تعريف الطاقة المتجددة هو أنها تأتي من مورد لن ينضب. عندما يفكر معظم الناس في الطاقة المتجددة ، فإنهم يفكرون في الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح لأنها تميل إلى أن تكون الأكثر شعبية. تشمل موارد الطاقة المتجددة الإضافية الطاقة الحرارية الأرضية ، وطاقة الهيدروجين ، وطاقة المد والجزر ، وطاقة الأمواج ، وطاقة الكتلة الحيوية.
على عكس موارد الطاقة غير المتجددة ، لا يمكننا تخزين ما نجمعه باستخدام الطاقة المتجددة لفترات طويلة. تمتلك الولايات المتحدة حاليًا احتياطيًا من الفحم يمكن أن يستمر حتى 400 عام عند مستويات الاستهلاك الحالية. مع الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح ، يلزم وجود بطارية لتخزين الطاقة المجمعة ويمكن أن توفر طاقة كافية لحوالي 24 ساعة من الاستخدام ، إذا تم تخزين طاقة كافية.
هناك العديد من مزايا وعيوب الطاقة المتجددة التي يجب مراعاتها. الوقود الأحفوري ، بحكم التعريف ، هو مورد محدود. استكشاف الخيارات لاستبدالها ، إذا أصبحت نادرة ، يسمح لنا بمواصلة التقدم في مجتمعنا وأسلوب حياتنا في ظل التعريفات الحديثة.
قائمة مزايا الطاقة المتجددة
1. هو شكل آمن من أشكال الطاقة.
تنطبق مخاطر الكهرباء والأحمال الأخرى عالية الطاقة على جميع أشكال الطاقة. ما نعرفه عن الطاقة المتجددة هو أن عملية الجمع والاستخدام غالبًا ما تكون أكثر أمانًا من طرق الطاقة غير المتجددة. إذا كنت تستخدم طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية ، على سبيل المثال ، فلا داعي للقلق بشأن خطر الانهيار النووي أو تلوث الجسيمات من محطة الفحم.
2. إنه شكل وفير من الطاقة.
هناك ما يكفي من ضوء الشمس الذي يسقط على كوكبنا كل يوم لتلبية احتياجاتنا من الطاقة لمدة عام كامل. يوم واحد من ضوء الشمس يساوي عام واحد من الطاقة. ليس لدينا الموارد الآن لحصاد تلك الطاقة. تزودنا الرياح أيضًا بموارد طاقة ثابتة. المد والجزر يتحرك دائمًا بسبب القمر. تحدث الأمواج بسبب طاقة المد والجزر والرياح. تزودنا الآليات الداخلية لكوكبنا بالحرارة التي يمكن تحويلها إلى طاقة.
3. إنه شكل من أشكال الطاقة النظيفة لاستخدامها.
على الرغم من أن الطاقة المتجددة تعتمد على بنية تحتية تستخدم الوقود الأحفوري ، فإن وفورات تكلفة الانبعاثات من مصادر الطاقة المتجددة تأتي بسرعة إلى حد ما. اعتمادًا على نوع الطاقة المتجددة المستخدمة ، يمكن توقع عوائد إيجابية بين 5 و 25 عامًا مع معظم الخيارات. اعتمادًا على مستويات الطاقة التي تم جمعها ، قد تكون متأخرة أو أقدم من تلك الفترة العامة. وهذا يعني أن الاستثمار لمدة 5 سنوات يمكن أن يبدأ في تحسين الطريقة التي نحصد بها الطاقة مدى الحياة.
4. يمكن جمعها في مواقع متعددة في وقت واحد.
نحن نستخدم العديد من أشكال الطاقة المتجددة اليوم ، حتى بدون أن ندرك ذلك. يأتي أحد أكثر أشكال الطاقة المتجددة شيوعًا في الولايات المتحدة من الطاقة الكهرومائية. تُبنى السدود على الأنهار ، وتعمل المياه المتحركة على تشغيل توربينات يمكنها توليد الكهرباء. في عام 2015 ، شكلت الطاقة الكهرومائية أكثر من 6٪ من الكهرباء المستخدمة و 35٪ من إنتاج الطاقة المتجددة. توجد محطات في أكثر من 30 ولاية ، لكن 44٪ من الطاقة الكهرومائية الأمريكية تأتي من حوض نهر كولومبيا.
5. يتم تقديمه في أشكال متعددة.
تنوع الطاقة ممكن بفضل الطاقة المتجددة. منذ السبعينيات ، أدى الاهتمام بتطوير تقنيات جديدة في هذا المجال إلى 8 أنواع رئيسية من حصاد الطاقة. يمكن للتقنيات الجديدة ، مثل الألواح الشمسية للطرق ، أن تمكن حتى من تجميع الطاقة ضمن تصاميم البنية التحتية الحالية. من المحطات الصغيرة إلى المرافق الكبيرة مثل سد هوفر ، تكون مستويات التنوع أعلى بكثير بالنسبة لمصادر الطاقة المتجددة منها في مصادر الطاقة غير المتجددة. وهذا يعني إمكانات أكبر لتوليد الطاقة الآن وفي المستقبل.
6. يمكن أن توفر للدول الاستقلال في مجال الطاقة.
يعتمد البلد العادي في عالمنا على مصادر الطاقة غير المتجددة. يمكن أن يقلل الانتقال إلى الطاقة المتجددة الاعتماد على واردات الوقود أو المساعدات الدولية لتلبية متطلبات الطاقة. مثال على ذلك هو سد أسوان في مصر. باستخدام 12 توربينًا فقط ، يمكن للسد أن يولد ما يصل إلى 10 مليارات كيلوواط / ساعة من الطاقة كل عام. عندما وصلت إلى ذروة الإنتاج لأول مرة ، تم إمداد مصر بأكثر من 50 ٪ من إجمالي احتياجاتها من الطاقة.
7. إنه شكل مستقر للطاقة.
الطاقة المنتجة من جميع أشكال الطاقة المتجددة مستقرة ومفيدة مثل أي شكل من أشكال الطاقة غير المتجددة. يمكن استخدام الطاقة التي تولدها مع البنية التحتية الحالية ، طالما أن هناك رابطًا للمنشأة المتجددة التي تصل إلى الشبكة الرئيسية. وهذا يجعلها مناسبة فعليًا لأي حاجة للطاقة ، من أجهزة الكمبيوتر إلى السيارات إلى التدفئة والتبريد بشكل عام.
8. إنها قوة اقتصادية.
في الولايات المتحدة ، الطاقة المتجددة مسؤولة عن حوالي 800000 وظيفة. في عام 2016 ، أضافت صناعة توربينات الرياح 25000 وظيفة تصنيع وتركيب جديدة. أضافت سولار 73000 وظيفة أخرى. في الواقع ، جاءت واحدة من كل 50 وظيفة جديدة تم إنشاؤها في الولايات المتحدة في عام 2016 من صناعة الطاقة الشمسية. إذا تم تضمين وظائف البناء المستدامة مع هذه الأرقام ، فإن 1.4 مليون شخص آخر لديهم وظائف كبيرة في قطاع الطاقة المتجددة. هذا يعني أن الطاقة المتجددة تساعد كوكبنا وهي في نفس الوقت قوة اقتصادية.
9. إنها تقنية.
السبب الذي يجعل الطاقة غير المتجددة تميل إلى أن تكون أرخص اليوم هو أنها سلعة. النفط والبنزين والغاز الطبيعي: هي المنتجات التي يتم شراؤها وبيعها بغرض استهلاكها. الطاقة المتجددة مختلفة. إنها تقنية وليست وقودًا. أنت لا تحرق توربينات الرياح. تقوم بتثبيته. بمرور الوقت ، تصبح التكنولوجيا أرخص حيث يتم تحسين طرق الإنتاج والتركيب. وهذا يعني أن الطاقة غير المتجددة سيكون لها دائمًا سعر ثابت نسبيًا ، بينما تكون مصادر الطاقة المتجددة على مسار أرخص باستمرار.
10. من السهل نسبيًا صيانة مجمعات الطاقة المتجددة.
بمجرد تثبيت أحد منتجات الطاقة المتجددة ، تكون تكاليف الحفاظ على هذه التكنولوجيا منخفضة نسبيًا. يمكن أن يكون للعديد من الحلول أسلوب حياة خالٍ من الصيانة لسنوات. في الوقت نفسه ، تنخفض تكاليف التصنيع لمجمعي الطاقة المتجددة. على مدار عمر المنتج ، قد يرى بعض المستخدمين مكاسب صافية من عمليات التثبيت الشخصية المتجددة في منازلهم منذ البداية. في ولاية واشنطن ، على سبيل المثال ، يمكن لصاحب المنزل العادي ، من خلال الإعفاءات الضريبية ومشتريات الكهرباء ، أن يرى صافي ربح يبلغ حوالي 7 سنتات لكل كيلوواط / ساعة يتم توليدها من اليوم الأول.
11. يمكن أن تحسن الصحة العامة.
هناك فوائد صحية محتملة يمكن للمجتمع أن يرى ما إذا كان ينتقل إلى استخدام الطاقة المتجددة. وجدت دراسة أجرتها وكالة حماية البيئة الأمريكية أن ما يقرب من تريليون دولار يتم إنفاقها كل عام على ظروف قد تكون مرتبطة بحرق الوقود الأحفوري. يتضمن ذلك أمراض القلب وأنواع معينة من السرطان والاضطرابات العصبية والربو والعديد من المشكلات الصحية الأخرى. إن تقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري لا يساعدنا فقط على العيش بصحة أفضل ، بل يعيد المزيد من الأموال إلى جيوبنا لتغطية النفقات ذات الصلة التي لا نفكر فيها حتى.
12. يمكن استخدامه لإعادة تدوير نفايات منتجاتنا.
هذه فائدة محددة تميل طاقة الكتلة الحيوية إلى الحصول عليها أكثر من أي شكل آخر من أشكال الطاقة المتجددة. تستهلك الكتلة الحيوية المنتجات العضوية المستخدمة لتوليد الطاقة. هذا يعني أنه يمكن أن ينتج الطاقة من الزيوت النباتية المستخدمة ، والذرة ومنتجات فول الصويا ، أو حتى الطحالب. في الوقت نفسه ، يقلل من كمية النفايات التي تذهب إلى مدافن النفايات وفي نفس الوقت يقلل من إجمالي كمية الكربون التي تذهب إلى الغلاف الجوي.
13. يمكن أن تكون مربحة.
كم من المال يمكن أن توفره الألواح الشمسية أو أشكال أخرى من الطاقة المتجددة لصاحب المنزل العادي؟ على مدى 20 عامًا ، يمكن أن تكون الوفورات في تكاليف الكهرباء وحدها أكثر من 30 ألف دولار لبعض أصحاب المنازل. في كاليفورنيا ونيويورك وماساتشوستس ، المدخرات المتوقعة لمدة 20 عامًا هي أكثر من 25000 دولار باستخدام الألواح الشمسية. بناءً على متوسط تكلفة التثبيت ، يمكن أن يصل ذلك إلى 17000 دولار أكثر مما ربحته في نفس الفترة.
قائمة عيوب الطاقة المتجددة
1. أنها ليست مربحة مثل خيارات الطاقة الأخرى.
تكاليف الطاقة المتجددة آخذة في الانخفاض. بعض الخيارات قريبة من المنافسة مع موارد الطاقة غير المتجددة أو تم دعمها لتكون قادرة على المنافسة. ومع ذلك ، من وجهة نظر الصناعة ، لا تزال تكاليف عمر الطاقة المتجددة تقريبًا ضعف ما يسمى بالطاقة التقليدية. تكلفة عمر الفحم ، على سبيل المثال ، هي فقط 9.5 سنتات للكيلوواط / ساعة. تبلغ تكلفة الرياح البحرية ، وهي واحدة من أرخص مصادر الطاقة المتجددة ، 15.8 سنتًا للكيلوواط / ساعة.
2. ليس دائمًا خيارًا قابلاً للتطبيق تجاريًا.
يجب جمع معظم خيارات الطاقة المتجددة من مصدر جغرافي محدد. تخيل محاولة جمع مستويات عالية من الطاقة الشمسية أثناء العيش في سياتل أو استخدام طاقة المد والجزر أثناء العيش في نبراسكا. لكي تكون الطاقة المتجددة فعالة ، يجب أن يكون لديك شبكة توزيع تم إنشاؤها لنقل الطاقة إلى المكان المطلوب. تتطلب هذه الشبكات إنشاء طاقة غير متجددة ، والتي تعوض الفوائد التي تولدها الطاقة المتجددة لسنوات ، إن لم يكن عقودًا ، بعد التثبيت.
3. يستمر في توليد التلوث.
قد تكون الطاقة المتجددة خيارًا أفضل لتوليد الانبعاثات من الوقود الأحفوري ، لكن هذا لا يعني أنها خالية من التلوث. العديد من أشكال الطاقة المتجددة تطلق جزيئات في الهواء. يمكنهم إطلاق ثاني أكسيد الكربون أو ما هو أسوأ ، الميثان. يرجع جزء من هذا إلى حقيقة أن الموارد اللازمة للطاقة المتجددة يتم بناؤها باستخدام الوقود الأحفوري ، ولكن ليست كل الموارد المتجددة نظيفة. الكتلة الحيوية هي طاقة متجددة وتحرق المواد العضوية مباشرة في الغلاف الجوي.
4. قد لا يكون مصدر طاقة دائم.
تتطور البيئة بمرور الوقت ، وتتغير حيث تتوافر الموارد المتجددة. بعض المواقع ، مثل الرياح البحرية أو طاقة المد والجزر ، يمكن الاعتماد عليها بشكل عام. ومع ذلك ، قد يكون من الصعب التنبؤ بالطاقة الشمسية. يمكن أن تتغير الطاقة الحرارية الأرضية بمرور الوقت. يمكن إنفاق مليارات الدولارات على تطوير موارد الطاقة المتجددة فقط من أجل إهدار هذه الأموال إذا توقف هذا المورد عن الإنتاج كما هو متوقع.
5. كثيرا ما يمكن التلاعب بها من قبل السياسة.
على الرغم من أن الطاقة المتجددة مقبولة عمومًا على أنها مستقبل إنتاج الطاقة على مستوى العالم ، إلا أن السياسة يمكن أن يكون لها تأثير سلبي على تطورها. إذا لم تُمنح مصادر الطاقة المتجددة أولوية سياسية ، فإن الصناعة تميل إلى التعثر وينخفض الابتكار لصالح الخيارات غير المتجددة. نظرًا لأن السياسة تميل إلى الدوران ، تميل مصادر الطاقة المتجددة إلى نمو 4-8 سنوات ، ثم 4-8 سنوات من الركود. عمليات التوقف والبدء تجعل من الصعب إنشاء صناعة مزدهرة.
6. هو مصدر طاقة يصعب الوصول إليه لكثير من الناس.
في الولايات المتحدة على مدى 30 عامًا ، مولت الحكومة أكثر من 100 مليار دولار لدعم الطاقة. أكثر من نصف تلك الإعانات ذهبت إلى الطاقة النووية. تم توجيه 26٪ فقط من هذه الإعانات نحو تقنيات الطاقة المتجددة وأولويات كفاءة الطاقة. حتى مع دعم الطاقة الشمسية الذي يصل إلى 88 سنتًا لكل كيلوواط / ساعة ، فإن الوصول إلى هذه الطاقة ليس مربحًا للعديد من الأسر ذات الدخل المنخفض. وهذا يعني أن الأولوية تظل على الطاقات غير المتجددة ، مما يزيد من إعاقة الابتكار في هذا القطاع.
7. قد يتطلب التثبيت مساحة كبيرة.
باستخدام تقنيات توليد الطاقة الشمسية الحالية ، هناك حاجة إلى أكثر من 40 هكتارًا من الألواح لتوليد حوالي 20 ميجاوات من الطاقة. وبالمقارنة ، تولد محطة طاقة نووية متوسطة الحجم حوالي 1000 ميغاواط من الطاقة على مساحة 259 هكتارًا. بالنظر إلى نفس المساحة ، فإن تركيب الطاقة الشمسية سينتج أقل من 200 ميغاواط. بالنسبة للرياح البرية ، تتطلب التوربينات التي تبلغ 2 ميغاواط مساحة 1.5 فدان. بالنظر إلى نفس المساحة التي توفرها المنشأة النووية ، فإنها ستولد فقط حوالي 850 ميغاواط كحد أقصى.
8. ليس مصدرا ثابتا للطاقة.
ثم هناك مشكلة الاتساق. يمكن الوصول إلى الفحم والطاقة النووية في أي وقت. لا يمكن حصاد العديد من مصادر الطاقة المتجددة إلا خلال فترات محددة من اليوم. الطاقة الشمسية ، على سبيل المثال ، لا يتم جمعها في الليل. لا يمكن حصاد طاقة الرياح ما لم تهب الرياح. ومع ذلك ، فإن طاقة الرياح غالبًا ما تكون غير فعالة لأن التوربينات لها حد أدنى وأقصى لسرعة رياح تعمل خلالها.
9. لها تكاليف تخزين عالية.
أحد عوامل التسعير التي غالبًا ما يتم استبعادها من محادثة الطاقة المتجددة هي تكلفة التخزين. يجب عليك تخزين الطاقة المجمعة وإلا ستفقدها ، مما يعني وجود بطارية مثبتة. تبلغ التكلفة الإجمالية لتخزين الطاقة حوالي 9 سنتات لكل كيلوواط ساعة ، لكن تكلفة البطارية مقدمة. هذا يعني 10000 دولار إلى 25000 دولار في وقت التثبيت للبطارية وحدها. يمكن لبعض أنواع البطاريات أن تبلى بسرعة كبيرة ، خاصة إذا تم استخدام طاقتها الكاملة بشكل منتظم.
10. تكاليف رأس المال كبيرة.
إذا كان هناك حاجة لتطوير مورد طاقة جديد لمجتمع ما في هذا الوقت ، فإن التكلفة الرأسمالية للمورد ستكون الاعتبار الأساسي. في هذا الوقت ، تكون التكاليف الرأسمالية لموارد الطاقة غير المتجددة أقل من التكاليف الرأسمالية للطاقة المتجددة. قد يتغير هذا بمرور الوقت ، لكنه أحد الأسباب الرئيسية لعدم تفضيل مصادر الطاقة المتجددة في بعض أجزاء العالم اليوم.
تبين لنا مزايا وعيوب الطاقة المتجددة أن تطوير هذه التكنولوجيا مهم للأجيال القادمة. الاحترار العالمي هو تهديد محتمل. التلوث هو تهديد محتمل. سواء كنت تعتقد أنها مشاكل من صنع الإنسان أو جزء من الدورة الطبيعية للكوكب ، فإن النتيجة النهائية هي نفسها. يجب أن نخطط لمصدر طاقة بديل في مرحلة ما. إذا لم نفعل ذلك ، فسيتم استنفاد مواردنا غير المتجددة في النهاية وسيهدد جيل المستقبل بالتقدم إلى الوراء.