تنمية الطاقة

تنمية الطاقة

المجموع مصادر الطاقة المتجددة مفصلة حسب المصدر    الوقود الأحفوري    طاقة متجددة    الطاقة النووية    نظم التدفئة باستخدام الكتلة الحيوية    تسخين المياه بالطاقة الشمسية    طاقة حرارية جوفية    طاقة كهرمائية    ايثانول    ديزل حيوي    كتلة حيوية    طاقة رياح    كهرباء حرارية أرضية    لوح ضوئي    سولار    المحيطات المصدر: شبكة سياسة الطاقة المتجددة[1] إجمالي إنتاج الطاقة الأولية في العالم إجمالي إنتاج الطاقة الأولية في العالم[2]    الصين    روسيا    افريقيا    الولايات المتحدة    اوروبا    أمريكا الجنوبية لاحظ المحور ص المختلف للمنحنيات الكلية (يسار) والمنطقة (يمين) استخدام / تدفق الطاقة الأمريكي في عام 2011 توضح مخططات تدفق الطاقة الحجم النسبي لموارد الطاقة الأولية والاستخدامات النهائية في الولايات المتحدة ومقارنة بالوقود على أساس وحدة الطاقة المشتركة(2011)[3] المركبات والطاقة المشعة    سولار    طاقة نووية    طاقة كهرومائية    طاقة الرياح    الطاقة الحرارية الأرضية    غاز طبيعي    فحم    الكتلة الحيوية    بترول إنتاج التيارات الكهربائية / الاستفادة من الآثار المنقولة    توليد الكهرباء    سكني ، تجاري ، صناعي ، مواصلات    الطاقة المرفوضة (الحرارة المهدورة))    خدمات 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.^[4]

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.^[5]

ذكرت الوكالة الدولية للطاقة الذرية في عام 2013 أنه يوجد 437 مفاعلًا نوويًا عاملًا للطاقة،^[6] في 31 دولة،^[7] رغم أنها لا تنتج جميعها الكهرباء بالضرورة.^[8] بالإضافة إلى ذلك، يوجد تقريبًا 140 سفينة بحرية عاملة تستخدم الدفع النووي، ويعمل فيها نحو 180 مفاعلًا.^[9][10][11] 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.^[12]

يوجد جدل مستمر حول الطاقة النووية.^[13][14][15] 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.^[16] في حين يؤكد المعارضون أن الطاقة النووية تشكل العديد من التهديدات للناس والبيئة.^[17][18]

تشمل حوادث محطات الطاقة النووية كارثة تشيرنوبيل (1986)، وكارثة فوكوشيما دايتشي النووية (2011)، وحادث جزيرة ثري مايل (1979).^[19] ووقعت أيضًا بعض حوادث الغواصات النووية.^[19][20][21] 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.^{[22][23][24][25][26]} 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.^[27][28]

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،^[29] 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).^[30]

ينتج نحو 16% من الاستهلاك العالمي النهائي للطاقة حاليًا من مصادر متجددة، وينتج 10% من إجمالي الطاقة من الكتلة الحيوية التقليدية،^[31] 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.^[32] 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.^[33] 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.^[34] تدعم استطلاعات الرأي العام الدولية بقوة تعزيز المصادر المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.^[35]

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).^[36][37]

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.^[38]

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.^[39]

سد الممرات الثلاثة بقدرة 22,500 ميغاواط في الصين-أكبر محطة للطاقة الكهرومائية في العالم ^[40]

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.^[41]

الإستخدامات

تستخدم المجتمعات الطاقة لأغراض النقل والتصنيع والإضاءة والتدفئة وتكييف الهواء والاتصالات للأغراض الصناعية والتجارية والمنزلية.^[42]

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.^[43]

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.^[44]

مراجع

1. REN21–Renewable Energy Policy Network for the 21st Century Renewables 2012–Global Status Report, page 21. نسخة محفوظة December 15, 2012, على موقع واي باك مشين., 2012 ^{[وصلة مكسورة]}
2. eia.gov–U.S. Energy Information Administration International Energy Statistics نسخة محفوظة 2013-08-22 على موقع واي باك مشين.
3. مختبر لورانس ليفرمور الوطني–Energy flow chart نسخة محفوظة 2013-10-01 على موقع واي باك مشين., 2011
4. "Collectively, life cycle assessment literature shows that nuclear power is similar to other renewable and much lower than fossil fuel in total life cycle GHG emissions.". Nrel.gov. 2013-01-24. Archived from the original on 2013-07-02. Retrieved 2013-06-22.
5. "Key World Energy Statistics 2012" (PDF). الوكالة الدولية للطاقة. 2012. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2012-11-18. اطلع عليه بتاريخ 2012-12-17.
6. "PRIS - Home". Iaea.org. مؤرشف من الأصل في 2013-06-02. اطلع عليه بتاريخ 2013-06-14.
7. "World Nuclear Power Reactors 2007-08 and Uranium Requirements". World Nuclear Association. 9 يونيو 2008. مؤرشف من الأصل في 2008-03-03. اطلع عليه بتاريخ 2008-06-21.
8. "Japan approves two reactor restarts". Taipei Times. 7 يونيو 2013. مؤرشف من الأصل في 2013-09-27. اطلع عليه بتاريخ 2013-06-14.
9. "What is Nuclear Power Plant - How Nuclear Power Plants work | What is Nuclear Power Reactor - Types of Nuclear Power Reactors". EngineersGarage. مؤرشف من الأصل في 2013-10-04. اطلع عليه بتاريخ 2013-06-14.
10. "Nuclear-Powered Ships | Nuclear Submarines". World-nuclear.org. مؤرشف من الأصل في 2013-06-12. اطلع عليه بتاريخ 2013-06-14.
11. "Archived copy" (PDF). مؤرشف من الأصل (PDF) في 2015-02-26. اطلع عليه بتاريخ 2015-06-04. Naval Nuclear Propulsion, Magdi Ragheb. As of 2001, about 235 naval reactors had been built
12. "Beyond ITER". The ITER Project. Information Services, Princeton Plasma Physics Laboratory. مؤرشف من الأصل في 2006-11-07. اطلع عليه بتاريخ 2011-02-05. - Projected fusion power timeline
13. Union-Tribune Editorial Board (27 مارس 2011). "The nuclear controversy". Union-Tribune. مؤرشف من الأصل في 2011-11-19.
14. James J. MacKenzie. Review of The Nuclear Power Controversy by آرثر دبليو. ميرفي The Quarterly Review of Biology, Vol. 52, No. 4 (Dec., 1977), pp. 467-468. نسخة محفوظة 2022-10-17 على موقع واي باك مشين.
15. In February 2010 the nuclear power debate played out on the pages of نيويورك تايمز, see A Reasonable Bet on Nuclear Power نسخة محفوظة 2017-02-01 على موقع واي باك مشين. and Revisiting Nuclear Power: A Debate نسخة محفوظة 2017-04-09 على موقع واي باك مشين. and A Comeback for Nuclear Power? نسخة محفوظة 2010-02-26 على موقع واي باك مشين.
16. U.S. Energy Legislation May Be 'Renaissance' for Nuclear Power نسخة محفوظة 2009-06-26 على موقع واي باك مشين..
17. Spencer R. Weart (2012). The Rise of Nuclear Fear. Harvard University Press. ISBN:9780674065062. مؤرشف من الأصل في 2021-11-01.
18. Sturgis، Sue. "Investigation: Revelations about Three Mile Island disaster raise doubts over nuclear plant safety". Institute for Southern Studies. مؤرشف من الأصل في 2010-04-18. اطلع عليه بتاريخ 2010-08-24.
19. iPad iPhone Android TIME TV Populist The Page (25 مارس 2009). "The Worst Nuclear Disasters". Time.com. مؤرشف من الأصل في 2013-08-26. اطلع عليه بتاريخ 2013-06-22.
20. Strengthening the Safety of Radiation Sources نسخة محفوظة 26 مارس 2009 على موقع واي باك مشين. p. 14.
21. Johnston, Robert (23 سبتمبر 2007). "Deadliest radiation accidents and other events causing radiation casualties". Database of Radiological Incidents and Related Events. مؤرشف من الأصل في 2007-10-23.
22. Markandya، A.؛ Wilkinson، P. (2007). "Electricity generation and health". Lancet. ج. 370 ع. 9591: 979–990. DOI:10.1016/S0140-6736(07)61253-7. PMID:17876910. S2CID:25504602.
23. "Dr. MacKay Sustainable Energy without the hot air". Data from studies by the معهد بول شيرير including non EU data. ص. 168. مؤرشف من الأصل في 2012-09-02. اطلع عليه بتاريخ 2012-09-15.
24. "How Deadly is Your Kilowatt? We Rank the Killer Energy Sources". مؤرشف من الأصل في 2012-06-10. اطلع عليه بتاريخ 2017-05-13. with Chernobyl's total predicted نموذج اللاعتبة الخطي cancer deaths included, nuclear power is safer when compared to many alternative energy sources' immediate, death rate.
25. Brendan Nicholson (5 يونيو 2006). "Nuclear power 'cheaper, safer' than coal and gas". ذي إيج. مؤرشف من الأصل في 2008-02-08. اطلع عليه بتاريخ 2008-01-18.
26. Burgherr Peter (2008). "A Comparative Analysis of Accident Risks in Fossil, Hydro, and Nuclear Energy Chains" (PDF). Human and Ecological Risk Assessment. ج. 14 ع. 5: 947–973 962–5]. DOI:10.1080/10807030802387556. S2CID:110522982. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-10-01. Comparing Nuclear's latent cancer deaths, such as cancer with other energy sources immediate deaths per unit of energy generated(GWeyr). This study does not include fossil fuel related cancer and other indirect deaths created by the use of fossil fuel consumption in its "severe accident", an accident with more than 5 fatalities, classification.
27. Richard Schiffman (12 مارس 2013). "Two years on, America hasn't learned lessons of Fukushima nuclear disaster". The Guardian. مؤرشف من الأصل في 2017-02-02.
28. Martin Fackler (1 يونيو 2011). "Report Finds Japan Underestimated Tsunami Danger". The New York Times. مؤرشف من الأصل في 2017-02-05.
29. "The myth of renewable energy | Bulletin of the Atomic Scientists". Thebulletin.org. 22 نوفمبر 2011. مؤرشف من الأصل في 2013-10-07. اطلع عليه بتاريخ 2013-10-03.
30. REN21 (2010). Renewables 2010 Global Status Report p. 15. نسخة محفوظة April 16, 2012, على موقع واي باك مشين.
31. "Energy for Cooking in Developed Countries" (PDF). 2006. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2017-11-15. اطلع عليه بتاريخ 2018-07-13.
32. REN21 (2011). "Renewables 2011: Global Status Report" (PDF). ص. 17, 18. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2015-09-24.
33. REN21 (2013). "Renewables global futures report 2013" (PDF).^{[وصلة مكسورة]}
34. International Energy Agency (2012). "Energy Technology Perspectives 2012" (PDF). مؤرشف (PDF) من الأصل في 2012-07-08.
35. United Nations Environment Programme Global Trends in Sustainable Energy Investment 2007: Analysis of Trends and Issues in the Financing of Renewable Energy and Energy Efficiency in OECD and Developing Countries نسخة محفوظة March 25, 2009, على موقع واي باك مشين. (PDF), p. 3.
36. Steve Leone (25 أغسطس 2011). "U.N. Secretary-General: Renewables Can End Energy Poverty". Renewable Energy World. مؤرشف من الأصل في 2013-09-28.
37. World Energy Assessment (2001). Renewable energy technologies نسخة محفوظة June 9, 2007, على موقع واي باك مشين., p. 221.
38. "Renewables 2016: Global Status Report" (PDF). مؤرشف (PDF) من الأصل في 2017-05-25. اطلع عليه بتاريخ 2017-05-24.
39. Worldwatch Institute (يناير 2012). "Use and Capacity of Global Hydropower Increases". مؤرشف من الأصل في 2014-09-24. اطلع عليه بتاريخ 2014-01-11.
40. Renewables 2011 Global Status Report, page 25, Hydropower نسخة محفوظة April 9, 2012, على موقع واي باك مشين., REN21, published 2011, accessed 2011-11-7.
41. Burgherr Peter (2008). "A Comparative Analysis of Accident Risks in Fossil, Hydro, and Nuclear Energy Chains" (PDF). Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal. 14 (5): 947–973 962–5]. doi:10.1080/10807030802387556. Comparing Nuclear's latent cancer deaths, such as cancer with other energy sources immediate deaths per unit of energy generated(GWeyr). This study does not include fossil fuel related cancer and other indirect deaths created by the use of fossil fuel consumption in its "severe accident", an accident with more than 5 fatalities, classification.
42. "How Deadly is Your Kilowatt? We Rank the Killer Energy Sources". Archived from the original on 2012-06-10. Retrieved 2017-05-13. with Chernobyl's total predicted linear no-threshold cancer deaths included, nuclear power is safer when compared to many alternative energy sources' immediate, death rate.
43. In February 2010 the nuclear power debate played out on the pages of The New York Times, see A Reasonable Bet on Nuclear Power Archived 2017-02-01 at the Wayback Machine and Revisiting Nuclear Power: A Debate Archived 2017-04-09 at the Wayback Machine and A Comeback for Nuclear Power? Archived 2010-02-26 at the Wayback Machine
44. Fridleifsson, Ingvar B.; Bertani, Ruggero; Huenges, Ernst; Lund, John W.; Ragnarsson, Arni; Rybach, Ladislaus (2008-02-11), O. Hohmeyer and T. Trittin, ed., The possible role and contribution of geothermal energy to the mitigation of climate change (pdf), IPCC Scoping Meeting on Renewable Energy Sources, Luebeck, Germany, pp. 59–80, retrieved 2009-04-06