تويت
للتخفيف من التأثيرات العالمية لتغير المناخ، يجب أن نخفض انبعاثاتنا الكربونية كثيرًا، أو أن نوقف الانبعاث بالكامل. أقرت بلدان عديدة بالحاجة إلى التحول من الوقود الأحفوري إلى الطاقة المتجددة -النظيفة- لتحقيق ذلك.
في حين أن معظمنا يسكن بلدانًا تعتمد على عدة مصادر للطاقة، من الفحم إلى الرياح، هل من الممكن أن يصبح كل شيء يومًا ما معتمدًا على مصادر الطاقة المتجددة فقط؟
سألنا 22 خبيرًا في الطاقة المتجددة، والهندسة، وأنظمة الطاقة: هل يمكن أن تعتمد دولة ما على الطاقة المتجددة بنسبة 100%؟
ما الطاقة المتجددة؟
الطاقة المتجددة هي الطاقة التي تأتي من مصادر تُجدد بسرعة. هذا يستبعد أنواع الوقود الأحفوري مثل النفط والفحم لأنها تستغرق ملايين السنين لتتكون. أيضًا يستبعد الطاقة النووية لأنها تعتمد على اليورانيوم، وهو غير متجدد.
أما أنواع مصادر الطاقة المتبقية فهي: طاقة باطن الأرض، والطاقة الشمسية، والطاقة المائية، والرياح، والمد والجزر، والكتلة الحيوية.
معظم هذه الأنواع من الطاقة تعتمد على طاقة الشمس، في حين يعتمد المد والجزر على قوة جاذبية القمر.
تُعد هذه الأنواع من مصادر الطاقة «متجددة» لأنها لن تنفد في المستقبل القريب.
يقول البروفيسور تشاو يو وو، خبير نظم الطاقة من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: «تتلقى الأرض 2300 تيرا واط من الطاقة الشمسية، في حين أن الاستهلاك العالمي للطاقة هو 16 تيرا واط. وعلى هذا فإن الاعتماد على الطاقة المتجددة بنسبة 100% ممكن وإن التقطنا 0.07% فقط من طاقة الشمس».
تقنيًا، هل تمكن الاستفادة من الطاقة المتجددة بنسبة 100%؟
نشر مارك جاكوبسون وزملاؤه من جامعة ستانفورد عام 2017 ورقة علمية تحدد خريطة طريق 139 دولة للانتقال إلى الاعتماد على الطاقة المتجددة بنسبة 100%.
البروفيسور جاكوبسون، خبير الطاقة المتجددة وعلم المناخ، يشرح هذه الورقة، إلى جانب العديد من الدراسات الأخرى، كما يلي: «مجموعة من الأعمال، التي يضطلع بها أكثر من 85 مؤلفًا و35 مراجعًا، المدعومة أيضًا بـ 30 دراسة إضافية من المراجعين، وجدت أنه من الممكن مطابقة الطلب مع العرض بنسبة تقارب 100% من نظم الطاقة المتجددة».
تستند هذه الدراسات إلى نماذج تتوقع السيناريوهات المستقبلية، وتختبر أنظمة طاقة مختلفة لمعرفة هل هي قادرة على تلبية الطلب على الطاقة.
كما هو الحال مع أي نوع من النماذج، قد يكون من الصعب تقدير جميع العوامل بدقة.
الدكتور مارك ديلوتشي، خبير نظم الطاقة والاقتصاد من جامعة كاليفورنيا- بركلي، يسلط الضوء على بعض هذه التعقيدات:
«تتلخص مسألة الجدوى في بعض القضايا الأساسية: الكيفية التي نبني بها سلوك الطلب في مواجهة أنظمة الطاقة المختلفة جذريًا، وكيفية تحديد تكاليف وأداء تقنيات الطاقة الحالية أو المستقبلية، وكيفية التعامل مع الآثار التي لا يسهل تحديدها ماديًا، مثل مخاطر الطاقة النووية».
نظرًا إلى مدى صعوبة توقع نظم الطاقة الممكنة في المستقبل، يدور نقاش بين العلماء حول هل يلزم استخدام بعض أنواع الوقود الأحفوري إضافةً إلى مصادر الطاقة المتجددة؟
ما التحديات التي تواجه الطاقة المتجددة بنسبة 100%؟
يسلط تشاو يو وو الضوء على بعض الأمثلة للمناطق التي تدار باستخدام 100% من الطاقة المتجددة: «قبل عامين، كانت هناك أنباء عن أن كبرى ولايات النمسا تستخدم الطاقة المتجددة بنسبة 100%. وتُتنتج الطاقة المتجددة، في بعض البلدان الأوروبية، بقدر أكبر من الاحتياج اليومي لتلك الدول».
بيد أن بعض الناس يساورهم القلق إزاء إمكانية الاعتماد على الطاقة المتجددة في طلبنا المستمر.
الدكتور يوجين بريستون، خبير الطاقة المتجددة من معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، يقول: «بين الحين والآخر، نجد نقصًا في مجال الطاقة المتجددة، إذ تنخفض إنتاجية الرياح والطاقة الشمسية في بعض الأيام، في تلك الحالة نعتمد على مولدات الغاز لسد الفجوة».
تجب معالجة هذه المسألة المتعلقة بحلول تخزين الطاقة. توجد أيضًا عقبات غير تقنية أمام تحقيق الاعتماد على الطاقة المتجددة بنسبة 100%.
يتفق معظم الخبراء أن تحقيق الاعتماد الكامل على الطاقة المتجددة أمر ممكن. وأن التحول من استخدام الوقود الأحفوري ليس ممكنًا فحسب بل ضروري أيضًا لإبطاء آثار تغير المناخ.
في حين أن معظمنا يسكن بلدانًا تعتمد على عدة مصادر للطاقة، من الفحم إلى الرياح، هل من الممكن أن يصبح كل شيء يومًا ما معتمدًا على مصادر الطاقة المتجددة فقط؟
سألنا 22 خبيرًا في الطاقة المتجددة، والهندسة، وأنظمة الطاقة: هل يمكن أن تعتمد دولة ما على الطاقة المتجددة بنسبة 100%؟
ما الطاقة المتجددة؟
الطاقة المتجددة هي الطاقة التي تأتي من مصادر تُجدد بسرعة. هذا يستبعد أنواع الوقود الأحفوري مثل النفط والفحم لأنها تستغرق ملايين السنين لتتكون. أيضًا يستبعد الطاقة النووية لأنها تعتمد على اليورانيوم، وهو غير متجدد.
أما أنواع مصادر الطاقة المتبقية فهي: طاقة باطن الأرض، والطاقة الشمسية، والطاقة المائية، والرياح، والمد والجزر، والكتلة الحيوية.
معظم هذه الأنواع من الطاقة تعتمد على طاقة الشمس، في حين يعتمد المد والجزر على قوة جاذبية القمر.
تُعد هذه الأنواع من مصادر الطاقة «متجددة» لأنها لن تنفد في المستقبل القريب.
يقول البروفيسور تشاو يو وو، خبير نظم الطاقة من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: «تتلقى الأرض 2300 تيرا واط من الطاقة الشمسية، في حين أن الاستهلاك العالمي للطاقة هو 16 تيرا واط. وعلى هذا فإن الاعتماد على الطاقة المتجددة بنسبة 100% ممكن وإن التقطنا 0.07% فقط من طاقة الشمس».
تقنيًا، هل تمكن الاستفادة من الطاقة المتجددة بنسبة 100%؟
نشر مارك جاكوبسون وزملاؤه من جامعة ستانفورد عام 2017 ورقة علمية تحدد خريطة طريق 139 دولة للانتقال إلى الاعتماد على الطاقة المتجددة بنسبة 100%.
البروفيسور جاكوبسون، خبير الطاقة المتجددة وعلم المناخ، يشرح هذه الورقة، إلى جانب العديد من الدراسات الأخرى، كما يلي: «مجموعة من الأعمال، التي يضطلع بها أكثر من 85 مؤلفًا و35 مراجعًا، المدعومة أيضًا بـ 30 دراسة إضافية من المراجعين، وجدت أنه من الممكن مطابقة الطلب مع العرض بنسبة تقارب 100% من نظم الطاقة المتجددة».
تستند هذه الدراسات إلى نماذج تتوقع السيناريوهات المستقبلية، وتختبر أنظمة طاقة مختلفة لمعرفة هل هي قادرة على تلبية الطلب على الطاقة.
كما هو الحال مع أي نوع من النماذج، قد يكون من الصعب تقدير جميع العوامل بدقة.
الدكتور مارك ديلوتشي، خبير نظم الطاقة والاقتصاد من جامعة كاليفورنيا- بركلي، يسلط الضوء على بعض هذه التعقيدات:
«تتلخص مسألة الجدوى في بعض القضايا الأساسية: الكيفية التي نبني بها سلوك الطلب في مواجهة أنظمة الطاقة المختلفة جذريًا، وكيفية تحديد تكاليف وأداء تقنيات الطاقة الحالية أو المستقبلية، وكيفية التعامل مع الآثار التي لا يسهل تحديدها ماديًا، مثل مخاطر الطاقة النووية».
نظرًا إلى مدى صعوبة توقع نظم الطاقة الممكنة في المستقبل، يدور نقاش بين العلماء حول هل يلزم استخدام بعض أنواع الوقود الأحفوري إضافةً إلى مصادر الطاقة المتجددة؟
ما التحديات التي تواجه الطاقة المتجددة بنسبة 100%؟
يسلط تشاو يو وو الضوء على بعض الأمثلة للمناطق التي تدار باستخدام 100% من الطاقة المتجددة: «قبل عامين، كانت هناك أنباء عن أن كبرى ولايات النمسا تستخدم الطاقة المتجددة بنسبة 100%. وتُتنتج الطاقة المتجددة، في بعض البلدان الأوروبية، بقدر أكبر من الاحتياج اليومي لتلك الدول».
بيد أن بعض الناس يساورهم القلق إزاء إمكانية الاعتماد على الطاقة المتجددة في طلبنا المستمر.
الدكتور يوجين بريستون، خبير الطاقة المتجددة من معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، يقول: «بين الحين والآخر، نجد نقصًا في مجال الطاقة المتجددة، إذ تنخفض إنتاجية الرياح والطاقة الشمسية في بعض الأيام، في تلك الحالة نعتمد على مولدات الغاز لسد الفجوة».
تجب معالجة هذه المسألة المتعلقة بحلول تخزين الطاقة. توجد أيضًا عقبات غير تقنية أمام تحقيق الاعتماد على الطاقة المتجددة بنسبة 100%.
يتفق معظم الخبراء أن تحقيق الاعتماد الكامل على الطاقة المتجددة أمر ممكن. وأن التحول من استخدام الوقود الأحفوري ليس ممكنًا فحسب بل ضروري أيضًا لإبطاء آثار تغير المناخ.