بحث حول مصادر الطاقة

الطاقة

تعرف الطاقة بأنّها القدرة، والقابليّة لإحداث أيّ تغيير، وهي واحدة من المقومات الأساسية في أي مجتمع متحضّر، إذ تحتاج لها القطاعات المختلفة في المجتمع لتسيير الحياة اليوميّة، فتستخدم في المصانع، ولتحريك وسائل النقل ، ولتشغيل الكثير من الأدوات والأجهزة المنزلية، كما أنّ كلّ حركة ذهنية، أو يدويّة يقوم بها الإنسان تحتاج إلى استهلاكِ نوعٍ معيّن من أنواع الطاقة، فهو يستمد طاقته من غذائه المتنوع الذي يتناوله يومياً، كما يستخدم الناس الطاقة لأشياء كثيرة، مثل طهي الطعام ، وحفظ الغذاء باردًا في الثلاجة، أو تدفئة الغرف، أو بناء ناطحة سحاب، أو إضاءة البيوت والشوارع، ولأن مليارات الناس في جميع أنحاء العالم يستخدمون الطاقة، هناك حاجة ماسّة لموارد الطّاقة.

مصادر الطاقة

لا بدّ اولاً من الإشارةِ إلى الفرق بينَ أنواع الطّاقة ومصادرها؛ حيثُ إنّ مصادرَ الطّاقةِ تعني الأصل أو المورد الأساسيّ الذي تأتي منه الطّاقة، بينما أنواعُ الطّاقة تعني أشكالها المُختلِفة مثل: الطاقة الكامنة (الكيميائية، الكهربائية، وغيرها) والطاقة الحركية (الحرارة، الصوت، وغيرها)، وبشكلٍ عامٍ يمكن تصنيف مصادر الطاقة إلى مصدرين رئيسيين وينبثق تحتهما عدة مصادر ويتمثل هذين المصدرين بالمصادر المتجددة وغير المتجددة.

مصادر الطّاقة غير المتجددة

وهي المصادر التي نستخدمها بشكل أسرع مما يمكن تجديده بشكل طبيعي. وتشمل أمثلة ذلك الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي، نحن نعتمد حاليا على الطّاقةِ غير المتجددة لتلبية معظم احتياجاتنا من الطاقة، حيثُ يتمُّ استخراجها وحرقها لتوليد الكهرباء أو تطوير الوقود للنقل والطهي والتدفئة. تعتبر الطاقة النووية أيضا مصدرا غير متجدد لأنها تستخدم اليورانيوم، الذي سوف ينفد عاجلاً أم آجلاً، كما ينتج نفايات ضارة يصعب التخلص منها بأمان، وعلى الرغم من هذا فإنّ كثير من العلماء والباحثين يعتقدون أن الطاقة نفسها مصدر متجدد ولكنّ مادة اليورانيوم فقط هي التي تكون غير متجددة.

الوقود الأحفوري

يعتبر الوقود الأحفوري المصدر الرئيسي للطاقة، واستخراجه لا يكلف الكثير نسبياً، ومن أشكاله:

• الفحم: وهو وقود أحفوري صلب يتكون من بقايا الغابات القديمة المتحللة جزئياً، ويتمُّ حرقه بشكلٍ أساسي لإنتاج الكهرباء، ويشهد استخدام الفحم نمواً هائلاً مع انخفاض توافر النفط والغاز الطبيعي وزيادة التكلفة. هذه الزيادة في استخدام الفحم تحدث بشكل خاص في الدول النامية، مثل الصين ، حيث الفحم رخيص وفير.
• البترول: وهو وقودٌ أحفوري سائل، ويسمى أيضا النفط أو النفط الخام ،وتقريباً نصف كمية البترول المستخرجة عالمياً يتم تحويلها لغازولين.
• الغاز الطبيعيّ : يتكون أغلب هذا الغاز الموجود في الأرض من غاز الميثان وهو غاز له رائحة تشبه البيض الفاسد.

الطّاقة النوويّة

ينتج عند الانشطار النووي طاقة نوويّة ، ويُمكنُ الاستفادة منها لتسيير السفن، والغواصات، بالإضاقة إلى إمكانية توليدِ الطّاقة الكَهربائيّة من خِلالها، إلا أنّ لها الكثير من السلبيات أبرزها النفايات المشعّة ، وحاجتها لضَوابِط سلامة عالية لضَمان عدم حُدوث أيّ انفجارات، أو تسرّبات إشعاعيّة.

مصادر الطّاقة المتجددة

هي مصادر الطاقة التي يمكن تجديدها أو استبدالها بالسرعة نفسها التي يتمُّ استهلاكُها فيها من قِبَل الجِنس البشريّ، وتشمل الموارد المتجددة الطّاقة الشمسيّة وطاقة جوف الأرض الحراريّة والمصادر الميكانيكية التي تضُمُّ (طاقة الرياح والطّاقة الكهرمائية وطاقة المدّ والجزر) وطاقة الكتلة الحيوية وطاقة غاز الهيدروجين، وتعدُّ طاقة الاندماج النووي طاقةً متجددة، وعادةً موارد الطاقة المتجددة ليس لها تأثير سلبيّ على البيئة لأنّ الغازات السّامة المُنبعثة منها تكون أقلّ.

الطّاقة الشمسية

يُمكن الاستفادة من الطّاقة الشمسيّة عن طريق التّسخين المباشر للماء، أو تحويلها إلى أشكالٍ أخرى من الطّاقة كالكهربائيّة مثلاً، وذلك باستخدام الخلايا الشمسيّة.

طاقة جوف الأرض الحرارية

تسمّى الطّاقة الحرارية الجوفيّة، والتي تظهر نتيجةَ ارتفاع درجات الحرارة في جوف الأرض ، وفي بعض الأماكن تكون هذه الطّاقة قريبةً من سطح الأرض، ممّا يؤدّي إلى تشكُّل الينابيع الحارّة، والتي يستفاد منها في أغراض التَّدفئة، والتّسخين.

المصادر الميكانيكية

• طاقة الرِّياح: ويتمُّ التقاط طاقة الرِّياح باستخدام توربينات، والتوربين يشبه طاحونة هوائية، لها عامود طويل جدا مع مروحة لها شفرتان أو ثلاثة شفرات في الجزء العلوي، وعندما تحرك الرياح هذه الشفرات تحوّلها الشفرات من خلال المولّد الموجود داخل العمود الى طاقة كهربائيّة، لذلك غالباً ما تُقام مَحطاتُ توليدِ الكهرباء في المَساحات التي تكونُ فيها الرّياح شَديدة.
• الطّاقة الكَهرمائية: تُصنع عن طريق تدفّقِ المياه، وتقع مُعظم محطات الطاقة الكهرمائية على سدود كبيرة، والتي تتحكم في تدفّق النهر، ويتمّ إجبار الماء الخارج من السدِّ على المرور عبرَ توربينات مثبتة على المخارج وتحوّل الطّاقةَ الحركيةَ إلى طاقة كهربائية وتولد الكهرباء.
• طاقة المدّ والجزر: ويتم توليد الطّاقة الكهربائية من خلال قطع عائمة في البحار أو توربينات مثبتة على الشواطِئ، بحيث يمرّ الماء عبرها ويدير التوربينات وتولد الكهرباء.

طاقة الكتلة الحيويّة

تضمّ الكتل الحيويّة (وبالانجلزية : biomass) المخلفات الحيوانيّة والزراعيّة، إذ يتمّ تخميرها في حفر خاصّة حتى يتصاعد منها غاز الميثان القابلِ للاشتعال، ونحصل على الطاقة من الكتلة الحيوية عن طريق حرقها، فيتمُّ تجفيف رقائق الخشب، والسماد، والقمامة وضغطها في مربعات تسمى قوالب، وهذه القوالب جافة لدرجة أنها لا تمتص الماء، يمكن تخزينها وحرقها لتوليد الحرارة أو توليد الكهرباء.

غاز الهيدورجين

يعتبر من أنواع الوقود، وهو من المصادر التي قد يتم الاعتماد عليها في تأمين الطاقة في المستقبل، ومن أهمّ التطبيقات التي ظهرت عليه: سيارات الهيدروجين، وخلايا الوقود المستخدمة في توليد الكهرباء، وذلك عن طريق تمرير غاز الهيدروجين، والهواء الجوي فيها، إذ يتحد غازي الهيدروجين، والأكسجين معاً فتنتج الطاقة الكهربائية، وتعتبر هذه الخلايا آمنة على البيئة إذ ليس لها أيّ مخلفات سوى الماء .