ماهي مصادر الطاقة
مصادر الطاقة المتجددة
طاقة الرياح …
الطاقة الشمسية …
الطاقة الحرارية الأرضية …
الكتلة الحيوية …
الفحم …
الغاز الطبيعي …
البترول
أنواع مصادر الطاقة
مصادر الطاقة غير المتجددة تشكّلت مصادر الطاقة غير المتجددة على مدى ملايين السنين بسبب العمليات الجيولوجيّة، علماً بأنّ استخدامها يعدّ أسرع من استخدام مصادر الطاقة الطبيعيّة مما جعل الاعتماد عليها أكثر من مصادر الطاقة المتجددة، ومن الأمثلة على هذه المصادر: الوقود الأحفوريّ، والنفط، والغاز الطبيعيّ. الغاز الطبيعي يتكوّن الغاز الطبيعيّ غالباً من الميثان، ويتواجد بالقرب من أنواع الوقود الأحفوريّ الأخرى، مثل الفحم، ينتج بسبب عمليات توليد الميثان الحاصلة في مدافن النفايات والمستنقعات، ويشار إلى ضرورة معالجة الغاز الطبيعيّ أولاً قبل استخدامه كوقود، وإزالة المكوّنات الأخرى، حتى تصبح نسبة الميثان قليلة جداً، لينتج عند احتراقه نصف الانباعاثات الغازيّة المسببة للاحتباس الحراريّ. البترول يعرف البترول أو النفط الخام بأنّه سائل سامّ قابل للاشتعال يحدث في التكوينات الجيولوجيّة تحت سطح الأرض، يستخدم كزيت للوقود والبنزين، ولكن من المحتمل أن يتواجد في مكوّنات الأدوية، والبلاستيك، والكيروسين. الفحم الفحم هو صخر رسوبيّ ينتج في المستنقعات، حيث تتراكم المواد العضوية من النباتات، ويؤدي تجمّع تلك المواد لتشكيل مادة تعرف باسم الخثّ (بالإنجليزية: peat)، تفرز مكوّنات متطايرة، مثل الماء والميثان تنتج عن الضغط الناتج عن الخث، ومن ثمّ يتمّ إنتاج الفحم. كما يعدّ الفحم الوقود الأحفوريّ الأكثر استخداماً في العالم لإنتاج الكهرباء، ففي الولايات المتحدة يُستخدم ما يقارب 93% من الفحم المستهلك لتوليد الكهرباء، كما ينتج عن احتراق الفحم ما يقارب ثلاثة أضعاف كميّة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. مصادر الطاقة المتجددة مصادر الطاقة المتجددة هي المصادر التي يمكن تجديدها، ولا تنفد بسبب الاستهلاك البشريّ، وتشمل الموارد المتجددة طاقة الرياح، والطاقة الشمسية، والطاقة الحراريّة، والطاقة الكهرمائيّة، وغيرها، ويشار إلى امتلاكها نسبة أقل من الغازات الدفيئة وغيرها من الانبعاثات الأخرى. الرياح الرياح هي مورد الطاقة المتجدد، تنتج بسبب أنماط التسخين غير المتساوية في الغلاف الجويّ، عندما يتمّ ضبط الريح في مراوح الطاحونة، يجبر عمود المروحة على الدوران، ومن ثمّ إنتاج الكهرباء. الشمس تعدّ الطاقة الشمسية مورداً متجدداً، مستمدّ من أشعة الشمس، حيث تتحوّل الطاقة الشمسية مباشرة إلى الكهرباء من خلال الألواح الشمسيّة الكهروضوئية، ومن ثمّ يتمّ جمع الأشعة الشمسية من الأسطح العاكسة، وتسخين الجسم في عملية تخلق الطاقة الحراريّة الشمسية.
مصادر الطاقة المتجددة وغير المتجددة
أنواع مصادر الطاقة
مصادر الطاقة المتجددة وغير المتجددة
يعتمد الإنسان على مصادر الطاقة المتجددة أو غير المتجددة في الإنارة، والطبخ، والتدفئة، وفي وسائل النقل، وتشغيل الأجهزة الكهربائية كافة وغيرها، وقد تم تصنيف مصادر الطاقة إلى صنفين أساسيين وهما الطاقة المتجددة وغير المتجددة،
مصادر الطاقة الغير متجددة
الطاقة الغير متجددة هي الطاقة التي ستختفي مع مرور الزمن، وستنتهي مع نفاذ المصدر، وتتميز بأنها طاقة غير نظيفة، من أبرز مصادرها الوقود الأحفوري مثل البترول، والفحم، والغاز الطبيعي، والطاقة النووية وغيرها نوضحها بالتفصيل فيما يلي:
1- الفحم الحجري:
يعتبر الفحم الحجري أحد مصادر الطاقة غير المُتجددة، وأحد أهم مصادر الوقود الأحفوري نظراً لقابليته للاحتراق،
وهو عبارة عن صخر رُسوبي بلون أسود أو بني داكن، ويتكوَّن بشكل رئيسي من عنصر الكربون والمواد الهيدروكربونية.
ويعود أصل الفحم الحجري إلى نباتات ماتت ودُفنت في باطن الأرض، ومع مرور زمن طويل يُقدَّر بملايين السنين، وبسبب تعرضها لعوامل كالضغط والحرارة، تحوَّلت إلى ما يُعرف بالفحم الحجري.
ويُستخدَم بشكلٍ رئيسيٍ لإنتاج الطاقة نظراً لتكلفته المُنخفضة، إلا أنه يعد أحد أسباب ظاهرة الاحتباس الحراري؛ بسبب الغازات الدفيئة التي يُنتجها أثناء حرقه.
2- النفط الخام
يعتبر النفط الخام مادة سائلة تتكوَّن بشكلٍ أساسي من الهيدروكربونات.
وهو عبارة عن بقايا نباتات وحيوانات ماتت ودُفنت في باطن الأرض منذ ملايين السنين، ويتم العثور على النفط الخام في خزَّانات وأحواض مدفونة تحت الأرض، داخل الصخور الرسوبية وقريبة من سطح الأرض.
ويُطلَق على النفط الخام أيضاً اسم البترول، ويَكمُن استخدامه الرئيسي في المُنتجات البترولية كالبنزين، ويُستخدَم بشكلٍ واسعٍ في صناعة البلاستيك والمطاط الصناعي، كما يدخل في صناعة بعض الأدوية.
3- الغاز الطبيعي
يُصنَّف الغاز الطبيعي بأنه أحد مصادر الطاقة غير المتجددة، ويتكوَن بشكلٍ أساسي من الميثان، وتتمُّ معالجته لاستخدامه كوقود.
ويُمكن إيجاده عادةً بالقرب من مصادر الوقود الأحفوري الأُخرى، في حين يتميز عنها بإطلاقه لكمية أقل من الغازات الدفيئة عند حرقه.
ويُستخدم في النشاطات الحيوية كتدفئة المنازل، والطهي، وتسخين المياه، إضافةً إلى استخدامه في محطات توليد الكهرباء.
4- الطاقة النووية
يقوم مبدأ الطاقة النووية على استخدام العنصر المشع (يورانيوم-235)؛ حيث يبدأ عند تحلله بإطلاق كميات كبيرة من الحرارة التي يتمُّ استخدامها لتكوين البخار.
ويُستخدَم هذا البخار في مولدات تعمل على توليد الكهرباء، وعلى الرغم من أنَّ الطاقة النووية تعدُّ مصدراً خالياً من الغازاتِ الدفيئة، إلا أنه من المهم تخزين اليورانيوم بشكلٍ آمنٍ نظراً لكونه مادة مُشعة وضارة بالبيئة.
مصادر الطاقة المتجددة
مصادر الطاقة المتجددة يمكن تقسيمها إلى عدة تصنيفات نعرضها عليكم فيما يلي:
1- أشعة الشمس:
وتعتبر أشعة الشمس هي المصدر الرائج، وذلك لما تحمله معها من حرارة وضوء مصدراً للطاقة الشمسية، حيث تم تسخيرها بالاعتماد على وسائل وتقنيات تكنولوجية.
ويمكن الاستفادة من أشعة الشمس في توليد الطاقة الحرارية والكهربائية، فأما الطاقة الكهربائية فيمكن توليدها من خلال الطّاقة الشمسية باستخدام المحركات الحرارية، وألواح الخلايا الضوئية ، والمحولات الفولتوضوئية.
2– الطاقة الحيوية:
تُستمد الطاقة الحيوية مما يُسمى بالكتلة الحيوية، والتي هي عبارة عن مادة عضوية تعمل على تخزين الأشعة الشمسية، ثم تحويلها إلى طاقة كيميائية.
وقد تكون هذه المصادر عبارة عن خشب، أو سماد، أو قصب السكر، وتعتبر مصادر الطاقة الحيوية مشابهةً للوقود الأحفوري.
3- طاقة الرياح:
يلجأ الإنسان إلى الاعتماد على توربينات الرياح لاستخراج الطاقة من الرياح، وتوليد الطاقة الكهربائية منها، كما تستخدم طاقة الرياح لإنتاج الطاقة الميكانيكية فيما يُسمى بطواحين الهواء.
وما يقارب 2% من ضوء الشمس الذي يسقط على سطح الكرة الأرضية، يتحول إلى طاقة حركة للرياح.
وتعدّ هذه كميةً هائلة من الطّاقة، والتي تفيض عن حاجة العالم من الاستهلاك في أيّ عام من الأعوام.
ولطاقة الرياح استخدامات متعددة، من أبرزها: ضخّ المياه باستخدام طاقة مضخّات الرّياح، فمضخات الري التي تعمل بالرياح منتشرة بكثرة في أستراليا، وأجزاء من أفريقيا، وآسيا، وأمريكا اللاتينية.
وربّما يتم استخدام طاقة الرياح قريباً في توليد الكهرباء في المزارع والمنازل، وذلك بتكلفة أقلّ من تكلفة استخدام الوقود.
تحريك السفن ودفع أشرعتها، وتمتاز بأنّها يمكن الاعتماد عليها تماماً كبديل جيّد للوقود الأحفوري، وتتوفّر بشكل دائم ومتجدد باستمرار، وتعتبر من أكثر مصادر الطّاقة النظيفة والصديقة للبيئة.
4- الطّاقة الكهرمائية
يعتبر مصطلح كهرومائية مصطلحاً شاملاً للكهرباء والماء معاً، ويستخدم هذا النوع من الطاقة في استغلال الطاقة المائية لتوليد الطاقة الكهربائية، وتعتبر طاقة نظيفة للغاية، وذات انتشار واسع.
وفي عملية استغلال هذه الطاقة يتمّ الاعتماد كلياً على الطاقة الكامنة في المياه، أو طاقة الوضع، وتحويلها إلى طاقة حركية من خلال سقوط الماء وانسيابه من أعلى إلى أسفل، لتتم إدارة توربينات التّوليد، فيبدأ المولد الكهربائيّ بالدّوران، وبالتّالي يعمل على إنتاج الطّاقة الكهربائية.
ما هي مصادر الطاقة المتجددة
الطاقة المتجددة تسمى الطاقة المتجددة أيضًا بالطاقة البديلة وهي الطاقة القابلة للاستخدام والمستمدة من مصادر قابلة للتجدد مثل طاقة الشمس وطاقة الرياح والأنهار والينابيع الساخنة وطاقة المد والجزر والوقود الحيوي، وفي بداية القرن الحادي والعشرين كان حوالي 80 في المائة من إمدادات الطاقة في العالم مستمدة من الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي، وبالإضافة الى أن طاقة الوقود الأحفوري محدودة وقابلة للنفاذ فإن احتراق الوقود الأحفوري له العديد من العواقب البيئية السلبية حيث ينبعث من احتراق الوقود الأحفوري ملوثات الهواء مثل ثاني أكسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين والمواد الكيميائية السامة ويمكن أن يسبب التعرض لهذه الملوثات أمراض القلب والربو وغيرها من مشاكل صحة الإنسان، ويستعرض هذا المقال مصادر الطاقة المتجددة واستخداماتها المختلفة. مصادر الطاقة المتجددة يتسبب احتراق الوقود الأحفوري في تلوث الهواء والماء والتربة وينتج عنه غازات الدفيئة التي تساهم في الاحتباس الحراري، بينما توفر مصادر الطاقة المتجددة بدائل أنظف للوقود الأحفوري فهي ليست خالية تمامًا من المشاكل ولكنها تنتج تلوثًا أقل بكثير منه، وتلخص النقاط الآتية أهم مصادر الطاقة المتجددة: الطاقة الشمسية تعتبر الشمس أقوى مصادر الطاقة المتجددة ويمكن استخدام أشعة الشمس أو الطاقة الشمسية للتدفئة والإضاءة وتبريد المنازل والمباني الأخرى بالإضافة الى توليد الكهرباء وتسخين المياه ومجموعة متنوعة من العمليات الصناعية، والوسائل المستخدمة في حصاد الطاقة الشمسية تتطور باستمرار وتزداد كفاءتها مع تطور التكنولوجيا ومن هذه الوسائل أنابيب تسخين المياه على سطوح المنازل والخلايا الشمسية والمرايا العاكسة. طاقة الرياح الرياح هي حركة الهواء الناتجة عن ارتفاع الهواء الدافئ لأعلى واستبداله بالهواء البارد، وقد استخدمت طاقة الرياح قديمًا للإبحار بالسفن وتحريك طواحين الهواء، واليوم يتم الحصول على طاقة الرياح بواسطة التوربينات وتستخدم لتوليد الكهرباء. الطاقة الكهرومائية المياه المتدفقة في مجرى النهر هي مصدر طاقة متجدد يتم إعادة شحنه باستمرار بواسطة الدورة العالمية للتبخر والهطول، فعندما تسقط المياه إلى الأرض وتصرّف في الأنهار والجداول يمكن استخدام المياه المتدفقة لتشغيل العجلات التي تدفع العمليات الميكانيكية في التوربينات والمولدات ويمكن استخدام طاقة المياه المتدفقة لتوليد الكهرباء. الطاقة الحيوية تعد الطاقة الحيوية مصدرًا مهمًا للطاقة ولا ويزال الخشب هو أكثر مصادر الطاقة الحيوية شيوعًا وتشمل المصادر الأخرى المحاصيل الغذائية والأعشاب والنباتات ومخلفات الزراعة والغابات والمكونات العضوية من النفايات البلدية والصناعية، وحتى غاز الميثان الذي يتم حصاده من مكبات النفايات ويمكن استخدام الطاقة الحيوية لإنتاج الكهرباء وكوقود للنقل. الهيدروجين الهيدروجين هو العنصر الأكثر شيوعًا على الأرض، ولكنه يوجد دائمًا في الطبيعة في تركيبة مع عناصر أخرى وبمجرد فصله عن العناصر الأخرى يمكن استخدام الهيدروجين لتشغيل المركبات واستبدال الغاز الطبيعي للتدفئة والطهي وتوليد الكهرباء، وفي عام 2015 أنتجت أول سيارة ركاب تعمل بالهيدروجين وهي متوفرة في اليابان والولايات المتحدة. مزايا مصادر الطاقة المتجددة نظرًا لأن استخراج الطاقة من مصادر متجددة لا يتطلب حرقها كالوقود الأحفوري فإنها لا تطلق الملوثات في الجو وتوفر بيئة أنظف وأكثر صحة، كما يمكن أن توجد مصادر الطاقة المتجددة في كل مكان في العالم ولا يمكن استنفادها، بالإضافة الى أن تكاليف المعدات المعدة للاستفادة من مصادر الطاقة المتجددة تتناقص تدريجيًا مع تقدم التكنولوجيا وبمجرد إنشائها تكون تكاليف الصيانة منخفضة عمومًا، ونظرًا لأن تواجد الفنيين المدربين أمر ضروري لصيانة المعدات بشكل دوري فإن محطات توليد الطاقة المتجددة لديها القدرة على خلق وظائف أكثر من مصانع الوقود الأحفوري التي تعتمد على الآلآت بشكل كبير، والأهم من ذلك أن انبعاثات غازات الدفيئة من مصادر الطاقة المتجددة قليلة أو معدومة على عكس الوقود الأحفوري . عيوب مصادر الطاقة المتجددة غالبًا ما تكون التكاليف الأولية لإنشاء محطات توليد الطاقة المتجددة مرتفعة جدًا وتتطلب تخطيطًا دقيقًا قبل البدء بعملية تنفيذها، وعلى سبيل المثال فإن إنشاء السدود لتوليد الطاقة الكهرومائية يتطلب رأس مال أولي ونفقات صيانة عالية، كما يتطلب توليد الطاقات المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح مساحات كبيرة من الأرض لإنتاج كميات من الطاقة تنافس كميات الطاقة الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري، كما تتأثر مصادر الطاقة المتجددة أيضًا بالطقس مما يقلل من الاعتماد عليها بشكل كلي، فعلى سبيل المثال لا تدور توربينات الرياح إلا في حالة وجود كمية كافية من الرياح وبسرعة معينة ولا تعمل الألواح الشمسية في الليل كما وتكون أقل كفاءةً في الأيام الغائمة. التوجه نحو مصادر الطاقة المتجددة تدرك الحكومات في جميع أنحاء العالم أن عمليات حرق الوقود الأحفوري تغير في مناخ الأرض وتزيد من متوسط درجات الحرارة العالمية كما وتسبب في ذوبان الجليد القطبي بشكل غير مسبوق وهذا يؤدي ايضًا الى ارتفاع مستويات سطح البحر، وبالنظر إلى تهديدات تغير المناخ فإن التوجه العالمي يهدف الى التوسع في استغلال مصادر الطاقة المتجددة على حساب طاقة الوقود الاحفوري، كما أن لدى العديد من الدول بما في ذلك الولايات المتحدة برامج للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ودعم تطوير وسائل استغلال الطاقة المتجددة، حيث إن المزيد من البحث والتطوير يساعد على خفض تكاليف استغلال هذا النوع من الطاقة وزيادة كفاءتها، وفي المستقبل من المحتمل ألا يكون هناك حل واحد لاحتياجات المجتمع من الطاقة ولكن سيتم توفير هذه الاحتياجات عبر مزيج من التقنيات المتكاملة، وأيضًا ستحتاج المجتمعات إلى تحديد موارد الطاقة في منطقتها وتطوير خطط الطاقة المستدامة بناءً على ذلك.
12 من مصادر الطاقة
الطاقة تعتبر الطاقة عنصراً ذا أهمية بالغة، تدخل في كافة القطاعات في حياة الأفراد حتى أصبحت جزءاً لا يتجزأ من نشاطات الحياة اليومية، وتعرف الطاقة بأنّها إمكانية القيام بأداء عمل ما والقيام به ولها القدرة على إحداث تغيير معين أو جذري في ناحية ما، ومن الأمثلة على استخدامات الطاقة استغلال مشتقات النفط في تشغيل المصانع وتحريك وسائل النقل وغيرها. جسم الإنسان يحتاج إلى الطاقة حتى يتمكن من القيام بأداء وظائفه وإنجازها على أكمل وجه، حيث يستمد هذه الطاقة من الغذاء الذي يتناوله فتعمل الخلايا على حرق الغذاء وتحويله إلى طاقة لإمداد الجسم بالقوة. من الجدير بالذكر أنّ جميع أنواع الطاقة من الممكن تحويلها إلى نوع آخر من الطاقة باستخدام أدوات وتقنيات منها البسيطة ومنها المعقدة، فمثلاً يمكن تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، أو تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية، وتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية. أنواع الطاقة طاقة حرارية يعّد هذا النوع من الطاقة من الأشكال الأساسية التي تتحوّل لها كل أنواع الطاقة الأخرى، فمثلاً عند استخدام الوقود لتشغيل الآلات فيتم حرق الوقود لتوليد الطاقة الحرارية، ثم تحويلها إلى طاقة ميكانيكية فتعمل الآلات، ويشار إلى أن الطاقة الحرارية لا يمكن العثور عليها في الطبيعة بشكل مباشر. كما يمكن إدراج طاقة الحرارة الأرضية ضمن الطاقة الحرارية التي يمكن استغلالها لتوليد الطاقة الكهربائية والتسخين، ولكن مثل هذه الطاقة الحرارية تستلزم حفر آبار يصل عمقها ما بين أربعمئة متر إلى ألفي متر حتى يتم الوصول إلى الماء الساخن في جوف الأرض، واستغلاله في التدفئة أو توليد الطاقة الكهربائية، ومن طرق نقلها التوصيل والإشعاع والحمل. طاقة كهربائية من الممكن العثور على الطاقة الكهربائية في البيئة المحيطة، إلا أن ذلك يعتبر في غاية الصعوبة ومكلفاً اقتصادياً، حيث تعتبر الصواعق والاحتكاك من أبرز طرق توليد الطاقة الكهربائية من الطبيعة، لكن من الممكن أن تولّد الكهرباء باستخدام أساليب وطرق أخرى ومنها الطرق الكيميائية، ومن أبرز الأمثلة عليها البطاريات، أو اتباع طريقة تحويل الطاقة الحركية إلى كهربائية عن طريق إيصال سلك في مجال مغناطيسي وتحريكه نفس مبدأ عمل المولدات الكهربائية أو عن طريق التسخين المزدوج الحراري، وتقسم الطاقة الكهربائية إلى نوعين: كهرباء متولدة ذات تيار مستمر، كما في البطاريات. كهرباء متولدة ذات تيار متناوب كما في المولدات الكهربائية. طاقة نووية تعتبر هذه الطاقة من أخطر أنواع الطاقة على الكائنات الحية والبيئة والإنسان، وتبدأ مراحل توليدها باتباع أسلوب السيطرة على تفاعلات الانشطار النووي، أو اندماج النواة الذرية، حيث يعمل هذا النوع من الطاقة على تسخين الماء لإطلاق بخار الماء المستخدم في توليد الكهرباء في محطات توليد الكهرباء النووية. بالرغم من نظرة علماء الطاقة إلى الطاقة النووية بأنّها مصدر متجدد إلا أنها ذات تكلفة عالية لبناء المفاعلات النووية، كما أنّ لها تأثيراً سلبياً على البيئة، وكما تواجه صعوبة في التخلص الآمن من المخلفات النووية ذات الإشعاع العالي، وتكمن خطورته باحتمالية حدوث انفجار في المفاعل النووي فيُحدث كارثة، وبالإضافة إلى المخاوف حول حدوث تسرب إشعاعي. طاقة كهرمائية تصنّف الطاقة الكهرمائية ضمن الطاقة المتجددة، حيث تعتمد في توليدها على قوة دفع المياه التي تعمل على تحريك توربينات المياه في السدود، والتي تعمل بدورها على تشغيل مولد الكهرباء، وتعتبر على العكس تماماً من الطاقة النووية حيث إنّها من مصادر الطاقة النظيفة والصديقة للبيئة، ويمكن استخدامها دون أية مخاوف أو آثار سلبية. طاقة الرياح تعتمد هذه الطاقة بشكل أساسي على سرعة وشدّة الرياح، حيث تستخدم في تحريك وتشغيل توربينات الرياح الخاصة لتوليد الطاقة الكهربائية، وأيضاً كما هو الحال في طواحين الهواء حيث يتم توليد الطاقة الميكانيكية، وتعتبر الرياح مصدراً للطاقة بديلاً عن الوقود الأحفوري نظراً لكونها من مصادر الطاقة المتجددة، والتي يمكن الحصول عليها بكل سهولة من الطبيعة، وتعتبر أيضاً بأنّها مصدر طاقة نظيف لا ينبعث عنه أية غازات أثناء عملية استغلاله. طاقة المد والجزر يطلق عليها أيضاً الطاقة القمريّة، وتعتمد هذه الطاقة على ظاهرتي المد والجز اللتين تحدثان نتيجة علاقة بين انجذاب الشمس والقمر ودوران الأرض حول محورها، وتعتبر هذه الطاقة بأنّها من أنواع الطاقة الحركيّة ويتم توليدها أثناء حدوث ظاهرتي المد والجزر. طاقة كيميائية يمكن أن تتثمل الطاقة الكيميائية بحرارة تنتج عن عملية تفاعل كيميائي، كما يمكن أن تكون الطاقة الكيميائية عبارة عن حرارة تولّدت نتيجة احتراق كربون الخشب مع الأكسجين، كما يمكن اعتبار الحرارة المتولدة في محرك الاحتراق الداخلي نتيجة التفاعل بين مادتي الكيروسين والأكسجين نوعاً من أنواع الطاقة الكيميائية. طاقة شمسية إن أكثر نوع من أنواع الطاقة تواجداً فوق سطح الأرض هي الطاقة الشمسية التي يتم استقطابها من أشعة الشمس، وتعمل على تشغيل وتسيير الماكينات وتساعد على تسخين الجو المحيط واليابسة، وتساعد على تكوين أنواع الطاقة الأخرى ومنها الوقود الأحفوري. مصادر الطاقة هناك نوعان من مصادر الطاقة هما: مصادر الطاقة المتجددة تُعرف مصادر الطاقة المتجددة بأنّها هي المصادر التي توفر الطاقة بشكل دائم وغير قابل للنفاذ، ويكون مصدرها طبيعياً سواء كانت محدودة أو غير محدودة فإنها تتجدد فور نفادها ونضوبها، وتمتاز بأنّها نظيفة وصديقة للبيئة، ولا تنتج أي تلوث بيئي، ومن الأمثلة على أنواع الطاقة المتجددة: ظاهرة المد والجزر. جريان الماء. شدة الرياح. أشعة الشمس. وقود حيوي مستدام. حرارة باطن الأرض. مصادر الطاقة غير المتجددة تتصف مصادر الطاقة غير المتجددة بعدم قدرتها على التوّفر بشكل دائم، ويكون لها فترة زمنية معينة وتنتهي عندها نتيجة كثرة الاستخدام، ومن الممكن أن تكون متواجدة في الطبيعة لكن بكميات ضئيلة وتحتاج إلى فترات زمنية طويلة إعادة إيجادها وتكوينها ومن الأمثلة عليها الوقود الأحفوري والفحم. تعتبر مصادر الطاقة غير المتجددة مهمة جداً؛ نظراً لاحتوائها على كميات كبيرة من الطاقة الكيميائية والتي تتحوّل بكل سهولة خلال عملية الاحتراق إلى طاقة حرارية، ومصادرها هي: الوقود الأحفوري، يحتاج هذا النوع من الوقود إلى سنين طويلة ليتجدد ويتكون مرة أخرى، فبعض أنواد الوقود الأحفوري تتطلب مئتي مليون سنة حتى تتكون، أي أنها منذ العصور الجيولوجية القديمة، ومن المرجح أن تكون قد تكونت إثر تحلل بقايا الكائنات الحية والحيوانات التي تم دفنها تحت طبقات القشرة الأرضية، وبفعل عاملي الضغط والحرارة تحوّلت إلى أحافير. يقسم الوقود الأحفوري إلى ثلاثة أنواع رئيسية وهي: الفحم: هو عبارة عن خليط من المواد الكربونية، وهو نوعين الفحم النباتي والفحم الحجري. النفط الخام: يعّد النفط من أكثر مصادر الطاقة غير المتجددة انتشاراً ومن أهمها، وهو سائل أسود مكوّن من خليط من المركبات العضوية، ومن أهم مكوناتها عنصرا الكربون والهيدروجين ويطلق عليه اسم الهيدروكربونات وهو سريع الاشتعال وكثيف. الغاز الطبيعي: يعّد الغاز الطبيعي من أكثر المصادر الأحفورية نظافةً، ويضّم عدداً من الوحدات ذات الحرارة العالية، ومن الممكن العثور عليه في أعماق الأرض وجوفها إما منفرداً أو مختلطاً مع مادة النفط، ومكوناته الأساسية هي غاز الميثان، والإيثان، والبروبان، والبيوتان، وتعّد هذه الأنواع في غاية الأهمية لإعداد الوقود النظيف، وكل ما يتم إحداثه عليه من تغييرات هي إزالة الشوائب العالقة به كالهيدروجين وأكسيد الكربون.
مصادر الطاقة غير المتجددة
الفحم الحجري يُعدُّ الفحم الحجري (بالإنجليزية: Coal) أحد مصادر الطاقة غير المُتجددة، وأحد أهم مصادر الوقود الأحفوري نظراً لقابليته للاحتراق، وهو عبارة عن صخر رُسوبي بلون أسود أو بنيٍّ داكنٍ، ويتكوَّن بشكلٍ رئيسيٍّ من عنصر الكربون والمواد الهيدروكربونية، ويعود أصل الفحم الحجري إلى نباتات ماتت ودُفنت في باطن الأرض، ومع مرور زمن طويل يُقدَّر بملايين السنين، وبسبب تعرضها لعوامل كالضغط والحرارة، تحوَّلت إلى ما يُعرف بالفحم الحجري، ويُستخدَم بشكلٍ رئيسيٍ لإنتاج الطاقة نظراً لتكلفته المُنخفضة، إلا أنه يعدُّ أحد أسباب ظاهرة الاحتباس الحراري؛ بسبب الغازات الدفيئة التي يُنتجها أثناء حرقه. النفط الخام يُعد النفط الخام مادة سائلة تتكوَّن بشكلٍ أساسيٍّ من الهيدروكربونات، وهو عبارة عن بقايا نباتات وحيوانات ماتت ودُفنت في باطن الأرض منذ ملايين السنين، ويتمُّ العثور على النفط الخام (بالإنجليزية: Crude oil) في خزَّانات وأحواض مدفونة تحت الأرض، داخل الصخور الرسوبية وقريبة من سطح الأرض، ويُطلَق على النفط الخام أيضاً اسم البترول (بالإنجليزية: Petroleum)، ويَكمُن استخدامه الرئيسي في المُنتجات البترولية كالبنزين، ويُستخدَم بشكلٍ واسعٍ في صناعة البلاستيك والمطاط الصناعي، كما يدخل في صناعة بعض الأدوية. الغاز الطبيعي يُصنَّف الغاز الطبيعي (بالإنجليزية: Natural gas) بأنه أحد مصادر الطاقة غير المتجددة، ويتكوَّن بشكلٍ أساسيٍّ من الميثان، وتتمُّ معالجته لاستخدامه كوقود، ويُمكن إيجاده عادةً بالقرب من مصادر الوقود الأحفوري الأُخرى، في حين يتميَّز عنها بإطلاقه لكمية أقل من الغازات الدفيئة عند حرقه، ويُستخدَم في النشاطات الحيوية؛ كتدفئة المنازل، والطهي، وتسخين المياه، إضافةً إلى استخدامه في محطات توليد الكهرباء. الطاقة النووية يقوم مبدأ الطاقة النووية (بالإنجليزية: Nuclear Energy) على استخدام العنصر المشع (يورانيوم-235)؛ حيث يبدأ عند تحلّله بإطلاق كميات كبيرة من الحرارة التي يتمُّ استخدامها لتكوين البخار، ويُستخدَم هذا البخار في مولدات تعمل على توليد الكهرباء، وعلى الرغم من أنَّ الطاقة النووية تعدُّ مصدراً خالياً من الغازاتِ الدفيئة، إلا أنه من المهم تخزين اليورانيوم بشكلٍ آمنٍ نظراً لكونه مادة مُشعة وضارة بالبيئة.
مصادر الطاقة التقليدية
يعد توفر الطاقة ذو أهمية قصوى بالنسبة للركائز الأساسية للتنمية المستدامة، وذلك لتلبية الاحتياجات البشرية على كافة الأصعدة الاجتماعيـة والاقتصادية والبيئية. من المعروف أنّ معظم الطاقة الموجودة على الأرض مصدرها أشعة الشمس، لكن مصادر الطاقة التقليدية في الوطن العربي وفي العالم أجمع لا تقتصر على ذلك، حيث انتشر استخدام طاقة الرياح في العديد من البلدان مؤخراً، كما وينقسم إنتاج الطاقة على مستوى العالم إلى عدة أنواع، وهي استهلاك النفط، واستغلال الفحم الحجري، واستغلال الغاز الطبيعي، واستغلال الطاقة النووية، والاستفادة من مصادر الطاقة المتجددة. في هذا المقال، سنركّز على اهم مصادر الطاقة التقليدية المنتجة في العالم مع شرح بسيط عن كلٍ منها، بالإضافة إلى نبذة عن مصادر الطاقة التقليدية والنظيفة في الإمارات والمشاريع المتعلقة بها.
اهم مصادر الطاقة التقليدية المنتجة في العالم
الطاقة الشمسية
نظراً لكونها من أسهل مصادر الطاقة التقليدية المتوفرة للجميع حول العالم، تعتبر الطاقة الشمسية واحدةً من المصادر الرئيسية والأكثر أهمية للبشر، حيث يُستفاد منها في العديد من المجالات، مثل تسخين المياه والتدفئة والطهي وغيرها، كما ويمكن تحويلها بشكلٍ مباشر إلى طاقة كهربائية عن طريق الخلايا الشمسية التي يتم تشييدها في كافة دول العالم.
الوقود الأحفوري
يحتل الوقود الأحفوري المرتبة الأولى عالمياً في وقتنا الحالي على قائمة اهم مصادر الطاقة التقليدية في العالم، إذ يتم استعماله بنسبة 90% من الطاقة المستخدمة. الوقود الأحفوري هو عبارة عن طاقة كيميائية يُستفاد منها عند حرقها، وهي تُستخلص من الفحم والنفط والغاز الطبيعي، مما يعني أنها من مصادر الطاقة التقليدية الرئيسية في الإمارات.
الطاقة الحرارية الجوفية
إلى جانب الطاقة الشمسية، يتم استخدام الطاقة الحرارية الجوفية لأغراض التدفئة والتسخين في العديد من دول العالم، مثل ايسلندا التي تنتشر فيها الينابيع، ويتم ذلك عن طريق استغلال ارتفاع درجة الحرارة في جوف الأرض والطاقة الجوفية القريبة من سطح الأرض.
غاز الهيدروجين
لا يقتصر غاز الهيدروجين على كونه مصدراً مهماً للطاقة فحسب، بل ويتميز بكونه مصدراً نظيفاً وصديقاً للبيئة، ويتم استغلاله من خلال خلايا الوقود التي يتم توليد الكهرباء داخلها عبر تمرير الهيدروجين والأكسجين اللذان يتفاعلان لإنتاج طاقة كهربائية دون ترك أي مخلفات سوى الماء. من المتوقع أن يلعب الهيدروجين دوراً رئيسياً في طاقة المستقبل، وقد بدأت بعض المشاريع المهمة بالظهور، مثل السيارات التي تعمل على غاز الهيدروجين ولا تسهم في تلويث البيئة بتاتاً.
الطاقة النووية
تحتاج بعض الآليات والمعدات الضخمة لطاقة هائلة لتعمل، وهنا يأتي دول الطاقة النووية أو ما يسمى بالانشطار النووي، فهي تُستخدم في تسيير السفن والغواصات وما إلى ذلك، بالإضافة إلى إنتاج الطاقة الكهربائية للمصانع الضخمة، وأبرز سلبياتها هي تأثيرها المضر بالبيئة من خلال النفايات الإشعاعية، كما أنّ ضوابط السلامة الخاصة بها معقدة بعض الشيء.
المصادر الميكانيكية
المقصود بالمصادر الميكانيكية هو الطاقة الناجمة عن مساقط المياه والسدود وحركة المد والجزر، بالإضافة إلى الرياح التي تعتبر من أسهل وأهم مصادر الطاقة التي يمكن استغلالها، وتقوم دول العالم بإنشاء محطات توليد في أماكن استراتيجية قريبة من هذه المصادر وتحويلها إلى طاقة من خلال قوة الدفع الميكانيكية.
مصادر الطاقة الكهربائية
الفحم تعتمد محطات توليد الطاقة بشكل كبير على البخار الناتج عن الفحم (بالإنجليزية: Steam coal) لتوليد الكهرباء، ويعرف باسم الفحم الحراري، ويزوّد محطات توليد الطاقة بما نسبته 41% من الكهرباء، ويتمّ تحويله إلى طاقة كهربائية عن طريق الخطوات الآتية: تحويل الفحم إلى مسحوق ناعم عن طريق طحنه، حتى يتم حرقه بسرعة أكبر. حرق مسحوق الفحم على درجات حرارة عالية وفق أنظمة احتراق معينة. تمرير الماء عبر أنابيب ضيقة، حيث تعمل الطاقة الحرارية الناتجة عن احتراق الفحم على تحويل الماء إلى بخار. تشغيل المولّدات عن طريق البخار الناتج، لإنتاج الكهرباء. الطاقة النووية تعدُّ الطاقة النووية (بالإنجليزية: Nuclear power) إحدى مصادر الطاقة الكهربائية، ولكنها تُنتج ما نسبته 4.7% فقط من الطاقة، ويعود ذلك إلى مخاطرها التي لا يُمكن التغاضي عنها، حيث إن حدوث أي خلل في النظام يؤدي إلى حدوث انصهار نووي، إضافة إلى النشاط الإشعاعي الهائل الناتج عن حرق الوقود، الذي يعدُّ التخلُّص منه أمراً صعباً إلى جانب خطره على البيئة، وعلى الرغم من ذلك، تلجأ بعض الدول إلى هذه الطريقة نظراً لكلفتها المعتدلة وفاعليتها، ويتمُّ توليد الكهرباء عن طريق حدوث انشطار نووي لذرات اليورانيوم، إذ ينتج عن هذا الانشطار طاقة حرارية تعمل على إنتاج البخار الذي يعمل على تشغيل مولدات تُنتج الطاقة الكهربائية. طاقة المياه يُمكن استخدام المياه المُتدفقة لتوليد الطاقة الكهربائية، عن طريق مولدات كهربائية تعمل على تحويل الطاقة الحركية الموجودة في المياه المتحركة إلى طاقة كهربائية، ويحدث ذلك عن طريق استخدام السدود، حيث تتدفق المياه من أعلى السد إلى أسفله، فيعمل ضغط المياه المُتدفقة على تدوير المُولدات وإنتاج الكهرباء. الطاقة الشمسية يتمُّ تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية عن طريق الألواح الكهروضوئية، حيث تمتص هذه الألواح أشعة الشمس مُسببةً ما يسمى بالتأثير الضوئي (بالإنجليزية: photoelectric effect)، الذي ينتج عنه توليد تيار كهربائي يُمكن توزيعه في المنازل. مصادر أخرى للطاقة الكهربائية من الأمثلة الأخرى على مصادر الطاقة الكهربائية، ما يأتي: الطاقة الحيوية. طاقة الرياح. الغاز الطبيعي. الطاقة الحرارية الجوفية.
مصادر الطاقة للاطفال
لمشاهدة الفيديو اضغط هنا
