تهتم فئات متعددة بالبحث عن إجابة لسؤال ما هي مصادر الطاقة المتجددة وغير المتجددة، سواء كانت فئة طلاب
المدارس أو طلاب الهندسة الباحثين عن أساسيات علوم الطاقة، أو حتى من يرغبون في معرفة إجابة السؤال لمجرد المعرفة، وينبغي قبل البدء أن يعلم القارئ أن الطاقة هي الاساس الذي تسير به حياة البشر في عصرنا الحالي على وجه الخصوص، وهي المعيار الرئيسي لتطور البشر والفرق بينهم حاليًا وبين الإنسان البدائي، فبدون الطاقة لا فائدة لكل ما توصلنا إليه من تكنولوجيا وحضارة.
تعريف الطاقة وأنواعها
نستطيع أن نعرف الطاقة بشكل عام على أنها القدرة على إنجاز عمل ما، وهي أيضًا الكيفية التي تحرّك وتتحرك بها
الأشياء باختلاف أنواعها، ويسري الأمر كذلك للبشر والكائنات الحية ولكن مع الوضع في الاعتبار أن الكائنات الحية
تستمد طاقتها من مصادر غير التي تستمدها الأشياء المادية منها.
يجب التنبيه أيضًا على أن الطاقة التي نقصدها لها عدة صور أو أشكال، ,وأنها تبعًا لقانون فيزيائي يُدعى قانون حفظ
الطاقة، فهي لا تفنى ولا تستحدث من العدم وإنما يتم تحويلها من صورة لأخرى، ولعلنا في حاجة إلى عرض سريع
لهذه الصور التي سنسميها بأنواع الطاقة:
- الطاقة الحركية، وتتبعها هذه الأنواع من الطاقة:
- والطاقة الحرارية.
- الطاقة الكهربائية.
- طاقة الصوت.
- الطاقة الكامنة، وتتبعها هذه الأنواع من الطاقة:
- والطاقة الكيميائية.
- الطاقة النووية.
- طاقة وضع الجاذبية.
- الطاقة الميكانيكية.
تعريف مصادر الطاقة وأنواعها
قبل الانتقال إلى مصادر الطاقة يجب التنبيه على أن الطاقة مهما كانت فإننا لا نستخدم مصادرها في صورتها الخام،
فعلى سبيل المثال نحن لا نستخدم حركة الرياح أو الشمس بصورة مباشرة في تشغيل الأجهزة الكهربائية، وإنما
نستقبل صورة الطاقة التي تأتي من هذه المصادر، فمثلًا نستخدم الطاقة الحركية القادمة من حركة الرياح ومن ثم
نقوم بتحويل هذه الصورة من الطاقة إلى الطاقة الكهربائية، وبذلك نستطيع تشغيل الأجهزة والآلات الكهربائية.
نستطيع بالأساسيات التي ذكرناها مسبقًا أن ننتقل بك الآن إلى أن أجهزتنا الكهربائية والمصانع والسيارات وكل ذلك
في حاجة إلى طاقة للعمل، وللحصول على الطاقة يكفي بأن نبحث عن مصدر يمكنه توفير أي شكل من أشكال الطاقة
التي ذكرناها، وقد توصل البشر إلى أن مصادر الطاقة هذه لها نوعان هما مصادر الطاقة المتجددة ومصادر الطاقة غير المتجددة.
مصادر الطاقة الغير متجددة
بدأنا بهذا النوع من مصادر الطاقة لأنه النوع الذي اكتُشف أولًا مع بداية الثورة الصناعية أواخر القرن الثامن عشر،
وتُسمى بذلك لأنها مصادر طاقة تختفي مع مرور الزمن، كما أنها تنتهي مع نفاذ مصادرها، وهي لازالت حتى الآن المصادر الأكثر استخدامًا من البشر على الرغم من دعوات التحول لمصادر الطاقة المتجددة كونها مصادر طاقة نظيفة على عكس الغير متجددة، وهذه هي أبرز مصادر الطاقة غير المتجددة:
الفحم الحجري
- يُعد الفحم الحجري من أهم مصادر الطاقة الطبيعية وغير المتجددة، وذلك نظرًا لكونه أحد أولى المصادر التي
اكتُشفت للطاقة، ويساهم الفحم حاليًا في 24% من الاستهلاك العالمي من الطاقة. - يتواجد الفحم بوفرة في باطن الأرض إذ يقدر الاحتياطي بمئات البلايين من الأطنان، لكن يتجه العالم للحد من
استخدامه بسبب آثاره الضارة للبيئة وكونه مصدر رئيسي لتلوث الهواء والاحتباس الحراري الذي يهدد سكان الأرض. - قد تتفاجأ إذا قُلنا لك أن الفحم الحجري يعد من أقل مصادر الطاقة استخدامًا في الدول العربية برغم توافره في دول مثل مصر والمغرب والجزائر.
النفط
- يعتبر النفط حاليًا ومنذ اكتشافه أكثر مصادر الطاقة انتشارًا واستخدامًا، إذ يساهم بنحو 38% من الاستهلاك العالمي للطاقة، وتتميز منطقة الشرق الأوسط باحتوائها على أعلى مخزون نفط في العالم، كما تتميز المملكة العربية السعودية بأنها أكبر دولة في العالم من حيث مخزون النفط لديها.
الغاز الطبيعي
- يُعد الغاز الطبيعي من أنظف مصادر الطاقة غير المتجددة، ويوجد أيضًا في باطن الأرض كما أنه قد يتواجد مختلطًا مع النفط، وقد شهد نموًا في الاستهلاك العالمي بلغ 23%
- تتميز الدول العربية باحتوائها على ما يقارب 30% من احتياطيات العالم من الغازالطبيعي، ويتواجد بشكل رئيسي في دول قطر والسعودية والإمارات والجزائر ومصر.
الطاقة النووية (اليورانيوم)
- يتم استخدام عنصر ذرة اليورانيوم المشع (U-235) في عمليات محددة تؤدي إلى تحلله وبالتالي ينتج كميات هائلة من الطاقة (الحرارة) ومن ثم استخدام هذه الحرارة لتكوين البخار، ثم استخدام البخار في مولدات تعمل على توليد الكهرباء.
- تعد الطاقة النووية طاقة غير متجددة نظيفة، إلا أنه من الضروري تخزين عنصر اليورانيوم بشكل آمن وتحديد قواعد صارمة لمحطات الطاقة النووية.
مصادر الطاقة المتجددة
هي مصادر الطاقة التي لا تنفذ، وتستمر مدى الحياة، كما أنها تتميز بكونها نظيفة وصديقة للبيئة وآمنة.
الشمس (الطاقة الشمسية)
- يتم تسخير الحرارة والضوء الناتجان عن الشمس وتحويلها لصور أخرى من الطاقة كالحرارية والكهربائية.
- يتم تحويل تلك الطاقة الصادرة من أشعة الشمس إلى الطاقة الكهربائية عبر ألواح الخلايا الضوئية، والمحولات الفولتوضوئية، ووسائل تكنولوجية أخرى.
طاقة الرياح
- يتم استغلال الطاقة الحركية الناتجة عن حركة الرياح وتحويلها إلى طاقة كهربائية يمكن استخدامها.
- يتم ذلك عبر ما يُسمى بتوربينات الرياح، وهي طواحين هوائية (تشبه المروحة) ذات ارتفاعات هائلة.
- ترى الأبحاث المتعلقة بالطاقة أن طاقة الرياح والطاقة الشمسية كفيلتان بسد حاجة الاستهلاك العالمي من الطاقة في عام من الأعوام، إلا أن هناك تحديات أخرى تواجه الدول بخصوص ذلك.
الطاقة الكهرومائية
- يتم إنتاج هذا النوع من الطاقة عبر استغلال الطاقة المائية، أي الاستفادة من الطاقة الحركية النتاجة عن حركة الماء وانسيابه بوضع توربينات تحول هذه الحركة إلى الطاقة الكهربائية.
- يتم إنتاج هذه الطاقة عبر السدود التي تُبنى على الأنهار، كالسد العالي المتواجد في أسوان بمصر والذي يبلغ إنتاجه 1900 ميجا وات.
الطاقة الحيوية
- يتم إنتاج الطاقة الحيوية مما يُدعى بالكتلة الحيوية، وهي المواد العضوية المتواجدة بكثرة في أعمال الزراعة ويمكنها تحزين الأشعة الشمسية، وبالتالي تحويلها لطاقة كيميائية.
- من أهم مصادر الطاقة الحيوية: الأخشاب، والسماد، وقصب السكر، وبمناسبة الحديث عن الطاقة الحيوية، فننصحك بقراءة مقال الزراعة والبيئة على موقعنا.