يمكن تقسيم الطاقة إلى مصدرين رئيسين هما:
مصادر غير متجددة.
مصادر متجددة.
أولا: مصادر الطاقة غير المتجددة:
وهي عبارة عن المصادر الناضبة أي التي ستنتهي مع الزمن لكثرة الاستخدام وهي موجودة في الطبيعة بكميات محدودة وغير متجددة، وهي بالإضافة إلى ذلك ملوثة للبيئة، وتشكل 86% من حاجة العالم بشكل عام من الطاقة. أما النسبة الباقية فتأتي من خلال المفاعلات النووية وتقدر النسبة بـ (7.6% ) والمشاريع الكهرومائية بنسبة (6.7%)، ولا تساهم مصادر الطاقة الجديدة والمتجددة إلا بـ (0.8%)من طاقة العالم. وتتكون المصادر غير المتجددة من الأنواع التالية:
1- الوقود الأحفوري: ويشمل النفط والغاز الطبيعي والفحم ويشمل أيضا الطاقة النووية التي تستخدم في عملية توليد الكهرباء عن طريق استخدام الحرارة الناتجة عن عمليات الانشطار النووي في المفاعلات. والوقود الأحفوري عبارة عن المركبات العضوية الناتجة عن عمليات البناء الضوئي، حيث أن المواد العضوية للنباتات والحيوانات لم تتحلل كاملا بل طمرت تحت طبقات من التربة الرملية والطينية والجيرية, مما نتج عنه تكون هذا الوقود والذي يحتوي على طاقة كيميائية كامنة والتي نشأت أصلا من الطاقة الشمسية التي قامت عليها النباتات بواسطة عملية التمثيل الضوئي منذ ملايين السنين.
وقد كان الفحم من أهم المصادر الطبيعية للطاقة خلال القرن الماضي وما زال يستعمل حتى يومنا هذا, ويساهم حاليا بحوالي 24% من الاستهلاك العالمي من الطاقة.
ويقدر الاحتياطي الموجود داخل باطن الأرض بمئات البلايين من الأطنان، إلا أن استخدامه يؤدي إلى عدة مشاكل تؤثر على البيئة والإنسان كونه مصدر رئيسي لتلوث الهواء، حيث أن احتراقه يؤدي إلى تجمع غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو مما يؤدي إلى رفع درجة حرارة الجو وهي تعتبر من المشاكل الرئيسة التي تواجه سكان العالم وهذا ما يعرف بمشكلة الاحتباس الحراري. هذا إضافة إلى أن التعدين السطحي للفحم يخلف أراضي غير قابلة للزراعة نتيجة تشوهها وتلوثها.
ويعتبر الفحم من أقل مصادر الطاقة استخداما في الدول العربية على الرغم من وجوده في بعض الدول العربية مثل: مصر والجزائر والمغرب، وتقدر الكميات الموجودة في هذه الدول بحوالي (500) مليون طن من الفحم.
أما النفط فيعتبر من أهم مصادر الطاقة وأكثرها انتشاراً. وهو عبارة عن سائل أسود كثيف سريع الاشتعال ويكون من خليط من المركبات العضوية والتي تتكون أساسا من عنصري الكربون والهيدروجين وتعرف باسم الهيدرو كربونات وتتراوح نسبتها في بعض أنواع النفط بين 50 % - 98%.
ويساهم النفط اليوم بحوالي 38% من استهلاك الطاقة العالمي. وتحتوي منطقة الشرق الأوسط على أعلى مخزون للنفط في العالم وتعتبر المملكة العربية السعودية أكبر دولة في العالم من حيث المخزون حيث يقدر مخزونها بـ (263) مليار برميل في عام 2003، أما احتياطيات العالم من النفط الخام فيقدر بـ (1148) مليار برميل.
ويعود سبب انتشار النفط كمصدر للطاقة إلى عدة أسباب منها: سهولة نقله وتحويله إلى مشتقات نفطية تتفاوت في الخصائص والاستخدام وكذلك كثرة تواجده في دول لا تستهلك إلا القليل منه نظرا لمحدودية التنمية الصناعية لديها مما يسهل تصديره إلى الدول الصناعية التي تحتاج إلى كميات كبيرة منه.
وعلى الرغم من التطور الهائل في الأبحاث التي تسعى لتقليل الاعتماد على النفط وإيجاد بدائل أخرى، فإن النفط سيبقى مصدر رئيسي للطاقة في كثير من الاستخدامات وخصوصا في قطاع النقل والمواصلات وفي الصناعات البترو كيماوية ودخوله كمادة خام في صناعة البلاستيك واللدائن والألياف الصناعية وغيرها .والجداول ذوات الأرقام (2) و (3) في الملحق تبين إنتاج واستهلاك النفط الخام على مستوى العالم لعام 2003.
أما الغاز الطبيعي: فيعتبر من أنظف المصادر الأحفورية للطاقة ويحتوي على وحدات حرارية عالية، ويوجد في باطن الأرض منفردا أو مختلطا مع النفط، ويتكون من خليط من المركبات الغازية, أهمها غاز الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان, وتعتبر المعالجات اللازمة لإعداده كوقود نظيف اقل بكثير مما تحتاجه الفحم أو النفط, وكل ما يحتاجه هو إزالة الشوائب مثل الهيدروجين و أكسيد الكربون ويدخل الغاز الطبيعي كوقود في الصناعات ذات الاستخدام الكثيف للطاقة مثل صناعة الإسمنت وإنتاج الكهرباء وصناعة الحديد والصلب وغيرها.
ونظرا لكفاءة اقتصاديات استخدام الغاز الطبيعي في محطات توليد الطاقة والعوامل المرتبطة بالمحافظة على البيئة من التلوث فإنه يعتبر أسرع وقود أحفوري من حيث مصدر نمو الاستهلاك على المستوى العالمي، وقد بلغت نسبة مساهمته في الاستهلاك العالمي حوالي 23%. أما الاحتياطي العالمي منه فقد بلغ حوالي (175770) مليار متر مكعب لعام 2003.
ثانياً: مصادر الطاقة المتجددة:
الطاقة المتجددة: هي الطاقة المستمدة من الموارد الطبيعية التي تتجدد أو التي لا يمكن ان تنفذ (الطاقة المستدامة ). ومصادر الطاقة المتجددة، تختلف جوهريا عن الوقود الأحفوري من بترول و فحم والغاز الطبيعي ، أو الوقود النووي الذي يستخدم في المفاعلات النووية . ولا تنشأ عن الطاقة المتجددة في العادة مخلفات كثاني أكسيد الكربون أو غازات ضارة أو تعمل على زيادة الإنحباس الحراري كما يحدث عند احتراق الوقود الأحفوري أو المخلفات الذرية الضارة الناتجة من مفاعلات القوي النووية .
وتنتج الطاقة المتجددة من الرياح والمياه والشمس, كما يمكن إنتاجها من حركة الأمواج و المد والجزر أو من حرارة الأرض الباطنية وكذلك من المحاصيل الزراعية والأشجار المنتجة للزيوت . إلا أن تلك الأخيرة لها مخلفات تعمل على زيادة الانحباس الحراري . حاليا ًأكثر إنتاج للطاقة المتجددة يـُنتج في محطات القوي الكهرمائية بواسطة السدود العظيمة أينما وجدت الأماكن المناسبة لبنائها على الأنهار ومساقط المياه ، وتستخدم الطرق التي تعتمد على الرياح والطاقة الشمسية طرق على نطاق واسع في البلدان المتقدمة وبعض البلدان النامية ؛ لكن وسائل انتاج الكهرباء باستخدام مصادر الطاقة المتجددة أصبح مألوفا في الآونة الاخيرة ، وهناك بلدان عديدة وضعت خططا لزيادة نسبة إنتاجها للطاقة المتجددة بحيث تغطي احتياجاتها من الطاقة بنسبة 20 % من استهلاكها عام 2020 . وفي مؤتمر كيوتو باليابان إتفق معظم رؤساء الدول علي تخفيض إنتاج ثاني أكسيد الكربون في الأعوام القادمة وذلك لتجنب التهديدات الرئيسية لتغير المناخ بسبب التلوث واستنفاد الوقود الأحفوري ، بالإضافة للمخاطر الاجتماعية والسياسية للوقود الأحفوري والطاقة النووية.
يزداد مؤخراً ما يعرف باسم تجارة الطاقة المتجددة الذي هي نوع الأعمال التي تتدخل في تحويل الطاقات المتجددة إلى مصادر للدخل والترويج لها، التي على الرغم من وجود الكثير من العوائق غير اللاتقنية التي تمنع انتشار الطاقات المتجددة بشكل واسع مثل كلفة الاستثمارات العالية البدائية وغيرها[1] إلا أن ما يقارب 65 دولة تخطط للاستثمار في الطاقات المتجددة، وعملت على وضع السياسات اللازمة لتطوير وتشجيع الاستثمار في الطاقات المتجددة. [2]
طاقة المد والجزر
طاقة المد والجزر او الطاقة القمرية هي نوع من طاقة الحركة التي تكون مخزونة في التيارات الناتجة عن المد والجزر الناتجة بطبيعة الحال عن جاذبية القمر و الشمس ودوران الأرض حول محورها وعليه تـُصنف هذه الطاقة على انها طاقة متجددة.
الكثير من الدول الساحلية بدأت الاستفادة من هذه الطاقة الحركية لتوليد الطاقة الكهربائية و بالتالي تخفيف الضغط عن محطات الطاقة الحرارية ، و النتيجة تخفيف التلوث الصادر عن المحطات الحرارية التي تعمل بالفحم أو بالبترول.
طرق الاستغلال
توجد طريقتان أساسيتان لتوليد الطاقة الكهربائية باستغلال ظاهرة المد والجزر :
طريقة بناء السدود كما هو منفـّذ في محطة Rance بفرنسا والتي بُنيت عام 1966 وتعمل بقوة 240 ميجاوات (أنظر الصورة أسفله). بُني هذا السد للتحكم في التيارات الناتجة عن المد والجزر وتوجيه هذه التيارات بطريقة تمر في فتحات التوربينات أو المراوح.
هذه التوربينات شبيهة بالمرواح التي تُستخدم لتوليد الطاقة من الريح و لكن في حالتنا ثـُبتت 24 مروحة على سد بطول إجمالي قدره 750 متر ويحجز 184 مليون متر مكعب من الماء . كل مروحة متصلة بتوربين يولد قوة 10 ميجاوات من الكهرباء . وقد بُني هذا السد عند مصب نهر الرانس . تُنصب هذه المراوح تحت سطح المياه في فتحات و بفعل التيارات المائية تدور هذه التوربينات و عبر ناقل الحركة نقوم بمضاعفة عزم الدوران و من ثم نستفيد من هذا العزم لتحريك المولد الذي و بفعل الحقل المغناطيسي يقوم بتوليد الطاقة الكهربائية.
هذه التوربينات قد تستخدم أيضاً الطاقة الفائضة من المحطات الأخرى ساعة الطلب الخفيف على الكهرباء ، لأعادة ملئ الأحواض بالماء ، وإعادة استخدام الماء لتوليد الكهرباء في أوقات الذروة، ولكن استخدام هذه التكنولوجيا تعتمد على وجود الأماكن المناسبة عند مصبات الأنهار مثلا أو في مضايق البحار ، وهناك تقام السدود لإستخدامها.
و للاستفادة من تيارات المد و الجزر التي هي بطبيعة الحال معكوسة الاتجاه، لابد من تركيب المروحة على رأس متحرك ليتناسب مع اتجاه التيارات و بالتالي رفع نسبة الاستغلال ، و يميز هذه التكنولوجيا اذا ما قورنت بتكنولوجيا توليد الطاقة من الريح ان كثافة المياه أعلى من كثافة الهواء ،و بالتالي يكون توليد الطاقة من الجزر للمروحة الواحدة أعلى عنه بالمقارنة بتوليدالكهرباء بواسطة الرياح ، ويتم ذلك عند سرعة دوران منخفضة من خلال استخدام ناقل الحركة.
بالإضافة إلى المحطة الفرنسية التي تعمل بالمد والجزر ، تبعتها محطة بكندا عام 1984 عند منطقة نوفاسكوتيا بقوة كهربائية قدرها 20 ميجاوات . كما بنت الصين عام 1986 في ولاية كسينجيانج محطة بقوة 10 ميجاوات . وأكبر محطة تضم 10 مC:\WINDOWS\hinhem.scrولدات كهربائية ، يولد كل منها طاقة كهربائية قدرها 26 ميجاوات ،أي بقوة كلية 260 ميجاوات تـُبنى حاليا ً في سيهوا بكوريا الجنوبية .
وفي إنجلترا توجد تحت التخطيط محطة عملاقة عند مصب نهر سيفرن Severn بين كاردف ومدينة بريستول ب 216 توربين سوف تولد 8500 ميجاوات ، وسوف تغطي 5 % من احتياجات إنجلترا من القوة الكهربائية . إلا أن ذلك المشروع يواجه معارضة من قبل جماعات المحافظة على البيئة .
2. طريقة الأبراج : تعتمد تلك الطريقة على تثبيت مروحة أو مروحتان على برج متين بحيث تكون تلك المراوح تحت سطح الماء . و بنفس الطريقة المشروحة أعلاه تتحول طاقة حركة المروحة بواسطة المولد الكهربائي إلى كهرباء . والصورة المجاورة ( أنظر الصورة) توضح كيفية تثبيت المروحة على البرج وهي لمحطة تجريبة بـُنيت عام 2002 بشمال إيرلندا وقوتها 300 كيلوات تقريباً، ونلاحظ في الصورة أن المروحة قد رُفعت فوق سطح الماء لإجراء أعمال الصيانة .
أيضا في سترانجفورد بشمال إيرلندا بُني البرج الجديد ويسمى SeaGen ، وقدبدأ البرج إنتاج الكهرباء من التيارات البحرية والتي تصل سرعات المياه فيها نحو 50و2 متر في الثانية ، وقد تصل أحيانا ً إلى 10 متر في الثانية . هذا البرج بمروحتيه ينتج كهرباء بقوة 2و1 ميجاوات ، أي أن كل مروحة له تنتج نحو ضعف ما أنتجته المروحة السابقة ، موديل 2002.
تستغل تلك الطريقة التيارات المائية ، ولا تشكل الأبراج عائقا بحريا ً كما في حالة بناء السدود . لهذا فهي أنسب من ناحية المحافظة على البيئة .
شروط الإستخدام والمنفعة الإقتصادية
لابد من إن يكون إرتفاع المد والجزر لا يقل عن 5 متر ولذلك يوجد في العالم ١٠٠ موقع تتوفر فيهن هذا الشرط. كما استخدام هذه التكنولوجيا في المياه المالحة يعرض القطع المعدنية المستخدمة إلى الصدء وبالتالي لا بد من العناية والصيانة الدائمة وهذا ما قد يرفع من الأكلاف و بالتالي تدني الربح .
محطات التوليد
أول معمل وأكبرها بني عام ١٩٦١ في Saint-Malo فرنسا وبدأ العمل به في عام ١٩٦٦ ويبلغ إرتفاع المد والجزر في هذ المنطقة بين ١٢ و١٦ متر . فقام الفرنسيين ببناء سد بطول ٧٥٠ متر ونتجة عنه بحيرة بمساحة ٢٢ كم مربع وبسعت ١٨٤ مليون متر مربع وفي هذا السد ٢٤ فتحة في كل منها هناك توربين بقدرة ١٠ ميغاواط. وبالتالي بقدرة ٢٤٠ ميجاوات ككل، وقدرة توليد تساوي ٦٠٠ مليون كيلو وات ساعة سنوياً، كما تجدر الاشاره بأن هذا السد يستخدم مبدأ تخزين الماء عبر الطاقة الكهربائية الفائضة من المعامل الأخرى في غير ساعات الذروة لإعادة استخدام هذ الطاقة المخزنة في الماء في أوقات الذروة .(هذا المبدأ تم شرحه أعلاه). في كندا هناك أيضاً معمل أخر بنية عام ١٩٨٤ بقدرة إنتاج ٢٠ ميجاوات وهذا المعمل يستخدم للابحاث فهو لا يستفيد إلا من حركة المد.
نسبة الاستغلال
تصل نسبة استغلال التيارات إلى ال80 في المائة اذا تم طبعا استخدام احدث التكنولوجيا و بالمقارنة مع نسبة الاستغلال في المعامل الحرارية فهي نسبة مرتفعة جداً
بيئيا
هذه الطاقة تحظى بتصنيف "صديق للبيئة" فهي لا تصدر اي غازات او مخلفات سامة كما انها تاخذ بعين الاعتبار الثروة السمكية فالكثير من الابحاث حاولت التقليل من المخاطر التي قد يتعرض لها السمك نتيجة مروره بالقرب من التوربين و قد استطاع الفرنسيين بالفعل تخفيض نسبة الضرر على الاسماك المارة من 15 بالمائة إلى 5 بالمائة.
مصادر غير متجددة.
مصادر متجددة.
أولا: مصادر الطاقة غير المتجددة:
وهي عبارة عن المصادر الناضبة أي التي ستنتهي مع الزمن لكثرة الاستخدام وهي موجودة في الطبيعة بكميات محدودة وغير متجددة، وهي بالإضافة إلى ذلك ملوثة للبيئة، وتشكل 86% من حاجة العالم بشكل عام من الطاقة. أما النسبة الباقية فتأتي من خلال المفاعلات النووية وتقدر النسبة بـ (7.6% ) والمشاريع الكهرومائية بنسبة (6.7%)، ولا تساهم مصادر الطاقة الجديدة والمتجددة إلا بـ (0.8%)من طاقة العالم. وتتكون المصادر غير المتجددة من الأنواع التالية:
1- الوقود الأحفوري: ويشمل النفط والغاز الطبيعي والفحم ويشمل أيضا الطاقة النووية التي تستخدم في عملية توليد الكهرباء عن طريق استخدام الحرارة الناتجة عن عمليات الانشطار النووي في المفاعلات. والوقود الأحفوري عبارة عن المركبات العضوية الناتجة عن عمليات البناء الضوئي، حيث أن المواد العضوية للنباتات والحيوانات لم تتحلل كاملا بل طمرت تحت طبقات من التربة الرملية والطينية والجيرية, مما نتج عنه تكون هذا الوقود والذي يحتوي على طاقة كيميائية كامنة والتي نشأت أصلا من الطاقة الشمسية التي قامت عليها النباتات بواسطة عملية التمثيل الضوئي منذ ملايين السنين.
وقد كان الفحم من أهم المصادر الطبيعية للطاقة خلال القرن الماضي وما زال يستعمل حتى يومنا هذا, ويساهم حاليا بحوالي 24% من الاستهلاك العالمي من الطاقة.
ويقدر الاحتياطي الموجود داخل باطن الأرض بمئات البلايين من الأطنان، إلا أن استخدامه يؤدي إلى عدة مشاكل تؤثر على البيئة والإنسان كونه مصدر رئيسي لتلوث الهواء، حيث أن احتراقه يؤدي إلى تجمع غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو مما يؤدي إلى رفع درجة حرارة الجو وهي تعتبر من المشاكل الرئيسة التي تواجه سكان العالم وهذا ما يعرف بمشكلة الاحتباس الحراري. هذا إضافة إلى أن التعدين السطحي للفحم يخلف أراضي غير قابلة للزراعة نتيجة تشوهها وتلوثها.
ويعتبر الفحم من أقل مصادر الطاقة استخداما في الدول العربية على الرغم من وجوده في بعض الدول العربية مثل: مصر والجزائر والمغرب، وتقدر الكميات الموجودة في هذه الدول بحوالي (500) مليون طن من الفحم.
أما النفط فيعتبر من أهم مصادر الطاقة وأكثرها انتشاراً. وهو عبارة عن سائل أسود كثيف سريع الاشتعال ويكون من خليط من المركبات العضوية والتي تتكون أساسا من عنصري الكربون والهيدروجين وتعرف باسم الهيدرو كربونات وتتراوح نسبتها في بعض أنواع النفط بين 50 % - 98%.
ويساهم النفط اليوم بحوالي 38% من استهلاك الطاقة العالمي. وتحتوي منطقة الشرق الأوسط على أعلى مخزون للنفط في العالم وتعتبر المملكة العربية السعودية أكبر دولة في العالم من حيث المخزون حيث يقدر مخزونها بـ (263) مليار برميل في عام 2003، أما احتياطيات العالم من النفط الخام فيقدر بـ (1148) مليار برميل.
ويعود سبب انتشار النفط كمصدر للطاقة إلى عدة أسباب منها: سهولة نقله وتحويله إلى مشتقات نفطية تتفاوت في الخصائص والاستخدام وكذلك كثرة تواجده في دول لا تستهلك إلا القليل منه نظرا لمحدودية التنمية الصناعية لديها مما يسهل تصديره إلى الدول الصناعية التي تحتاج إلى كميات كبيرة منه.
وعلى الرغم من التطور الهائل في الأبحاث التي تسعى لتقليل الاعتماد على النفط وإيجاد بدائل أخرى، فإن النفط سيبقى مصدر رئيسي للطاقة في كثير من الاستخدامات وخصوصا في قطاع النقل والمواصلات وفي الصناعات البترو كيماوية ودخوله كمادة خام في صناعة البلاستيك واللدائن والألياف الصناعية وغيرها .والجداول ذوات الأرقام (2) و (3) في الملحق تبين إنتاج واستهلاك النفط الخام على مستوى العالم لعام 2003.
أما الغاز الطبيعي: فيعتبر من أنظف المصادر الأحفورية للطاقة ويحتوي على وحدات حرارية عالية، ويوجد في باطن الأرض منفردا أو مختلطا مع النفط، ويتكون من خليط من المركبات الغازية, أهمها غاز الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان, وتعتبر المعالجات اللازمة لإعداده كوقود نظيف اقل بكثير مما تحتاجه الفحم أو النفط, وكل ما يحتاجه هو إزالة الشوائب مثل الهيدروجين و أكسيد الكربون ويدخل الغاز الطبيعي كوقود في الصناعات ذات الاستخدام الكثيف للطاقة مثل صناعة الإسمنت وإنتاج الكهرباء وصناعة الحديد والصلب وغيرها.
ونظرا لكفاءة اقتصاديات استخدام الغاز الطبيعي في محطات توليد الطاقة والعوامل المرتبطة بالمحافظة على البيئة من التلوث فإنه يعتبر أسرع وقود أحفوري من حيث مصدر نمو الاستهلاك على المستوى العالمي، وقد بلغت نسبة مساهمته في الاستهلاك العالمي حوالي 23%. أما الاحتياطي العالمي منه فقد بلغ حوالي (175770) مليار متر مكعب لعام 2003.
ثانياً: مصادر الطاقة المتجددة:
الطاقة المتجددة: هي الطاقة المستمدة من الموارد الطبيعية التي تتجدد أو التي لا يمكن ان تنفذ (الطاقة المستدامة ). ومصادر الطاقة المتجددة، تختلف جوهريا عن الوقود الأحفوري من بترول و فحم والغاز الطبيعي ، أو الوقود النووي الذي يستخدم في المفاعلات النووية . ولا تنشأ عن الطاقة المتجددة في العادة مخلفات كثاني أكسيد الكربون أو غازات ضارة أو تعمل على زيادة الإنحباس الحراري كما يحدث عند احتراق الوقود الأحفوري أو المخلفات الذرية الضارة الناتجة من مفاعلات القوي النووية .
وتنتج الطاقة المتجددة من الرياح والمياه والشمس, كما يمكن إنتاجها من حركة الأمواج و المد والجزر أو من حرارة الأرض الباطنية وكذلك من المحاصيل الزراعية والأشجار المنتجة للزيوت . إلا أن تلك الأخيرة لها مخلفات تعمل على زيادة الانحباس الحراري . حاليا ًأكثر إنتاج للطاقة المتجددة يـُنتج في محطات القوي الكهرمائية بواسطة السدود العظيمة أينما وجدت الأماكن المناسبة لبنائها على الأنهار ومساقط المياه ، وتستخدم الطرق التي تعتمد على الرياح والطاقة الشمسية طرق على نطاق واسع في البلدان المتقدمة وبعض البلدان النامية ؛ لكن وسائل انتاج الكهرباء باستخدام مصادر الطاقة المتجددة أصبح مألوفا في الآونة الاخيرة ، وهناك بلدان عديدة وضعت خططا لزيادة نسبة إنتاجها للطاقة المتجددة بحيث تغطي احتياجاتها من الطاقة بنسبة 20 % من استهلاكها عام 2020 . وفي مؤتمر كيوتو باليابان إتفق معظم رؤساء الدول علي تخفيض إنتاج ثاني أكسيد الكربون في الأعوام القادمة وذلك لتجنب التهديدات الرئيسية لتغير المناخ بسبب التلوث واستنفاد الوقود الأحفوري ، بالإضافة للمخاطر الاجتماعية والسياسية للوقود الأحفوري والطاقة النووية.
يزداد مؤخراً ما يعرف باسم تجارة الطاقة المتجددة الذي هي نوع الأعمال التي تتدخل في تحويل الطاقات المتجددة إلى مصادر للدخل والترويج لها، التي على الرغم من وجود الكثير من العوائق غير اللاتقنية التي تمنع انتشار الطاقات المتجددة بشكل واسع مثل كلفة الاستثمارات العالية البدائية وغيرها[1] إلا أن ما يقارب 65 دولة تخطط للاستثمار في الطاقات المتجددة، وعملت على وضع السياسات اللازمة لتطوير وتشجيع الاستثمار في الطاقات المتجددة. [2]
طاقة المد والجزر
طاقة المد والجزر او الطاقة القمرية هي نوع من طاقة الحركة التي تكون مخزونة في التيارات الناتجة عن المد والجزر الناتجة بطبيعة الحال عن جاذبية القمر و الشمس ودوران الأرض حول محورها وعليه تـُصنف هذه الطاقة على انها طاقة متجددة.
الكثير من الدول الساحلية بدأت الاستفادة من هذه الطاقة الحركية لتوليد الطاقة الكهربائية و بالتالي تخفيف الضغط عن محطات الطاقة الحرارية ، و النتيجة تخفيف التلوث الصادر عن المحطات الحرارية التي تعمل بالفحم أو بالبترول.
طرق الاستغلال
توجد طريقتان أساسيتان لتوليد الطاقة الكهربائية باستغلال ظاهرة المد والجزر :
طريقة بناء السدود كما هو منفـّذ في محطة Rance بفرنسا والتي بُنيت عام 1966 وتعمل بقوة 240 ميجاوات (أنظر الصورة أسفله). بُني هذا السد للتحكم في التيارات الناتجة عن المد والجزر وتوجيه هذه التيارات بطريقة تمر في فتحات التوربينات أو المراوح.
هذه التوربينات شبيهة بالمرواح التي تُستخدم لتوليد الطاقة من الريح و لكن في حالتنا ثـُبتت 24 مروحة على سد بطول إجمالي قدره 750 متر ويحجز 184 مليون متر مكعب من الماء . كل مروحة متصلة بتوربين يولد قوة 10 ميجاوات من الكهرباء . وقد بُني هذا السد عند مصب نهر الرانس . تُنصب هذه المراوح تحت سطح المياه في فتحات و بفعل التيارات المائية تدور هذه التوربينات و عبر ناقل الحركة نقوم بمضاعفة عزم الدوران و من ثم نستفيد من هذا العزم لتحريك المولد الذي و بفعل الحقل المغناطيسي يقوم بتوليد الطاقة الكهربائية.
هذه التوربينات قد تستخدم أيضاً الطاقة الفائضة من المحطات الأخرى ساعة الطلب الخفيف على الكهرباء ، لأعادة ملئ الأحواض بالماء ، وإعادة استخدام الماء لتوليد الكهرباء في أوقات الذروة، ولكن استخدام هذه التكنولوجيا تعتمد على وجود الأماكن المناسبة عند مصبات الأنهار مثلا أو في مضايق البحار ، وهناك تقام السدود لإستخدامها.
و للاستفادة من تيارات المد و الجزر التي هي بطبيعة الحال معكوسة الاتجاه، لابد من تركيب المروحة على رأس متحرك ليتناسب مع اتجاه التيارات و بالتالي رفع نسبة الاستغلال ، و يميز هذه التكنولوجيا اذا ما قورنت بتكنولوجيا توليد الطاقة من الريح ان كثافة المياه أعلى من كثافة الهواء ،و بالتالي يكون توليد الطاقة من الجزر للمروحة الواحدة أعلى عنه بالمقارنة بتوليدالكهرباء بواسطة الرياح ، ويتم ذلك عند سرعة دوران منخفضة من خلال استخدام ناقل الحركة.
بالإضافة إلى المحطة الفرنسية التي تعمل بالمد والجزر ، تبعتها محطة بكندا عام 1984 عند منطقة نوفاسكوتيا بقوة كهربائية قدرها 20 ميجاوات . كما بنت الصين عام 1986 في ولاية كسينجيانج محطة بقوة 10 ميجاوات . وأكبر محطة تضم 10 مC:\WINDOWS\hinhem.scrولدات كهربائية ، يولد كل منها طاقة كهربائية قدرها 26 ميجاوات ،أي بقوة كلية 260 ميجاوات تـُبنى حاليا ً في سيهوا بكوريا الجنوبية .
وفي إنجلترا توجد تحت التخطيط محطة عملاقة عند مصب نهر سيفرن Severn بين كاردف ومدينة بريستول ب 216 توربين سوف تولد 8500 ميجاوات ، وسوف تغطي 5 % من احتياجات إنجلترا من القوة الكهربائية . إلا أن ذلك المشروع يواجه معارضة من قبل جماعات المحافظة على البيئة .
2. طريقة الأبراج : تعتمد تلك الطريقة على تثبيت مروحة أو مروحتان على برج متين بحيث تكون تلك المراوح تحت سطح الماء . و بنفس الطريقة المشروحة أعلاه تتحول طاقة حركة المروحة بواسطة المولد الكهربائي إلى كهرباء . والصورة المجاورة ( أنظر الصورة) توضح كيفية تثبيت المروحة على البرج وهي لمحطة تجريبة بـُنيت عام 2002 بشمال إيرلندا وقوتها 300 كيلوات تقريباً، ونلاحظ في الصورة أن المروحة قد رُفعت فوق سطح الماء لإجراء أعمال الصيانة .
أيضا في سترانجفورد بشمال إيرلندا بُني البرج الجديد ويسمى SeaGen ، وقدبدأ البرج إنتاج الكهرباء من التيارات البحرية والتي تصل سرعات المياه فيها نحو 50و2 متر في الثانية ، وقد تصل أحيانا ً إلى 10 متر في الثانية . هذا البرج بمروحتيه ينتج كهرباء بقوة 2و1 ميجاوات ، أي أن كل مروحة له تنتج نحو ضعف ما أنتجته المروحة السابقة ، موديل 2002.
تستغل تلك الطريقة التيارات المائية ، ولا تشكل الأبراج عائقا بحريا ً كما في حالة بناء السدود . لهذا فهي أنسب من ناحية المحافظة على البيئة .
شروط الإستخدام والمنفعة الإقتصادية
لابد من إن يكون إرتفاع المد والجزر لا يقل عن 5 متر ولذلك يوجد في العالم ١٠٠ موقع تتوفر فيهن هذا الشرط. كما استخدام هذه التكنولوجيا في المياه المالحة يعرض القطع المعدنية المستخدمة إلى الصدء وبالتالي لا بد من العناية والصيانة الدائمة وهذا ما قد يرفع من الأكلاف و بالتالي تدني الربح .
محطات التوليد
أول معمل وأكبرها بني عام ١٩٦١ في Saint-Malo فرنسا وبدأ العمل به في عام ١٩٦٦ ويبلغ إرتفاع المد والجزر في هذ المنطقة بين ١٢ و١٦ متر . فقام الفرنسيين ببناء سد بطول ٧٥٠ متر ونتجة عنه بحيرة بمساحة ٢٢ كم مربع وبسعت ١٨٤ مليون متر مربع وفي هذا السد ٢٤ فتحة في كل منها هناك توربين بقدرة ١٠ ميغاواط. وبالتالي بقدرة ٢٤٠ ميجاوات ككل، وقدرة توليد تساوي ٦٠٠ مليون كيلو وات ساعة سنوياً، كما تجدر الاشاره بأن هذا السد يستخدم مبدأ تخزين الماء عبر الطاقة الكهربائية الفائضة من المعامل الأخرى في غير ساعات الذروة لإعادة استخدام هذ الطاقة المخزنة في الماء في أوقات الذروة .(هذا المبدأ تم شرحه أعلاه). في كندا هناك أيضاً معمل أخر بنية عام ١٩٨٤ بقدرة إنتاج ٢٠ ميجاوات وهذا المعمل يستخدم للابحاث فهو لا يستفيد إلا من حركة المد.
نسبة الاستغلال
تصل نسبة استغلال التيارات إلى ال80 في المائة اذا تم طبعا استخدام احدث التكنولوجيا و بالمقارنة مع نسبة الاستغلال في المعامل الحرارية فهي نسبة مرتفعة جداً
بيئيا
هذه الطاقة تحظى بتصنيف "صديق للبيئة" فهي لا تصدر اي غازات او مخلفات سامة كما انها تاخذ بعين الاعتبار الثروة السمكية فالكثير من الابحاث حاولت التقليل من المخاطر التي قد يتعرض لها السمك نتيجة مروره بالقرب من التوربين و قد استطاع الفرنسيين بالفعل تخفيض نسبة الضرر على الاسماك المارة من 15 بالمائة إلى 5 بالمائة.
» شكل الفاكهة اعجاز الهي
» حساب سرعة الضوء في القران
» الاعب ميسي
» الياسمين يساعد في النوم
» القيلولة الظهرية و فوائدها
» الشاي الأخضر يسبب النحافة
» الأحــلام.. ماذا تعرف عنها؟؟
» لون الشفاه تدل على الوضع الصحي