المحتوى
- نظرة عامة على الموارد المتجددة
- الطاقة الشمسية
- الطاقة المائية
- قوة الرياح
- الوقود الحيوي
- الطاقة الحرارية الأرضية
- الطاقة النووية: نظيفة ، ولكن غير قابلة للتجديد
- خيارات الطاقة المتجددة
ازداد الاهتمام بما يسمى مصادر الطاقة المتجددة بالتزامن مع المخاوف المتزايدة في الولايات المتحدة وحول العالم بشأن تغير المناخ. يوجد دليل علمي وافر يربط بين غازات الدفيئة والمركبات الأخرى المنبعثة من احتراق المواد غير المتجددة مثل الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز الطبيعي) مع تأثيرات غير مرغوب فيها على مناخ العالم وصحة الإنسان.
هناك خمسة أنواع أساسية من مصادر الطاقة المتجددة. هذه هي الكتلة الحيوية ، والطاقة المائية ، والطاقة الحرارية الأرضية ، وطاقة الرياح والطاقة الشمسية. تتمتع الموارد المتجددة بميزة تجديد الموارد: لن ينفد منها العالم أبدًا. ومع ذلك ، فهي تحمل عيوب كونها "محدودة التدفق" ، وهذا يعني أن البشر لا يمكنهم ببساطة زيادة إمدادات هذه الوقود استجابة للطلب المتزايد. إذا تم بناء محطة كهرومائية على نهر مع تدفق يتناقص بشكل لا يرحم مع مرور الوقت ، فلا يوجد شيء يذكر يمكن أن يفعله المهندسون لدفع المزيد من المياه عبر التوربينات المائية في المصنع.
نظرة عامة على الموارد المتجددة
عندما كان عدد سكان الولايات المتحدة أقل بكثير مما هو عليه اليوم وكانت تكنولوجيا الطاقة في مهدها النسبي ، كان حرق الأخشاب ، على الرغم من كثافته الكثيفة لليد العاملة ، كافياً لتلبية احتياجات الأمم من الطاقة. خلال منتصف القرن التاسع عشر ، لم تكن هناك أجهزة كهربائية ، وكانت احتياجات التدفئة والطهي هي المحرك الرئيسي للبحث عن أنواع الوقود القابلة للاحتراق من أي نوع. ثم تبعتها الثورة الصناعية وتطور الطاقة الكهربائية ، وعلى مدى 150 عامًا أو نحو ذلك ، وفر الوقود الأحفوري الغالبية العظمى من احتياجات الطاقة البشرية في كل من الولايات المتحدة وحول العالم.
لطالما كانت مصادر الطاقة المتجددة "أساسية" في المحادثات حول مصادر الطاقة لعقود ، ولكن فقط في التسعينات بدأ استخدامها بالفعل في الإقلاع في الولايات المتحدة اعتبارًا من عام 2017 ، تم إنتاج 11 في المائة من إجمالي الطاقة و 17 في المائة من الكهرباء باستخدام الموارد المتجددة ، و 57 في المئة من الطاقة المتجددة مكرسة لتوليد الطاقة الكهربائية.
يمكن العثور على قائمة بالموارد المتجددة وكمية الطاقة المستمدة من كل منها على موقع إدارة معلومات الطاقة في المصادر.
الطاقة الشمسية
يمكن جمع الطاقة من الشمس وتحويلها إلى حرارة وكهرباء بعدة طرق مختلفة. تتمثل المشكلة الواضحة في الاعتماد على هذا النوع من الموارد المتجددة في أن الشمس ليست مرئية دائمًا ، وحتى في نصف النهار أو حتى تكون الشمس فوق الأفق في معظم الأماكن ، يمكن أن يوفر الغطاء السحابي مقدار الطاقة الشمسية المشعة لا يكاد يذكر في بعض الأيام. نظرًا لأنه لا يمكن تخزين الكهرباء بكميات كبيرة (بطاريات ، رغم كونها مفيدة ، بالكاد تمثل احتياطيًا كبيرًا من الكهرباء) ، فإن الطاقة الشمسية ليست مفيدة للاحتياجات على مدار الساعة. ومع ذلك ، يمكن أن توفر مصفوفات الخلايا الكهروضوئية في المناطق المشمسة طاقة كافية لمجتمع صغير.
الطاقة المائية
الطاقة المائية (أو الطاقة الكهرومائية ، كما تتم كتابتها في بعض الأحيان) هي الطاقة المولدة من الطاقة الحركية للمياه المتدفقة. الماء يحتوي على كتلة ، كثيرًا منه ، ومن الواضح أن المياه المتدفقة تمتلك قدرًا من السرعة. الطاقة ليست أكثر من ناتج كتلة الأوقات مربع السرعة مضروبة في ثابت. مثل أشعة الشمس ، فإن كمية المياه المتدفقة إلى منطقة معينة لا يمكن التنبؤ بها تمامًا ، على الرغم من أن المشروعات المائية عادة ما تكون محفوفة بدرجة أقل من عدم اليقين من الطاقة الشمسية أو الرياح من حيث توافر المورد.
كانت الطاقة المائية هي المورد الرئيسي للطاقة المتجددة في الولايات المتحدة اعتبارًا من عام 2018 ، على الرغم من انخفاض حصتها بين مصادر الطاقة المتجددة حيث أصبحت الطاقة المتجددة كسلعة أكثر انتشارًا بشكل عام. الاعتبار الرئيسي مع هذا النوع من السلطة هو أنه يمكن أن يعطل النظم الإيكولوجية وموائل الحياة البرية. نظرًا لأن العديد من مشاريع الطاقة المائية تشتمل على السدود ، فإن البحيرات الصناعية الناتجة يمكن أن تغمر الكائنات الحية خارج منازلها.
قوة الرياح
الرياح هي حركة الهواء ، وهذه الحركة ناتجة عن حقيقة أن سطح الأرض يختلف اختلافًا كبيرًا من مكان إلى مكان (على سبيل المثال ، المياه هنا ، صحراء هناك ، الجبال هناك) وتمتص هذه الأسطح المختلفة الحرارة وتطلقها الشمس بطرق مختلفة. عمومًا ، يندفع الهواء فوق درجات حرارة الأرض وترتفع ، والهواء البارد من فوق المحيطات يندفع ليحل محله ؛ في المساء ، تهب الرياح باتجاه الماء. الرياح هي بالفعل شكل من أشكال الطاقة الشمسية ، على الرغم من أن الدوران المادي للكوكب على محوره يسهم في التيارات الهوائية إلى حد ما.
طاقة الرياح غير مكلفة بشكل رائع ، ولكن للأسف ، فإن عدم القدرة على التنبؤ بأنماط الرياح تجعلها أقل من الخيار الأمثل لتوليد الطاقة على نطاقات كبيرة.
الوقود الحيوي
كما يُعرف بالكتلة الحيوية ، يمثل الوقود الحيوي شكلاً متنوعًا وسريع التوسع في الطاقة المتجددة. يمكن تحويل المواد المختلفة من الكائنات الحية إلى طاقة ، من المواد النباتية المتحللة (بما في ذلك الخشب والنفايات من مراكز معالجة الأخشاب) إلى القمامة إلى السماد والصرف الصحي. يمكن للوقود الحيوي مثل الإيثانول (غاز حيوي) أن يضطلع ببعض الأدوار ذاتها التي يلعبها البنزين والديزل التقليدي.
لا تقلل هذه الأنواع من الوقود من "الكربنة" التي تستخدمها البلدية أو الكيان فحسب ، بل إنها تتخلص أيضًا من النفايات بطريقة مفيدة للغاية ، مما يجعلها رابحة. في حين أن الوقود الأحفوري يطلق ثاني أكسيد الكربون المخزّن منذ فترة طويلة في الجو عندما يتم حرقه ، فإن النباتات ، المساهم الرئيسي في الوقود الحيوي ، تتناول بالفعل ثاني أكسيد الكربون الذي يتم إطلاقه عندما يتم حرق الوقود الحيوي ، مما ينتج عنه مخطط دوري أكثر.
الطاقة الحرارية الأرضية
هذا النوع من الطاقة مستمد من الطاقة الحرارية المنبعثة من عمق الأرض نفسها بفضل عمليات التحلل الإشعاعي في الصخور البعيدة عن سطح الكواكب. إن موثوقيتها العالية وحقيقة أنه يمكن توليدها محليًا يجعلها خيار موارد متجددة أكثر جاذبية.
تنتقل الحرارة من مركز الأرض (اللب) إلى الأعلى عبر الوشاح وأخيراً إلى القشرة التي يبلغ سمكها 3 إلى 5 أميال. يمكن للناس الاستفادة من الينابيع الحارة الناتجة تحت الأرض واستخدام الحرارة لتشغيل مجموعة متنوعة من العمليات. هذه الطاقة المتجددة ، بحكم تعريفها ، لا تختفي ، لكنها ربما تكون أكثر فعالية مما يدركه الكثيرون: مركز الأرض ، صدق أو لا تصدق ، أكثر دفئًا من سطح الشمس!
الطاقة النووية: نظيفة ، ولكن غير قابلة للتجديد
من شأن تعريف صارم للموارد المتجددة أن يحذف الطاقة النووية من الاعتبار ، لأن الطاقة النووية تعتمد على اليورانيوم ، وهو عنصر لا يوجد في الإمداد غير المحدود. بدلاً من ذلك ، يتم تجميع الطاقة النووية مع مصادر الطاقة المتجددة بمعنى أنها "نظيفة" ، أو خالية من النفايات التي تسهم في التلوث والاحتباس الحراري.
في هذا النوع من توليد الطاقة ، يتم تقسيم ذرات اليورانيوم في عملية تسمى الانشطار النووي والتي تطلق كميات هائلة من الطاقة لكل وحدة كتلة. تستخدم هذه الطاقة في تشغيل التوربينات البخارية. شبح السقوط الإشعاعي الذي يصل إلى البيئة نتيجة لحوادث مفاعل نووي ابتليت به الصناعة لعقود من الزمن ، لكن هذا لم يوقف تقدمه وتطوره بشكل عام.
خيارات الطاقة المتجددة
لذلك إذا كنت مهتمًا "بالتحول إلى اللون الأخضر" ولكنك لا تعرف من أين تبدأ ، فكيف يشرع الأفراد والشركات في تنفيذ مصادر الطاقة المتجددة في حياتهم اليومية؟
إحدى الطرق الواضحة ، رغم أنها ليست عملية دائمًا ، هي توليد الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة بنفسك ، في الموقع الذي سيتم استخدامه فيه.قد يعني هذا تركيب الخلايا الشمسية الكهروضوئية على سطح منزلك أو ، إذا كنت مطورًا أو مسؤولًا ، مكتب أو مبنى مدرسة. المضخات الحرارية الجوفية الخاصة والحرارة والطاقة المستمدة من الكتلة الحيوية هي خيارات أخرى. يمكنك أيضًا شراء الطاقة المتجددة من شركة الكهرباء الخاصة بك إذا كانت توفر خيار "التسعير الأخضر" أو "التسويق الأخضر". يعد التنسيق مع الحكومة البلدية مكانًا رائعًا للبدء من هنا.