أنواع مصادر الطاقة
تقدم مصادر الطاقة أهمية كبيرة في حياة البشر، وتنقسم إلى نوعين رئيسيين: المصادر غير المتجددة والمصادر المتجددة، وفيما يلي تفصيل لكل نوع:
المصادر غير المتجددة
تعرف المصادر غير المتجددة بأنها تلك التي يمكن أن تنفد مع مرور الوقت، وتشمل في الأغلب الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي. ومن المهم الإشارة إلى المخاوف المتعلقة بتأثيراتها السلبية على البيئة وندرتها. وتفصيل الأنواع كالتالي:
- الفحم الحجري: يُستخدم الفحم الحجري بشكل رئيسي لإنتاج الطاقة الكهربائية، حيث تشير إدارة معلومات الطاقة إلى أنه يُساهم بنسبة 23% من احتياجات الولايات المتحدة من الطاقة. يتم حرق عدة أنواع من الفحم بما في ذلك البتيومين والسبيتيومين والليجنيت، ومن ثم تُستخدم الحرارة الناتجة عن الحرق لتحويل الماء إلى بخار مضغوط لتحريك التوربينات وتوليد الكهرباء. كما يُستخدم الفحم المعدني في صناعة الحديد لتحسين صلابته وتقليل رطوبته وتركيز الفوسفور والكبريت، وتدخل بعض أنواعه في صناعات أخرى مثل الإسمنت والتدفئة واستخدامات منزلية وصناعية.
- النفط: النفط هو سائل موجود طبيعياً تحت سطح الأرض، يُستخدم كوقود للآلات ومحركات المركبات بعد تكريره، كما يمكن تحويله إلى بلاستيك. يُعتبر توفر النفط واستخراجه عناصر حيوية تؤثر في الاقتصاد والسياسة العالمية.
- الغاز الطبيعي: يعتبر الغاز الطبيعي أقل مصادر الوقود الأحفوري ضرراً على البيئة، وهو غاز هيدروكربوني يُعرف عادةً بالميثان، دون لون أو رائحة.
- الطاقة النووية: تُنتج الطاقة النووية من خلال شطر ذرات اليورانيوم في المفاعلات النووية، حيث تُستخدم لتسخين الماء وتوليد بخار مضغوط يُستخدم بدوره في توليد الطاقة الكهربائية. تعتمد الولايات المتحدة الأمريكية على الطاقة النووية بنسبة 20% لتلبية احتياجاتها من الطاقة، وتتميز هذه الطاقة بعدم إنتاج مخلفات كربونية ضارة، كما تُستخدم في مجالات علم الفضاء وتطهير الأدوات الطبية وعلاج السرطان.
المصادر المتجددة
تُعرف المصادر المتجددة بأنها تلك التي لا تنفد، وتتميز بأنها نظيفة وصديقة للبيئة، حيث لا تُحدث أي ملوثات بيئية. وفيما يلي تفصيل الأنواع المختلفة:
- الطاقة الشمسية: تُستخدم الطاقة الشمسية في توليد حرارة، ودفع التفاعلات الكيميائية، وإنتاج الطاقة الكهربائية. يُعد حجم الطاقة الشمسية الساقط على الأرض أكبر بكثير من حاجتها للطاقة، مما يجعلها مصدراً محتملاً مُستقبلاً. شهد القرن الـ21 زيادة كبيرة في استخدام الطاقة الشمسية كمصدر للطاقة المتجددة نظراً لكونها مستدامة وغير ملوثة.
- الحرارة الجوفية: تأتي الحرارة الجوفية من باطن الأرض، وتعد من مصادر الطاقة المتجددة، حيث يتم إنتاجها بشكل مستمر. تُستخدم الحرارة الجوفية في تسخين المياه، وتدفئة المباني، وتوليد الطاقة الكهربائية.
- طاقة الرياح: تنشأ طاقة الرياح من حركة الهواء، وتُستخدم توربينات الرياح لتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة ميكانيكية أو كهربائية، التي يمكن الاستفادة منها في عمليات مثل طحن الحبوب وضخ المياه.
- الطاقة الحيوية: هذه الطاقة تُنتج من الكائنات الحية، مثل الخشب والنباتات وفضلات الحيوانات، ويمكن تحويل هذه المواد إلى كهرباء عبر حرقها أو بطرق غير مباشرة مثل التخمر.
- الطاقة الهيدروليكية: تنتج هذه الطاقة من حركة الماء، ويتم استخدامها منذ أكثر من 2000 سنة. تُعد الطاقة الهيدروليكية واحدة من أكثر المصادر فاعلية في إنتاج الطاقة الكهربائية، وتُعتبر النرويج مثالاً يُحتذى به في هذا المجال حيث تعتمد على الطاقة الهيدروليكية بنسبة 99%. يُعتبر مشروع الممرات الثلاث في الصين أحد أبرز مشاريع الطاقة المتجددة، حيث يلبي احتياجات 70-80 مليون أسرة بقدرة انتاجية تصل إلى 80-100 تيرا واط ساعة سنوياً.