تنمية الطاقة

تنمية الطاقة هي مجال الأنشطة التي تركز على الحصول على مصادر الطاقة من الموارد الطبيعية حيث تشمل هذه الأنشطة إنتاج مصادر الطاقة التقليدية والبديلة والمتجددة واستعادة الطاقة وإعادة استخدام التي ستهدر.
تصنيف الموارد
يمكن تصنيف موارد الطاقة على أنها موارد أولية، مناسبة للاستخدام النهائي دون التحويل إلى شكل آخر، أو موارد ثانوية، عندما يتطلب شكل الطاقة القابل للاستخدام تحويلًا كبيرًا من مصدر أولي. ومن الأمثلة على موارد الطاقة الأولية: طاقة الرياح، والطاقة الشمسية، ووقود الخشب، والوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي واليورانيوم. في حين تعد الكهرباء أو الهيدروجين أو أنواع الوقود الاصطناعية الأخرى موارد ثانوية.
يوجد تصنيف مهم آخر يعتمد على الوقت المطلوب لتجديد مورد الطاقة. تعد الموارد «متجددة» إذا استعادت قدرتها في وقت ملحوظ بالنسبة للاحتياجات البشرية. ومن الأمثلة عليها الطاقة الكهرومائية أو طاقة الرياح، عندما تكون الظواهر الطبيعية، التي تعد المصدر الأساسي للطاقة، مستمرة ولا تنضب بسبب الطلب البشري. أما الموارد غير المتجددة هي التي يستنفدها الاستخدام البشري بشكل كبير والتي لا تستعيد قدرتها بشكل كبير خلال حياة الإنسان. يعتبر الفحم أحد الأمثلة على مصادر الطاقة غير المتجددة، والذي لا يتشكل بشكل طبيعي بمعدل يدعم الاستخدام البشري.
النووية
الانشطار النووي
تعرف الطاقة النووية بأنها استخدام الانشطار النووي لتوليد حرارة وكهرباء مفيدة. ينتج انشطار اليورانيوم تقريبًا كل الطاقة النووية ذات الأهمية الاقتصادية. تشكل المولدات الكهروحرارية ذات النظائر المشعة مكونًا صغيرًا جدًا في توليد الطاقة، وتستخدم معظمها في تطبيقات متخصصة مثل مركبات الفضاء السحيق.
وفرت محطات الطاقة النووية، باستثناء المفاعلات البحرية، نحو 5.7% من طاقة العالم و13% من كهرباء العالم في عام 2012.
ذكرت الوكالة الدولية للطاقة الذرية في عام 2013 أنه يوجد 437 مفاعلًا نوويًا عاملًا للطاقة، في 31 دولة، رغم أنها لا تنتج جميعها الكهرباء بالضرورة. بالإضافة إلى ذلك، يوجد تقريبًا 140 سفينة بحرية عاملة تستخدم الدفع النووي، ويعمل فيها نحو 180 مفاعلًا. اعتبارًا من عام 2013، ظل تحقيق مكاسب طاقة صافية من تفاعلات الاندماج النووي المستمرة، باستثناء مصادر طاقة الاندماج الطبيعي مثل الشمس، مجالًا مستمرًا لأبحاث الفيزياء والهندسة الدولية. وبعد مرور أكثر من 60 عامًا على المحاولات الأولى، ما زال إنتاج طاقة الاندماج التجاري يعتبر أمرًا غير محتملًا قبل عام 2050.
يوجد جدل مستمر حول الطاقة النووية. يؤكد المؤيدون، مثل الجمعية النووية العالمية والوكالة الدولية للطاقة الذرية ومنظمة حماية البيئة النووية، أن الطاقة النووية تعد مصدر طاقة آمن ومستدام يقلل من انبعاثات الكربون. في حين يؤكد المعارضون أن الطاقة النووية تشكل العديد من التهديدات للناس والبيئة.
تشمل حوادث محطات الطاقة النووية كارثة تشيرنوبيل (1986)، وكارثة فوكوشيما دايتشي النووية (2011)، وحادث جزيرة ثري مايل (1979). ووقعت أيضًا بعض حوادث الغواصات النووية. أما من ناحية الأرواح المفقودة لكل وحدة طاقة متولدة، حدد التحليل أن الطاقة النووية تسببت في وفيات أقل لكل وحدة طاقة متولدة مقارنةً بالمصادر الرئيسية الأخرى لتوليد الطاقة. تسبب إنتاج الطاقة من الفحم، والنفط، والغاز الطبيعي والطاقة المائية في حدوث الوفيات أكثر لكل وحدة طاقة متولدة بسبب تلوث الهواء وتأثيرات حوادث الطاقة. ولكن، تعد التكاليف الاقتصادية لحوادث الطاقة النووية مرتفعة، ويمكن أن تستغرق الانهيارات عقودًا لتنظيفها. وتعد التكاليف البشرية لعمليات إجلاء السكان المتضررين وفقدان سبل العيش كبيرة أيضًا.
السفن الأمريكية العاملة بالطاقة النووية، وهي (من أعلى إلى أسفل) طرادات يو إس إس بينبريدج، ويو إس إس لونج بيتش، ويو إس إس إنتربرايز، وهي أطول سفينة بحرية على الإطلاق وأول حاملة طائرات تعمل بالطاقة النووية. التقطت الصورة في عام 1964 في أثناء رحلة قياسية بلغت 26,540 ميل بحري (49,190 كم) حول العالم في 65 يومًا دون إعادة التزود بالوقود. وضح أعضاء الطاقم معادلة آينشتاين لتكافؤ الكتلة والطاقة E = mc2 في مقصورة القيادة.
كاسحة الجليد الروسية العاملة بالطاقة النووية إن إس يامال في بعثة علمية مشتركة مع إن إس إف في عام 1994.
مصادر متجددة
تعرّف الطاقة المتجددة عمومًا بأنها الطاقة التي تأتي من موارد متجددة طبيعيًا بالنسبة لمقياس زمني بشري مثل ضوء الشمس، والرياح، والأمطار، والمد والجزر، والأمواج والحرارة الجوفية. تحل الطاقة المتجددة محل الوقود التقليدي في أربعة مجالات مختلفة وهي: توليد الكهرباء، والمياه الساخنة/التدفئة المكانية، ووقود المحركات وخدمات الطاقة الريفية (خارج الشبكة).
ينتج نحو 16% من الاستهلاك العالمي النهائي للطاقة حاليًا من مصادر متجددة، وينتج 10% من إجمالي الطاقة من الكتلة الحيوية التقليدية، المستخدمة أساسًا للتدفئة، و3.4% من الطاقة الكهرومائية. تمثل مصادر الطاقة المتجددة الجديدة (الطاقة المائية الصغيرة، والكتلة الحيوية الحديثة، وطاقة الرياح، والطاقة الشمسية، والطاقة الحرارية الأرضية والوقود الحيوي) 3% أخرى وتزداد بسرعة. على المستوى الوطني، تمتلك 30 دولة على الأقل حول العالم بالفعل طاقة متجددة تساهم بأكثر من 20% من إمدادات الطاقة. من المتوقع أن تستمر أسواق الطاقة المتجددة الوطنية في النمو بقوة في العقد القادم وما بعده. يتزايد استخدام طاقة الرياح، مثلًا، بمعدل 30% سنويًا، مع قدرة مركبة عالمية بلغت 282,482 ميجاوات في نهاية عام 2012.
توجد موارد الطاقة المتجددة في مناطق جغرافية واسعة، على عكس مصادر الطاقة الأخرى، والتي تتركز في عدد محدود من البلدان. يؤدي النشر السريع للطاقة المتجددة وكفاءتها إلى تحقيق قدر ملحوظ من أمن الطاقة وتخفيف آثار تغير المناخ والمزايا الاقتصادية. تدعم استطلاعات الرأي العام الدولية بقوة تعزيز المصادر المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
رغم أن العديد من مشاريع الطاقة المتجددة واسعة النطاق، تعد التقنيات المتجددة مناسبة أيضًا للمناطق الريفية والنائية والبلدان النامية، حيث تكون الطاقة غالبًا حاسمة في التنمية البشرية. قال الأمين العام للأمم المتحدة بان كي مون إن الطاقة المتجددة قادرة على رفع أفقر الدول إلى مستويات جديدة من الازدهار.
توسعت إضافات قدرة الطاقة المتجددة في عام 2020 أكثر بـ45% من عام 2019، شمل ذلك زيادة بنسبة 90% في قدرة الرياح العالمية (الخضراء) وتوسع بنسبة 23% في منشآت الطاقة الشمسية الكهروضوئية الجديدة (الأصفر).
الطاقة الكهرومائية
الطاقة الكهرومائية هي الطاقة الكهربائية المولدة عن طريق الطاقة الكهرومائية؛ قوة سقوط الماء وتدفقه. في عام 2015، أنتجت الطاقة الكهرومائية 16.6% من إجمالي الكهرباء في العالم وشكلت 70% من إجمالي الكهرباء المتجددة وكان من المتوقع أن تزداد بنحو 3.1% سنويًا على مدى السنوات الخمس والعشرين التالية.
تنتج الطاقة الكهرومائية في 150 دولة، ولدت منطقة آسيا والمحيط الهادئ 32% من الطاقة الكهرومائية العالمية في عام 2010. تعد الصين أكبر منتج للطاقة الكهرومائية، إذ بلغ إنتاجها 721 تيراواط/ساعة في عام 2010، أي ما يمثل نحو 17% من استخدام الكهرباء المحلي. توجد الآن ثلاث محطات لتوليد الطاقة الكهرومائية بقدرة أكبر من 10 جيجاوات: سد الممرات الثلاثة في الصين، وسد إيتايبو على الحدود بين البرازيل وباراغواي، وسد غوري في فنزويلا.
سد الممرات الثلاثة بقدرة 22,500 ميغاواط في الصين-أكبر محطة للطاقة الكهرومائية في العالم
نبذة
تعمل تدابير الحفاظ على الطاقة وكفائتها على تقليل الطلب على تطوير الطاقة ويمكن أن تكون لها فوائد للمجتمع من خلال إدخال تحسينات على القضايا البيئية.
الإستخدامات
تستخدم المجتمعات الطاقة لأغراض النقل والتصنيع والإضاءة والتدفئة وتكييف الهواء والاتصالات للأغراض الصناعية والتجارية والمنزلية.
التصنيف
يمكن تصنيف موارد الطاقة على أنها موارد أولية حيث يمكن استخدام المورد بشكله الأصلي أو كموارد ثانوية بحيث يجب تحويل مصدر الطاقة إلى شكل أكثر سهولة في الاستخدام.
تُسْتَنْفَذُ الموارد غير المتجددة بشكل كبير عن طريق الاستخدام البشري في حين تُنْتَجُّ الموارد المتجددة من خلال العمليات الجارية التي يمكن أن تدعم الاستغلال البشري إلى أجل غير مسمى.
الصناعة
الآلاف من الناس يعملون في صناعة الطاقة وتشمل الصناعة التقليدية مثل:
صناعة البترول
صناعة الغاز الطبيعي
صناعة الطاقة الكهربائية
الصناعة النووية
بينما تشمل صناعات الطاقة الجديدة الطاقة المتجددة والتي تشمل تصنيع وتوزيع وبيع طاقة بديلة ومستدامة للوقود البديل.
مراجع
تحويل طاقة
تقنيات طاقة
تقنيات مستدامة
تقنية محطات الطاقة
سياسة الطاقة
طاقة متجددة