لطالما استغل الانسان طاقة الرياح لتسيير المراكب الشراعية،‏ ادارة الطواحين،‏ وضخ المياه.‏ لكن في السنوات الاخيرة،‏ استقطبت طاقة الرياح اهتمام العالم بأسره.‏ واليوم،‏ في كل انحاء العالم،‏ تولّد توربينات ذات تقنية عالية كمية من الطاقة المتجددة غير الملوِّثة كافية لتأمين الكهرباء لنحو ٣٥ مليون نسمة.‏ ففي الدانمارك،‏ تُستغل قدرة الرياح لتوليد ٢٠ في المئة من الطاقة الكهربائية التي يحتاج اليها البلد.‏ كما تتحوّل كل من المانيا،‏ اسبانيا،‏ والهند بسرعة الى استغلال طاقة الرياح،‏ وتحتل الهند المرتبة الخامسة عالميا من حيث القدرة على انتاج الطاقة من الرياح.‏ اما الولايات المتحدة فلديها حاليا ٠٠٠‏,١٣ توربين هوائي لتوليد الكهرباء.‏ ويدّعي بعض المحلّلين انه اذا تم استغلال كل المواقع الملائمة لاستخدام الرياح في الولايات المتحدة،‏ يتمكن البلد من تأمين اكثر من ٢٠ في المئة من الكهرباء التي يحتاج اليها.‏

الشمس:‏

◼ تحوِّل الخلايا الفلطية الضوئية الصناعية ضوء الشمس الى كهرباء عندما تشحن اشعة الشمس الإلكترونات الموجودة في هذه الخلايا بالطاقة.‏ وتُستخدم هذه الطريقة لإنتاج حوالي ٥٠٠ مليون واط من الكهرباء حول العالم.‏ ويزداد الطلب على الخلايا الشمسية سنويا بنسبة ٣٠ في المئة.‏ لكن الخلايا الفلطية الضوئية تُعتبر حاليا غير فعالة نسبيا،‏ كما ان كلفة توليد الكهرباء بواسطتها تفوق كلفة توليد الكهرباء باستعمال الوقود الأُحفوري.‏ بالاضافة الى ذلك،‏ تُستعمل في صناعة هذه الخلايا مواد كيميائية سامة،‏ مثل كبريتات الكدميوم وزرنيخيد الغاليوم.‏ ولأن مثل هذه المواد الكيميائية لا تتحلّل طوال قرون،‏ تقول مجلة العلوم الاحيائية ان «التخلص من المواد الموجودة في الخلايا المعطّلة وإعادة تدويرها يخلقان مشكلة جوهرية».‏

 الطاقة الحرارية الجوفية:‏

◼ اذا حفرنا حفرة في قشرة الارض باتجاه لبّها الحامي،‏ حيث تقدَّر درجة الحرارة بـ‍ ٠٠٠‏,٤ درجة مئوية،‏ ترتفع الحرارة حوالي ٣٠ درجة مئوية كمعدل كلما حفرنا كيلومترا واحدا.‏ لكنّ حرارة الارض هذه متوفرة بسهولة اكبر للذين يسكنون قرب ينابيع حارة او شقوق بركانية.‏ وتُستخدم المياه الساخنة او البخار من البقع الساخنة في قشرة الارض لتدفئة البيوت وتوليد الكهرباء في ٥٨ بلدا حول العالم.‏ وتغطي ايسلندا حوالي نصف الطاقة التي تحتاج اليها باستغلال الطاقة الحرارية الجوفية.‏ وتسعى بلدان اخرى،‏ مثل اوستراليا،‏ الى استغلال الطاقة المحتبسة في مساحات كبيرة من الصخر الساخن والجاف الموجود على عمق كيلومترات قليلة تحت سطح الارض.‏ تذكر اوستراليان جيوغرافيك:‏ ‏«يعتقد بعض الباحثين انه بالامكان توليد الطاقة طوال عقود،‏ او حتى قرون،‏ من خلال ضخ المياه الى الاسفل نحو هذه الحرارة المحتبسة ثم استعمال المياه الساخنة لتشغيل التوربينات وهي تصعد الى السطح بفعل الضغط الكبير».‏

المياه:‏

◼ تؤمّن محطات الطاقة الكهرمائية اليوم اكثر من ٦ في المئة من الطاقة التي يحتاج اليها العالم.‏ ويقول تقرير الرؤية المستقبلية للطاقة الدولية لسنة ٢٠٠٣ انه طوال العقدين المقبلين،‏ «ستأتي معظم الزيادات في مصادر الطاقة المتجددة نتيجة استغلال الطاقة الكهرمائية على نطاق واسع في العالم النامي،‏ وخصوصا في بلدان آسيا النامية».‏ لكن مجلة العلوم الاحيائية تحذّر:‏ «غالبا ما تغطي المياه المخزنة الاراضي المنخفضة الخصبة المنتِجة زراعيا.‏ اضف الى ذلك ان وجود السدود يسبب خللا يؤثر في انواع النباتات،‏ الحيوانات،‏ والميكروبات الموجودة في النظام البيئي».‏

 الهيدروجين:‏

◼ الهيدروجين غاز عديم اللون والرائحة،‏ سريع الاشتعال،‏ وهو اكثر العناصر توافرا في الكون.‏ وفي الارض،‏ يعتبر الهيدروجين جزءا لا يتجزأ من نسيج النباتات والحيوانات،‏ ويدخل في تركيبة الوقود الأُحفوري،‏ وهو احد العنصرين اللذين يشكلان الماء.‏ أضف الى ذلك ان الهيدروجين وقود انظف وأشد فعالية من انواع الوقود الأُحفوري.‏

تذكر مجلة ساينس نيوز اونلاين ‏(‏بالانكليزية)‏ ان الماء «يمكن ان يُحلَّل الى هيدروجين وأكسجين حين يمر التيار الكهربائي فيه».‏ وفي حين تُنتَج كميات كبيرة من الهيدروجين بهذه الطريقة،‏ تذكر المجلة ان «هذه العملية التي تبدو سهلة لا تزال غير اقتصادية».‏ واليوم تنتج المصانع ٤٥ مليون طن تقريبا من الهيدروجين حول العالم،‏ لاستعمالها بشكل رئيسي في الاسمدة ومساحيق التنظيف.‏ لكنها تستخرج هذا الهيدروجين من الوقود الأُحفوري،‏ مما يسبب اطلاق غاز اول اكسيد الكربون السام وغاز ثاني اكسيد الكربون الذي يساهم في ارتفاع حرارة غلاف الارض الجوي.‏

رغم ذلك،‏ يعتبر البعض ان للهيدروجين مستقبلا واعدا اكثر من غيره من مصادر الطاقة البديلة ويشعرون انه يستطيع سدّ حاجات الجنس البشري الى الطاقة.‏ وهذا التفاؤل مردّه الى التحسينات الاخيرة المذهلة التي أُدخلت على جهاز يدعى خلية الوقود.‏

خلية الوقود:‏

◼ ان خلية الوقود هي جهاز يولّد الكهرباء من الهيدروجين،‏ لا بحرقه،‏ بل بجعله يتحد بالاكسجين في تفاعل كيميائي مضبوط بدقة.‏ وحين يُستعمل الهيدروجين بدل الوقود الأُحفوري الغني بالهيدروجين،‏ لا ينتج عن هذا التفاعل الكيميائي سوى الحرارة والماء.‏

سنة ١٨٣٩،‏ ابتكر السير وليم ڠروف،‏ قاضٍ وفيزيائي بريطاني،‏ اول خلية وقود.‏ لكن صناعة خلايا الوقود كانت مكلفة ولم يكن من السهل الحصول على الوقود او على قِطَع لصنعها.‏ لذلك لم تحرز هذه الصناعة اي تقدم حتى منتصف القرن العشرين،‏ حين صُنعت خلايا وقود لتزويد السفن الفضائية الاميركية بالطاقة.‏ ولا تزال خلايا الوقود تُستخدم لتوليد الطاقة على متن السفن الفضائية،‏ ولكن يجري تطوير هذه التقنية للاستفادة منها على الارض ايضا.‏

تُصنع اليوم خلايا الوقود لتحل محل محركات الاحتراق الداخلي في المركبات الآلية،‏ ولتزويد الكهرباء في الابنية السكنية والتجارية،‏ وتشغيل الآلات الكهربائية الصغيرة كالهواتف الخلوية وأجهزة الكمبيوتر.‏ ولكن حتى وقت كتابة هذه المقالة،‏ كانت لا تزال كلفة الطاقة المولَّدة من المحطات التي تعتمد خلايا الوقود تبلغ اربعة اضعاف كلفة الطاقة التي تعتمد على الوقود الأُحفوري.‏ ورغم ذلك تُستثمر مئات ملايين الدولارات في تطوير هذه التقنية الجديدة.‏

لا شك ان تبنّي مصادر طاقة انظف يؤدي الى فوائد بيئية جمة.‏ لكنّ تحقيق ذلك على نطاق واسع يكلف اموالا طائلة.‏ يقول تقرير الرؤية المستقبلية للطاقة الدولية لسنة ٢٠٠٣:‏ ‏«مع ازدياد الطلب على الطاقة،‏ يُتوقع ان يستمر الوقود الأُحفوري (‏النفط،‏ الغاز الطبيعي،‏ والفحم)‏ في احتلال المرتبة الاولى من حيث الطلب،‏ اذ من المتوقع ان تبقى اسعاره متدنية نسبيا،‏ وأن يتعذر انتاج الطاقة من مصادر اخرى بأسعار تنافسية».‏

‏[الصورة في الصفحة ٩]‏

سيارة تشغِّلها خلايا الوقود،‏ ٢٠٠٤

‏[مصدر الصورة]‏

Mercedes-Benz USA

‏[مصدر الصورة في الصفحة ٨]‏

DOE Photo