الطاقة المتجددة .. بديل مستدام من روح الطبيعة

 

شبكة النبأ: اصبح الاعتماد على الطاقة البديلة من الضروريات الملحة للعديد من دول، التي سعت وفي ظل ما يشهده العالم من ازمات ومشكلات بيئية واقتصادية متفاقمة، الى اعتماد مصادر متنوعة لإنتاج الطاقة الرخيصة وغير مؤثرة وذلك من خلال دعم وتطوير مشاريع الطاقات المتجددة كما يقول بعض الخبراء.

والطاقة البديلة وكما تشير بعض المصادر هو مصطلح يستعمل للدلالة على بعض مصادر الطاقة البديلة للوقود الأحفوري. يدل المصطلح عمومًا على مصادر طاقة غير تقليدية ذات ضرر قليل على البيئة. تستعملها بعض المصادر كمرادف لمصطلح الطاقة المتجددة. التي تحوي العديد من المزايا ومنها ان اغلب مصادر انتاجها تكون مجانية كالاعتماد على (الشمس والرياح وغيرها من المصادر الاخرى)، وهي ايضا لا تتأثر بارتفاع أسعار المحروقات العالمية، لا تتأثر بالهدر.

وفي هذا الشأن فقد افتتحت بريطانيا رسميا أكبر مزرعة رياح بحرية في العالم تستطيع توليد طاقة كهربائية تكفي احتياجات نصف مليون منزل وتقع قبالة ساحل جنوب شرق البلاد. وافتتح رئيس الوزراء البريطاني ديفيد كاميرون مشروع لندن أري بطاقة 630 ميجاوات الذي طورته شركات إي.أون ودونج إنرجي ومصدر بأبوظبي وأنتج أول طاقة كهربائية من جميع التوربينات. وتتضمن مزرعة الرياح التي تبلغ تكلفتها 1.5 مليار جنيه استرليني (2.3 مليار دولار) وتبعد 20 كيلومترا عن الساحل 175 توربينا وتعزز مركز بريطانيا في مقدمة دول العالم في هذا المجال. بحسب رويترز.

وتعول بريطانيا على تكنولوجيا مزارع الرياح البحرية لمساعدتها على خفض الانبعاثات الكربونية وتهدف لتوليد 18 جيجاوات من الكهرباء من طاقة الرياح بحلول 2020. وتنتج بريطانيا حاليا 3.3 جيجاوات من الكهرباء من مزارع الرياح البحرية وهي بذلك أكبر منتج في العالم في هذا المجال وهناك مشروعات لإنتاج 15 جيجاوات أخرى بحسب ما قاله اتحاد الطاقة النظيفة في البلاد.

وسيلة مختصرة

من جانب اخر أنتج علماء الهيدروجين من خلال تسريع عملية طبيعية وجدت في صخور على عمق كبير تحت سطح الأرض وأظهرت دراسة ان هذه الطريقة المختصرة قد تبشر باستخدام وقود أنظف على نطاق أوسع. وجاء في الدراسة انه أجريت بحوث على نطاق واسع أثبتت ان الهيدروجين وقود غير ملوث للبيئة يستخدم في الصواريخ وفي خلايا الوقود مثل البطاريات لكن استخدامه حتى الان صادف عراقيل بسبب تكلفته المرتفعة.

ويوجد بالفعل عدد صغير من العربات التي تسير بالهيدروجين مثل السيارة هوندا إف.إكس.سي. كلاريتي والسيارة مرسيدس بنز إف-سيل التي تسير بالكهرباء المولدة باستخدام خلايا وقود الهيدروجين. وقال باحثون في فرنسا ان أكسيد الالومنيوم يسرع العملية التي ينتج من خلالها الهيدروجين طبيعيا عندما يلتقي الماء بالأوليفين وهو نوع شائع من الصخور يوجد تحت درجات حرارة عالية وضغط على أعماق ساحقة.

وقال كبير الباحثين موريل اندرياني بجامعة كلود برنار ليون 1 في فرنسا "تغلبنا على خطوة أولية لانتاج طاقة خالية من الكربون." وإضافة أكسيد الالومنيوم سرع من العملية الطبيعية بما بين 7 و50 مرة باستخدام درجات حرارة تتراوح بين 200 و300 درجة مئوية تحت ضغط يصل الى ضعف الضغط الموجود في أكثر المحيطات عمقا. وفي هذه العملية يتحلل الماء الى مكوناته الهيدروجين والاكسجين. بحسب رويترز.

وفي الوقت الحالي تحتاج التكنولوجيا الاكثر شيوعا لانتاج الهيدروجين -وفصله عن الغاز الطبيعي - الى درجات حرارة أعلى بكثير تزيد على 700 درجة مئوية وتطلق أكسيد الكربون الذي يحتجز الحرارة كمنتج فرعي. واستخدام درجات حرارة منخفضة يوفر الطاقة والاموال. وخلايا الوقود التي تخلط الهيدروجين مع الاكسجين المتواجد في الهواء لانتاج الكهرباء ينبعث منها الماء فقط. وهذا يجعلها وسيلة جذابة لخفض انبعاث غازات الاحتباس الحراري وتلوث الهواء.

اقوى توربينة هواء

على صعيد متصل اعلنت شركة "فيستاس" الدنماركية لصنع ابراج الطاقة الهوائية انها بدأت تشغيل اكبر توربينة من هذا النوع في العالم وهي تحتل مساحة توازي مساحة ثلاثة ملاعب لكرة القدم. وتبلغ قدرة هذه التوربينة التجريبية ثمانية ميغاوات. وقال مايكل زارين الناطق باسم الشركة "نتوقع ان تؤدي الى خفض كلفة الطاقة لزبائننا". واضاف "يمكن استخدام عدد اقل من التوربينات للكمية نفسها من الكهرباء المنتجة مع اقتصاد في جزء كبير من الكلفة مثل الاساسات ومد الكابلات والمحطة الكهربائية". بحسب فرانس برس.

وهذه التوربينة التي ستكون المنتج الرئيسي لتعاون بين "فيستاس" وشركة "ميتسوبيشي هيفي انداستريز" اليابانية تنتج كمية توازي استهلاك 7500 اسرة اوروبية. قد وضع هذا النموذج الاول في مركز تجارب في اوتسريلد (شمال غرب الدنمارك). وتنوي "فيستاس" البدء بانتاج هذا النوع من التوربينات على نطاق واسع اعتبارا من العام 2015 اذا سمح الطلب بذلك. وتوربينة الهواء الاقوى في العالم الموضوعة على اليابسة راهنا تبلغ قدرتها 7,5 ميغاوات وهي من انتاج الشركة الالمانية "انيركون". اما في البحر فالتوربينة الاقوى قدرتها ستة ميغاوات من انتاج الالمانية "سيمنز" والفرنسية "الستوم".

الوقود العضوي

الى جانب ذلك اعلنت شركة طيران الاتحاد التابعة لإمارة ابوظبي انها قامت بتشغيل احدى طائراتها بمزيج يتضمن الوقود العضوي المصنوع من قبل شركة توتال الفرنسية، وهي الرحلة الاولى من نوعها في الشرق الاوسط. وهذه الرحلة التي استمرت 45 دقيقة، اتت ثمرة تعاون بين توتال وصانع الطيران الاميركي بوينغ وشركة "تكرير" ومعهد "مصدر" للابحاث في ابوظبي، بحسبما اعلن متحدث باسم توتال.

وتم تزويد الطائرة جزئيا بالوقود العضوي، بنسبة 10%، مع العلم ان هذه النسبة لا تطلب اي تعديل في محركات الطائرة. وسبق ان استخدم هذا الوقود العضوي المطور من قبل توتال في معرض باريس للطيران. وذكر بيان لشركة الاتحاد ان الوقود العضوي الذي استخدم في الرحلة تم تكريره من قبل شركة "تكرير" الاماراتية. واعلنت شركة الطيران في نفس الوقت اطلاق شراكة مع توتال و"تكرير" وبوينغ ومعهد "مصدر" لتطوير هذا النوع من الوقود. بحسب فرانس برس.

وقال الشركة في البيان ان "هذه المبادرة ستتضمن الابحاث والتطوير والتمويل لانتاج وتكرير الوقود العضوي في الامارات والعالم". وسبق ان تم تسيير عدة رحلات جوية بمزيج من الوقود التقليدي والوقود العضوي الذي يستخرج في العموم من زيوت القلي او من بعض النباتات. وبحسب الخبراء، فان ثمن الوقود العضوي اغلى بنسبة تتراوح بين 30 و50% من اسعار الوقود التقليدي النفطي.

أول مكان في العالم

من جهة اخر أصبحت قرية في جنوب أفريقيا أول مكان في العالم يستخدم خلايا الوقود لتوليد الطاقة في إطار برنامج جديد قد يساعد على ادخال الكهرباء الى المناطق النائية في القارة السوداء. وتعاني جنوب أفريقيا من نقص الطاقة وتكافح شركة اسكوم الحكومية لمواكبة الطلب المتزايد عليها فيما يعيش حوالي مليوني شخص في المناطق الفقيرة بلا كهرباء. وقال كريس جريفيث الرئيس التنفيذي لشركة انجلو امريكان بلاتينيوم (امبلاتس) التي تتشارك مع شركة بالارد باور سيستمز الكندية في المشروع الرائد "ما لدينا هنا هو الأول من نوعه في العالم".

وقالت امبلاتس إن "تقنية شبكة خلايا الوقود المصغرة تنافس من حيث التكلفة شبكة الكهرباء في هذه المناطق النائية ويمكن أن تسرع من ادخال الكهرباء." وتستمثر امبلاتس قرابة 20 مليون دولار في "شبكة مصغرة" ستعمل بصورة مستقلة عن الشبكة الوطنية. ويمكن لهذا النظام الرائد توليد 15 كيلووات بحد أقصى 60 كيلووات إذا ما تم تركيب بطاريات إضافية. وهو يستخدم لإمداد ما يصل إلى 34 منزلا بالكهرباء في منطقة نائية في نالدي باقليم فري ستيت كفترة اختبار مدتها عام. بحسب رويترز.

وتستخدم خلايا الوقود التفاعل الكيميائي وتوفر بديلا نظيفا لبطاريات حمض الرصاص المستخدمة بالفعل في الآلات الصناعية والمبردات المحلية. وتستخدم خلايا الوقود الميثانول والهيدروجين والبلاتينيوم لإنتاج الكهرباء ويمكن أن يقدم الطرح الأوسع للمشروع بعض الدعم لقطاع البلاتينيوم في جنوب أفريقيا.

ارقد بسلام

من جانب اخر فالمصابيح الكهرباء التقليدية سترقد في سلام، بعدما أضاءت العالم لعقود وأنارت لنا بيوتنا وطرقاتنا وخدمت الرؤساء والأمراء، والفقراء المعدمين على قدم المساواة. وساعدت عدداً لا يحصى من الأشخاص في جميع أنحاء العالم. والآن، حان وقت استبدالها بالمصابيح الجديدة التي تعتبر أقل هدراً للطاقة، وقد تقدم فرصة جميلة للبشرية ببداية جديدة.

ولا يمكن وصف حالة المصباح التقليدي بالموت المفاجئ، إذ جاء التشخيص قبل سنوات عدة وتحديداً في العام 2007، بعدما وقع الرئيس الأمريكي السابق جورج دبليو بوش على قانون لاستبدالها بالمصابيح الأكثر كفاءة. وقالت وكالة حماية البيئة الأمريكية إنها تستهلك عشرة في المائة فقط من الطاقة المخصصة لها وتهدر 90 في المائة من الكهرباء بسبب وهج الحرارة التي تتسبب بها. بحسب CNN.

وحظرت المصابيح من فئة 75 و100 واط خلال العام الماضي. أما الحظر على إنتاج فئتي 40 و 60 واط من اللمبات الأكثر شعبية في الولايات المتحدة. واحتلت عرش اللمبات التقليدية، مصابيح الهالوجين، والمصابيح الفلورية المدمجة، ومصابيح "ليد" واللمبات المتوهجة كفاءة عالية. وكتب حفيد مخترع المصباح الكهربائي المتوهج توماس أديسون، ديفيد إدوارد أديسون سلون تحت عنوان "أديسون كان سيحب قانون مصباح الضوء الجديد": "كان توماس أديسون وطنيا، ويساوره شعور بالقلق بعد مطلع القرن الماضي بسبب التلوث و الموارد غير المتجددة."

بطاريات "اللاب توب" القديمة

على صعيد متصل كشف باحثون أن بطاريات أجهزة الكمبيوتر المحمول (لاب توب) القديمة يمكنها إمداد المنازل في الأحياء الفقيرة بالطاقة. وأجرت شركة "آى بي ام" الأمريكية تحليلا لعينات من البطاريات المهملة، لتجد أن 70 في المئة منها مازال يحتفظ بكمية كافية من الطاقة لإضاءة لمبة "ال اي دي" LED أربع ساعات يوميا لمدة عام. وقال الباحثون إن استخدام البطاريات المهملة يعد أرخص خيار للحصول على الطاقة، وتساعد أيضا في التعامل مع مشكلة تراكم النفايات الإلكترونية.

وبدأ تجربة هذا المفهوم الجديد في استخدام البطاريات المهملة في مدينة بنغالور الهندية، العام الحالي. ومن المتوقع أن تلقى وسيلة الطاقة المحمولة هذه شعبية بين البائعين، الذين لا يمتلكون مصدر للطاقة الكهربائية، وكذلك بين العائلات الفقيرة التي تعيش في العشوائيات. وأجرى البحث فريق تابع لشركة اي بي ام في الهند، ومن المقرر مناقشته في مؤتمر سيعقد في سان جوزية، بولاية كاليفورنيا الأمريكية، وفقا لما نشرته دورية "تكنولوجي ريفيو" التابعة لمعهد ماساشوستس للتكنولوجيا.

وأنشأ فريق اي بي ام ما أطلقوا عليه "أورجار" UrJar، وهو جهاز يستخدم خلايا أيونات الليثيوم من البطاريات القديمة لتشغيل أجهزة منخفضة الطاقة مثل لمبات الإضاءة. وأكد باحثو اي بي ام قدرة جهاز أورجار الجديد على حل أزمة المخلفات الإلكترونية ونقص الطاقة على حد سواء ويسعى الباحثون لمساعدة أكثر من 400 مليون شخص في الهند ليسوا على قائمة شبكة الكهرباء، ولا يجدون مصدرا للحصول على الطاقة الكهربائية.

وتعد خيارات الطاقة الأخرى مثل خلايا الطاقة الشمسية أكثر تكلفة بكثير، كما أنها لوجستيا أكثر تعقيدا في الوقت الراهن. وقدر الباحثون أن سعر الوحدة الواحدة من جهاز أورجار قد يصل إلى 600 روبية (7 استرليني)، إذا ما جرى تصنيعه على نطاق كبير، وبمكنه أن يستمر لسنوات. وخلصوا في النهاية إلى أن الجهاز الجديد لديه القدرة على توجيه استعمال النفايات الالكترونية نحو التخفيف من وطأة الفقر في مجال الطاقة، ويمكنه توفير حل دائم لكلا المشكلتين. وأوضح الفريق أن نتائج التجربة كانت ايجابية، ومن بين التعديلات التي اقترحها المستخدمون توفير أسلاك مقاومة للفئران.

وتعد النفايات الإلكترونية مشكلة كبيرة، خاصة في البلدان النامية، حيث يجري التخلص من غالبية نفايات التكنولوجيا الغربية غير المرغوب فيها. وكشف البحث أن حوالي 142 ألف جهاز كمبيوتر يجري التخلص منها يوميا بعيدا عن الولايات المتحدة. ويعد البحث الجديد أمرا ملحا في الهند، ليس فقط لأنها تستقبل الكثير من النفايات الإلكترونية من البلدان الأخرى، لكنها تولد كمية هائلة من النفايات الخاصة بها تقدر بحوالي 32 طن يوميا، في ظل النمو الهائل في سوق تكنولوجيا المعلومات. بحسب بي بي سي.

ورحبت مؤسسة "كمبيوتر ايد" الخيرية البريطانية، التي تعمل على إعادة توزيع المنتجات التكنولوجية غير المرغوب فيها، بتلك المبادرة. وقالت كيث سونيت، الرئيس التنفيذي للمنظمة :"نعتقد أنها مبادرة رائعة، وتتوافق مع ما نسعى إليه من إعادة استخدام وتجديد المنتجات الإلكترونية بدلا من إعادة تدويرها". وأضافت :"بالتأكيد التجديد له تأثير ايجابي أكثر على البيئة ويجب تشجيع المزيد من الشركات للقيام بهذه الأمور".

العرق وبطارية الهاتف

من جهة اخرى قد لا تكون ممارسة التمارين المكثفة أمرا جيدا لصحتك فحسب، بل يمكن أن يكون نافعا أيضا في إمداد هاتفك بالطاقة. وكشف النقاب عن وشم ينتج الطاقة عن طريق التعرق في اجتماع الجمعية الكيميائية الأمريكية. وتستمد هذه البطارية الحيوية طاقتها من إفرازات اللاكتيت الموجودة بشكل طبيعي في العرق الذي يفرزه الجسم بعد القيام بتمرين بدني شاق.

وقال علماء من كاليفورينا إنه يمكن في القريب العاجل الاستفادة من هذه الإفرازات في إمداد الطاقة لأجهزة مراقبة القلب والساعات الرقمية، بل وحتى أجهزة هواتف المحمول الذكية. وكان حلم "الطاقة الحيوية"، الذي يتمثل في الاستفادة من الجسم لإمداد الأجهزة الإلكترونية المحمولة بالطاقة، ملهما للعديد من التوجهات الابتكارية الحديثة بالأفكار. حيث لجأت بعض تلك التوجهات إلى الحركة واستخدام الطاقة الكهرومغناطيسية، فيما استفادت طرق أخرى من الدم في مد الطاقة لخلايا الوقود الحيوي المزروعة.

وقالت الدكتورة وينتسهاو جيا، من جامعة كاليفورنيا بسان دييغو: "يعتبر هذا الجهاز أول جهاز يعتمد على العرق،" وتحدثت عن تفاصيل طريقتها المبتكرة إلى دورية "آنغيواندت كيمي". وأضافت جيا: "في الوقت الحالي، لا تنتج هذه الطريقة سوى أربعة مايكرووات، إلا أننا نعمل على زيادة ذلك، حتى يمكنها أن تنتج طاقة لتشغيل الأجهزة الإلكترونية الصغيرة." وكان من المثير للاهتمام أن فريق عملها لم يكن يسعى في البداية لعمل بطارية حيوية، بل كان يركز على عمل جهاز مراقبة لمستوى إفراز الللاكتيت يمكن ارتداؤه.

ويعمد الرياضيون أثناء التدريبات إلى قياس مستويات إفراز اللاكتيت، حتى يتمكنوا من تقييم معدل أدائهم الرياضي ومدى لياقتهم. إلا أن متابعة ذلك قد يكون أمرا غير ملائم، إذ إنها تعتمد كلية على أخذ عينات من الدم. ولإجراء اختبار أسرع وأسهل، قامت جيا بطباعة أداة استشعار لإفرازات اللاكتيت على ورقة أشبه بالوشم توضع على الجسم.

وقالت جيا: "وضعتها على جسمي ولم أشعر بها مطلقا، فهي حقيقة أشبه بالوشم." وأضافت: "لا يقتصر استخدام هذه الفكرة على الرياضيين فحسب، فأغلب من يمارسون التمارين الرياضية يرغبون في معرفة الطريقة التي يحسنون بها أسلوبهم في التمرين." وتابعت قائلة: "يمكننا قياس مستوى ضربات القلب، لكن إذا جمعت بين التجاوب البدني مع البيانات الكيميائية فإنك ستحصل حينئذ على رؤية أكثر شمولا للتمرينات التي تؤديها."

وتحرك فريقها بعد ذلك خطوة إضافية، ليحول ذلك الحساس إلى بطارية حيوية تستمد طاقتها من التعرق. ثم عمد فريق البحث بعد ذلك إلى دمج إنزيم يقوم باستخراج إلكترونات من إفرازات اللاكتيت، ليتولد عن ذلك تيار كهربي ضعيف. وعندما وضع المتطوعون في هذه الدراسة الوشم أثناء ركوبهم الدراجة الرياضية، تمكنوا من توليد ما يصل إلى 70 مايكرووات عن كل سنتيمتر مربع من الجلد.

ومن المثير للدهشة أن الأقل لياقة كانوا هم من ولدوا أعلى معدلات من الطاقة، بينما أن أكثر المواظبين على أداء التمارين الرياضية، ممن يؤدون التمارين الرياضية أكثر من ثلاث مرات في الأسبوع، كانوا أقل في توليد الطاقة في هذه الدراسة. وقالت جيا: "نعتقد أن السبب يرجع في ذلك إلى أن الأقل لياقة يشعرون بالإعياء بشكل أسرع، لذا فهم يفرزون لبنيات أكثر، وسيكون مطلوبا من أصحاب اللياقة العالية أن يبذلوا جهدا أكبر بكثير في التمرين حتى يتمكنوا من إمداد البطارية بالطاقة." وطور معمل جيا هذا المنتج من خلال شراكة مع شركة حديثة التأسيس.

وشملت الخطوات التالية ربط الوشم بأجهزة قابلة للحمل، وإضافة طريقة أخرى لتخزين التيار الكهربي الذي يجري توليده منه، وذلك عن طريق إدماج أحد الأجهزة كمكثف مثلا. إلا أن التحدي الأكبر الذي يواجه فريق البحث يتمثل في زيادة حجم الطاقة التي ينتجها هذا الوشم، حيث إن ساعة رقمية على سبيل المثال ستكون بحاجة إلى 10 مايكروواط، أي أكثر من ضعف القيمة الحالية. بحسب بي بي سي.

وهناك طريقة أخرى لجعل الجهاز أكثر حساسية لإفرازات اللاكتيت، فيما أن الطريقة الأخرى تركز على الربط بين عدد من خلايا الوقود الحيوي. لكن ما الذي يجعلنا نلجأ إلى الجسم البشري في الأصل؟ ما المانع في أن نصغر حجم البطاريات التقليدية ونجعلها قابلة للارتداء؟ وتجيب جيا قائلة إن هذا يرجع إلى أن البطاريات الحيوية تقدم عددا من الفوائد الأخرى. فهي تعيد الشحن بشكل أسرع، كما أنها أكثر أمانا وأبعد عن خطر الانفجار أو تسريب المواد الكيميائية السامة التي بداخلها. كما أن البطاريات الجديدة ستستخدم الإنسان كمصدر للطاقة المتجددة."

التخلي عن الفحم

في السياق ذاته نفت ألمانيا تقريرا أشار إلى انها تعتزم التخلي عن توليد الطاقة الكهربية من إحراق الفحم من أجل حماية البيئة قائلة إن ذلك سيضيف أعباء ضخمة الى قطاع الصناعة في الوقت الذي تتخلى فيه البلاد تدريجيا عن الطاقة النووية. وقالت مجلة دير شبيجل إن وزير الاقتصاد والطاقة زيجمار جابرييل يعتزم التخلي تدريجيا عن استخدام الفحم بسبب المخاوف البيئية. ولم يذكر التقرير أي مصادر.

وقالت متحدثة باسم الوزارة في بيان "بالنسبة لدولة مثل ألمانيا ذات قاعدة صناعية راسخة فإن التخلي عن توليد الطاقة النووية والفحم في آن واحد أمر مستحيل." وتمر ألمانيا -صاحبة أكبر اقتصاد في اوروبا- حاليا بمرحلة التحول من الطاقة التقليدية إلى مصادر الطاقة المتجددة في اعقاب قرار بالتخلص تدريجيا من الطاقة النووية في موعد غايته عام 2022 . بحسب رويترز.

وتسعى الحكومة الائتلافية الحالية في ألمانيا برئاسة انجيلا ميركل إلى ان تمثل الطاقة المتجددة من 40 إلى 45 في المئة من استهلاك الطاقة في البلاد بحلول عام 2025 وان تمثل من 55 إلى 60 في المئة بحلول عام 2035 . ويقول تقرير دير شبيجل إن الحكومة تريد ان تحذف من منظومة الطاقة الحالية عشرة جيجاوات من الطاقة المولدة عن طريق الفحم أي ما يعادل نحو عشرين محطة للطاقة تعمل بالفحم. ومثلت محطات الطاقة الكهربية التي تعمل بالفحم نحو 40 في المئة من اجمالي توليد الطاقة في البلاد عام 2013.

شبكة النبأ المعلوماتية- الخميس 11/كانون الأول/2014 - 18/صفر/1436

 

© جميع الحقوق محفوظة لمؤسسة النبأ للثقافة والإعلام 1419-1436هـ  /  1999- 2014م