للطاقة مصادر واشكال متعددة، وقد صنفت بحسب تجددها واستمراريتها، فهناك الطاقة المستنفدة او التقليدية وما اتفق على تسميتها بالوقود الاحفوري، التي من اهم اشكالها ، النفط والفحم والغاز الطبيعي والمواد الكيمياوية
وان هذا النوع من الطاقة مهدد بالنضوب او غير دائم، ولايمكن صناعته ثانية ويتعذر تعويضه مجددا.
وهناك مايعرف بالطاقة البديلة او المتجددة ، اذ تشمل اشكالا متعددة، منها طاقة الريح، طاقة الشمس، طاقة المياه والامواج ، بالاضافة الى الطاقة الجوفية في باطن الارض ومصادر اخرى، وتتميز هذه الاشكال من الوقود بتجددها المستمر واتصافها بالديمومة، وبوصفها طاقة نظيفة وصديقة للبيئة، وفضلا عن مزايا اخرى، اجتمعت فيها لتجعلها بديلا عن الطاقة التقليدية، وان يتجه العالم نحو استثمارها، اذ تشير الدراسات والتقارير الى ان العقود المقبلة، ستشهد تزايد الطلب على الطاقة المستدامة التي ستسهم في نصف مايحتاجه العالم من الطاقة النظيفة بحلول العام (2050)، ونظرا لاهمية هذا البديل الجديد عن الطاقة التقليدية، فهناك توجه عام نحو تطوير واستغلال مصادر الطاقة المتجددة واستثمارها كاحد ابرز الحلول الممكنة لتحديات الطاقة في المستقبل.
مصادر الطاقة المتجددة و اهدافها :
تعد طاقة المياه من اهم اشكال الطاقة البديلة، حيث تنشأ من خلال حركة المياه او تدفقها في السقوط كالشلالات او تلاطم الامواج في البحار وحركة المد والجزر، ونتيجة ذلك يمكن تحويل الطاقة المتولدة الى طاقة كهربائية ، كما تعتبر الطاقة الشمسية من اكبر مصادر الطاقة المستدامة ، مصدرها اشعة الشمس التي يمكن استغلالها وتحويلها الى طاقة كهربائية نافعة من خلال الخلايا الشمسية.
اما طاقة الرياح فهي مصدر اخر مهم من مصادر الطاقة البديلة ،اذ تتولد بفعل محركات او توربينات التوليد ذات الاذرع الدوارة التي تتحرك نتيجة الريح فتنشأ طاقة تشغل التوربينات التي بدورها تنتج طاقة كهربائية، وكلما كانت هذه التوربينات بعدد اكثر ومساحة اوسع، كانت كمية الطاقة الكهربائية اكبر. وثمة مصدر للطاقة يمكن الاستفادة منه، الاوهي طاقة الحرارة الارضية او الجوفية ، حيث يمكن تحويل حرارة جوف الارض الى شكل حراري وكذلك استغلال حرارة المياه المنطلقة من جوف الارض في توليد الكهرباء، وكذلك تعتبر الطاقة المستمدة من المواد العضوية كحرق النباتات والمخلفات الزراعية والنفايات شكلا من اشكال مصادر الطاقة .
مزايا مختلفة
ان ايجاد واستثمار مصادر واشكال من الطاقة المتجددة، هو نتيجة دواع تكمن في طبيعة هذه الطاقة النظيفة ومزاياها التي اجمع عليها المتخصصون، حيث تقف في مقدمتها ، كونها الحل الامثل للحفاظ على البيئة في مواجهة قضية التغيير السلبي للمناخ العالمي على الارض ، فهي لاتلوث الهواء او اليابسة او البحر ، فضلا عن كون هذا النوع من الطاقة يتميز بالديمومة والاستمرار التي لانجدها في طبيعة الطاقة الاحفورية والناضبة بمرور الزمن ، كما ان الاعتماد على الطاقة المتجددة المحلية يحمي الاقتصاد الوطني من تقلبات السوق العالمية الناتجة عن اسعار الوقود التقليدية ، ومنشآت الطاقة البديلة عادة ماتكون بمنأى عن الاخطار الخارجية وعن اي استهداف حربي ولاتشكل اهدافا حربية ، الى جانب توفير فرص عمل جديدة ،ولعل غالبية اقامة هكذا مشاريع تكون بتكاليف اقل ، قياسا لمشاريع اخرى ، وتعد عاملا رئيسا لانقاذ الافراد من الفقر ، على مستوى البلاد الواحد ، وكذلك تعتبر وسيلة لنشر المزيد من العدالة في العالم بين البلدان الغنية والبلدان الفقيرة .
بين نظرتين
هناك من يرى في التوجه العالمي لمصادر الطاقة المتجددة والتوسع في استخدامات هذه المصادر هو اليقين بجدوى ومستقبل هذه الطاقة وامكاناتها الاقتصادية في سد النقص الحاصل للاحتياجات المستقبلية في العالم ،ففي حدود ما يقرب من (65) دولة تخطط للاستثمار في الطاقات المتجددة ، وتعمل على وضع السياسات اللازمة لتطوير وتشجيع الاستثمار في هذا الميدان ، وتتوقع مؤسسات عالمية متخصصة في مجال الطاقة ان يبلغ اجمالي الانفاق العالمي على مشاريع الطاقة ( 45) تريليون دولار خلال العقود الاربعة المقبلة ، وترى في قطاع موارد الطاقة البديلة ، انه سيحقق نسبة نمو سنوي بحدود 25بالمائة ليشكل في العام 2030نحو 70 بالمائة من السوق العالمية للطاقة ،وعلى سبيل المثال تشير الحقائق الميدانية الى الاقبال على استثمار هذه الطاقة ، فان اسبانيا والبرتغال وحدهما تمكنتا من انتاج 62ميغاواط من الطاقة الكهربائية باستخدام طاقة الرياح ، كما وفرت الخلايا الكهروضؤية أكثر من 170 ميغاواط ، واعلنت بريطانيا عن رفع مستوى استهلاك الطاقة المتجددة الى عشرة اضعاف من خلال خطة الثورة الخضراء ، ومن الجدير بالذكر ان اميركا تنتج(16) ألف ميكاواط ولديها خطط لانتاج (300) ألف ميكاواط بحلول العام 2030 ودول الاتحاد الاوروبي تخطط لانتاج20 بالمائة للطاقة من طاقة الريح.
ويعتقد المحللون والخبراء ان عصر النفط والغاز في طريقهما الى الزوال ، كما يؤكد العلماء ان الطاقة الشمسية يمكن ان تكون المصدر الاول للكهرباء بحلول نهاية القرن الحالي .
وفي الجانب المقابل ثمة رؤية تشير الى الطاقة التقليدية ستبقى محتفظة بمكانتها المتقدمة ، كونها تستطيع توفير الزيادة المتوقعة في استخدام الطاقة في العالم وان نمو معدلات الطلب عليها سيزداد الازمنة المقبلة واحتفاظ النفط بموقعه منفردا كاكبر مصدر للوقود ،وتشير بعض التوقعات ان معظم اشكال الطاقة التقليدية ستواصل الهيمنة على امدادات الطاقة في العالم خلال العقود القادمة.
مخاطر صناعة البترول:
كانت صناعة البترول في جميع مراحلها صناعة خطرة ،ومن هنا كان من المفروض ان تكون لها منذ البداية قواعدها واجراءاتها الصارمة في مجال حماية البيئة من التلوث أو التسرب وتنفيذ إجراءات السلامة في التشغيل لحماية العاملين ووسائل الانتاج والحفاظ على البيئة المحيطة. تعمقت مخاطر صناعة البترول في ظل عمليات التنمية والطلب المتزايد على استخدام البترول لتوفير احتياجات الطاقة الاولية كمنتجات بترولية وغاز طبيعي بحيث وصل الامر الى ان البترول كان يوفر اكثر من90% من أحتياجات بعض الدول ولاسيما المكتظة بالسكان كما هو الحال في مصر ، بالأضافة الى اهمية ودور البترول كمصدر ودعامة أساسية للدخل القومي في الكثير من البلدان المنتجة له، مما ازداد الوعي العام على ضرورة حماية البيئة والانسان وخاصة العاملين في مجال الصناعة البترول من مخاطره.
يتعرض العاملون في النفط لأربعة انواع من المخاطر،( المخاطرالطبيعية، المخاطر الكيميائية، المخاطر الآلية، المخاطر السيكولوجية – النفسية).
لمهنية والعامة بها عن طريق جهود مشرفي الامن الصناعي واطباء السلامة المهنية واجراء الكشف الطبي الابتدائي والدوري والتفتيش عن اماكن العمل وقياس نسب الغازات والابخرة والاتربة بها حتى يمكن الاحتفاظ بها في الحدود الآمنة الى جانب العناية بالسجلات الطبية والتقاتكمن المخاطر الطبيعية بتعرض العاملين في مجال النفط الى التعرض للشمس اي للحرارة أثناء عمليات الحفر في العراء سواءفي الصحراء او في البحار. التعرض للضوضاء، الاهتزازات الناجمة من الحفر ، التعرض للأشعاع الىجانب التعرض الى الضوء المبهر وللكهرباء في عمليات اللحام . مسببة امراض عديدة مثل ( ضربة الشمس، الانيميا ،سرطان الدم، سرطان الجلد، عتامة عدسة العين).
المخاطر الكيميائية عن طريق الغازات والادخنة والابخرة والاتربة التي تتصاعد في جو العمل. تسبب الغازات اضرارا بالغة تصل الى حد الاختناق والالتهابات ، قد تتسبب في حرائق أوانفجارات لأن مستخرجات البترول مواد ملتهبة ومتفجرة.
المخاطر الآلية تتعلق بالعمليات المتممة في الورش الملحقة بالمنشئات البترولية بهدف صيانة آلآتها.
المخاطر النفسية تكمن في عدم تكيف العامل مع جو العمل المعزول عن الاهل والاصدقاء في اماكن نائبة بالصحراء او البحار مما يسبب للعامل الشعور بالغربة والوحدة والضياع.
ومثل أنواع الوقود الحفري الأخرى، يتسبب حرق النفط في انبعاث ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وهو ما يساهم في ظاهرة الإنحباس الحراري. وبوحدات الطاقة فإن النفط ينتج كميات co 2 أقل من الفحم، ولكن أكثر من الغاز الطبيعي. ونظرا للدور الرئيسي للنفط والبنزين في النقل الشخصي والعام، فإن تخفيض إنبعاثات co 2 تعتبر من المسائل الشائكة في استخدامه. وتجرى مصانع السيارات بحوثا لتحسين كفاءة محركات السيارات، كما هناك أفكار لاحتجاز ذلك الغاز الناتج من المحطات الكهربائية وضخها تحت الأرض.
البدائل هي مصادر الطاقة المتجددة وهي موجودة بالفعل، وإن كانت نسبة هذا الاستبدال لا تزال صغيرة. الشمس، وطاقة الرياح والمصادر المتجددة الأخرى تأثيراتها على البيئة أقل من النفط. ويمكن لهذه المصادر استبدال النفط في الاستخدامات التي لا تتطلب كميات طاقة ضخمة، مثل تدفئة المساكن وأجهزة تكييف الهواء في البيوت واستخدام خلية الوقود التي تعمل بالهيدروجين لتحريك السيارات. ويجب تصميم المعدات الأخرى لتعمل باستخدام الكهرباء (المخزونة في البطاريات أو الهيدروجين عن طريق خلايا الوقود). كما أن هناك خيارات أخرى تتضمن استخدام الوقود السائل الذي له أصل حيوي (إيثانول، الديزل الحيوي).
مظاهر التلوث التي يحدثها البترول وعواقبه
يعتبر النفط من أهمّ الملوثات البيئية سواءً في البرّ أو البحر ، ويصحب عملية استخراج النفط مخاطر تلوّث في أغلب الأحيان ، وخاصّةً عندما يستخرج من قاع البحر ، حيث تتأثّر الكائنات الحيّة التي تعيش في تلك المناطق بشكلٍ كبير، هذا بالإضافة إلى الحوادث التي تتعرّض لها ناقلات النفط العملاقة والتي ينجم عنها تعرّض مناطق واسعة للتلوث النفطي . ولا ننسى أيضاً التلوّث النفطي الناتج عن الحروب ، وليست ببعيدٍ عنّا التلوّث الهائل الذي شمل الخليج العربي والمناطق القريبة منه ابان حرب تحرير الكويت في عام 1991 م .
للنفط تأثير ملحوظ على الناحية البيئية والإجتماعية، وذلك من الحوادث والنشاطات الروتينية التي تصاحب إنتاجه وتشغيله، مثل الإنفجارات الزلزالية أثناء إنتاجه والحفر، تولد النفايات الملوثة. كما أن استخراج البترول عملية مكلفة وأحيانا ضارة بالبيئة، بالرغم من أن (جون هنت من وودز هول) أشار في عام 1981 إلى أن أكثر من 70% من الإحتياطي العالمي لا يستلزم الإضرار بالبيئة لاستخراجه، وعديد من حقول النفط تم العثور عليها نتيجة للتسريب الطبيعي. في نفس الوقت يزعج استخراج النفط بالقرب من الشواطيء الكائنات البحرية الحية ويؤثر على بيئتها. كما أن استخراج النفط قد يتضمن الكسح، الذي يحرك قاع البحر، مما يقتل النباتات البحرية التي تحتاجها الكائنات البحرية للحياة. كذلك نفايات الزيت الخام والوقود المقطر التي تنتشر من حوادث ناقلات ا لبترول تؤثر بطريقة كارثية على بيئة الكائنات الحية المهددة بالموت والفناء في ألاسكا، وجزر جالاباجوس وأسبانيا، وعديد من الأماكن الأخرى
شكرا جزيلا لك وجزاك الله خيرا
شكرا جزيلا لك
شكرا لك استادي . اتمنى لك الصحة و العافية انشاء الله.
شكرا جزيلا لك
كل البحوت والدراسات تجدونها في
هدا الموقع قوقل
berberjawahir
الطاقة المتجددة: مفهومها وأشكالها
عندما عرف الإنسان النار، عرف أول طريقة لاستغلال الطاقة واستخدامها في مختلف أغراضه الحياتية مثل طهي الطعام وتدفئة الكهف وإنارة الظلام، وهكذا كان الحجر هو أول مصدر خارجي للطاقة؛ ثم تلاه الخشب وغيره من أدوات إشعال النار، والحصول على الطاقة الحرارية.
والطاقة هي الوجه الآخر لموجودات الكون غير الحية، فالجمادات بطبيعتها قاصرة عن تغيير حالتها دون مؤثر خارجي، وهذا المؤثر الخارجي هو الطاقة، فالطاقة هي مؤثرات تتبادلها الأجسام المادية لتغيير حالتها، فمثلا لتحريك جسم ساكن ندفعه فنعطيه بذلك طاقة حركية، ولتسخين جسم نعطيه طاقة حرارية، ولجعل الجسم مرئياً نسلط عليه ضوءاً فنعطيه طاقة ضوئية، وهكذا.
ويمكن تعريف الطاقة بأنها القدرة على القيام بنشاط ما، وهناك صور عديدة للطاقة يتمثل أهمها في الحرارة والضوء والصوت، وهناك أيضاً الطاقة الميكانيكية التي تولدها الآلات، والطاقة الكيميائية التي تنتج من حدوث تفاعلات كيميائية، وهناك الطاقة الكهربائية، والطاقة الكهرومائية، والحركية، والإشعاعية، والديناميكية، والذرية. كما يمكن تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى، من طاقة كيميائية إلى طاقة ضوئية مثلاً، والكهربائية إلى حركية.
وكمية الطاقة الموجودة في العالم ثابتة على الدوام، فالطاقة لا تفنى ولا تستحدث، ولكنها تتحول من صورة إلى أخرى، ولهذا نجد أن الطاقة هي قدرة المادة للقيام بالشغل (الحركة)، فالطاقة التي يصاحبها حركة يطلق عليها طاقة حركية، والطاقة التي لها صلة بالوضع يطلق عليها طاقة كامنة.
وهناك تصنيف للطاقة ومصادرها يقوم على مدى إمكانية تجدد تلك الطاقة واستمراريتها، وهذا التصنيف يشمل:
1- الطاقة التقليدية أو المستنفذة:
وتشمل الفحم والبترول والمعادن والغاز الطبيعي والمواد الكيميائية، وهي مستنفذة لأنها لا يمكن صنعها ثانية أو تعويضها مجدداً في زمن قصير.
2- الطاقة المتجددة أو النظيفة أو البديلة:
وتشمل طاقة الرياح والهواء والطاقة الشمسية وطاقة المياه أو الأمواج والطاقة الجوفية في باطن الأرض وطاقة الكتلة الحيوية، وهي طاقات لا تنضب.
وفي السطور القليلة التالية سنتعرف على أهم أشكال الطاقة المتجددة وكيفية الاستفادة منها:
أ- طاقة المياه:
توليد الطاقة من المياه
تأتي الطاقة المائية من طاقة تدفق المياه أو سقوطها في حالة الشلالات (مساقط المياه)، أو من تلاطم الأمواج في البحار، حيث تنشأ الأمواج نتيجة لحركة الرياح وفعلها على مياه البحار والمحيطات والبحيرات، ومن حركة الأمواج هذه تنشأ طاقة يمكن استغلالها، وتحويلها إلى طاقة كهربائية، حيث تنتج الأمواج في الأحوال العادية طاقة تقدر ما بين 10 إلى 100 كيلو وات لكل متر من الشاطئ في المناطق متوسطة البعد عن خط الاستواء.
كذلك يمكن الاستفادة من الطاقة المتولدة من حركات المد والجزر في المياه، وأخيراً يمكن أيضاً الاستفادة من الفارق في درجات الحرارة بين الطبقتين العليا والسفلى من المياه التي يمكن أن يصل إلى فرق 10 درجات مئوية.
ب- طاقة الكتلة الحيوية (Biomass fuels):
وهي الطاقة التي تستمد من المواد العضوية كإحراق النباتات وعظام ومخلفات الحيوانات والنفايات والمخلفات الزراعية. والنباتات المستخدمة في إنتاج طاقة الكتلة الحيوية يمكن أن تكون أشجاراً سريعة النمو، أو حبوباً، أو زيوتاً نباتية، أو مخلفات زراعية، وهناك أساليب مختلفة لمعالجة أنواع الوقود الحيوي، منها:
* الحرق المباشر :
ويستعمل للطهي والتدفئة وإنتاج البخار غير أن هذه العملية لها مردود حراري ضئيل .
* الحرق غير المباشر:
لإنتاج الفحم (بدون أوكسجين ).
* طرق التخمير:
لإنتاج غاز الميثان الذي يستخدم في الأعمال المنزلية كالتدفئة والطهي والإنارة.
* الحل الحراري.
* التقطير.
ويعطي كل أسلوب من الأساليب السابقة منتوجاته الخاصة به مثل غاز الميثان والكحول والبخار والأسمدة الكيماوية، ويعد غاز الإيثانول واحداً من أفضل أنواع الوقود المستخلصة من الكتلة الحيوية وهو يستخرج بشكل رئيسي من محاصيل الذرة وقصب السكر.
ج- الطاقة الجوفية:
وهي طاقة الحرارة الأرضية، حيث يُستفاد من ارتفاع درجة الحرارة في جوف الأرض باستخراج هذه الطاقة وتحويلها إلى أشكال أخرى، وفي بعض مناطق الصدوع والتشققات الأرضية تتسرب المياه الجوفية عبر الصدوع والشقوق إلى أعماق كبيرة بحيث تلامس مناطق شديدة السخونة فتسخن وتصعد إلى أعلى فوارة ساخنة، وبعض هذه الينابيع يثور ويهمد عدة مرات في الساعة وبعضها يتدفق باستمرار وبشكل انسيابي حاملاً معه المعادن المذابة من طبقات الصخور العميقة، ويظهر بذلك ما يطلق عليه الينابيع الحارة، ويقصد الناس هذا النوع من الينابيع للاستشفاء، بالإضافة إلى أن هناك مشاريع تقوم على استغلال حرارة المياه المنطلقة من الأرض في توليد الكهرباء.
د- طاقة الرياح:
توربينات توليد الطاقة من الرياح
وهي الطاقة المتولدة من تحريك ألواح كبيرة مثبتة بأماكن مرتفعة بفعل الهواء، ويتم إنتاج الطاقة الكهربائية من الرياح بواسطة محركات (أو توربينات) ذات ثلاثة أذرع دوًّارة تحمل على عمود تعمل على تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربية، فعندما تمر الرياح على الأذرع تخلق دفعة هواء ديناميكية تتسبب في دورانها، وهذا الدوران يشغل التوربينات فتنتج طاقة كهربية.
وتعتمد كمية الطاقة المنتجة من توربين الرياح على سرعة الرياح وقطر الذراع؛ لذلك توضع التوربينات التي تستخدم لتشغيل المصانع أو للإنارة فوق أبراج؛ لأن سرعة الرياح تزداد مع الارتفاع عن سطح الأرض، ويتم وضع تلك التوربينات بأعداد كبيرة على مساحات واسعة من الأرض لإنتاج أكبر كمية من الكهرباء.
والجدير بالذكر أن طاقة الرياح تستخدم كذلك في تسيير المراكب والسفن الشراعية.
هـ – الطاقة الشمسية:
خلايا تجميع الطاقة الشمسية
تعد الشمس من أكبر مصادر الضوء والحرارة الموجودة على وجه الأرض، وتتوزع هذه الطاقة- المتولدة من تفاعلات الاندماج النووي داخل الشمس- على أجزاء الأرض حسب قربها من خط الاستواء، وهذا الخط هو المنطقة التي تحظى بأكبر نصيب من تلك الطاقة، والطاقة الحرارية المتولدة عن أشعة الشمس يُستفاد منها عبر يتم تحويلها إلى (طاقة كهربائية) بواسطة (الخلايا الشمسية).
وهناك طريقتان لتجميع الطاقة الشمسية، الأولى: بأن يتم تركيز أشعة الشمس على مجمع بواسطة مرايا محدبة الشكل، ويتكون المجمع عادة من عدد من الأنابيب بها ماء أو هواء، تسخن حرارة الشمس الهواء أو تحول الماء إلى بخار. أما الطريقة الثانية، ففيها يمتص المجمع ذو اللوح المستوى حرارة الشمس، وتستخدم الحرارة لتنتج هواء ساخن أو بخار .
وأخيراً فهناك اتجاه في شتى دول العالم المتقدمة والنامية يهدف لتطوير سياسات الاستفادة من صور الطاقة المتجددة واستثمارها، وذلك كسبيل للحفاظ على البيئة من ناحية، ومن ناحية أخرى إيجاد مصادر وأشكال أخرى من الطاقة تكون لها إمكانية الاستمرار والتجدد، والتوفر بتكاليف أقل، في مواجهة النمو الاقتصادي السريع والمتزايد، وهو الأمر الذي من شأنه أن يحسّن نوعية حياة الفقراء بينما يحسّن أيضا البيئة العالمية والمحلية.
شكرااااااااااااااااااااااااااا
