باطن الارض ، جسم الإنسان , المحيطات.. هل ستكون المصادر الاولى للطاقة عندما يكون الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي, من الماضي؟
خلال العشرين عاما الماضية ارتفع الاستهلاك البشري للطاقة بنسبة تقترب من الخمسين بالمائة, وهي نسبة ما زالت مستمرة في الارتفاع.
اليوم يستهلك ما يقرب من سبعة مليارات شخص في العالم كمية من الطاقة تعادل أكثر من 14 مليار طن من النفط سنويًا. 14% فقط تأتي من المصادر المستدامة والطاقة النووية. أكثر من 80 % لا تزال تنتج عن طريق حرق الفحم والنفط والغاز الطبيعي.
لقد استغرق الأمر ملايين السنين لتشكيل طبقات من الوقود الأحفوري في باطن الأرض ، ولكن يمكننا حرق تلك المواد في جزء من الثانية الجيولوجية. تقدر شركة الطاقة BP أن الأرض لا تزال تحتوي على ما يكفي من الفحم لتغطية الاستهلاك العالمي الحالي لمدة 153 عامًا ، في حين أن احتياطيات النفط المعروفة لا تدوم اكثر 50 عامًا.
لذلك ، يجب أن نجد مصادر جديدة للطاقة ، لا تنفد ويمكنها أن تبقي المصباح الكهربائي مضاءًا حتى 100 عام. ولتحقيق هذا الحلم فان العلماء والمهندسين في جميع أنحاء العالم يقومون بالفعل بإيجاد حل للمصدر الذي يجب أن تأتي منه طاقة المستقبل.
توربينات الرياح
بحسب مجلة (Energy Policy) فان مجموعة من الباحثين يؤكدون انه في أوروبا وحدها يوجد مكان لملايين توربينات الرياح التي يمكنها تزويد العالم بالطاقة بحلول عام 2050.
ويخلص فريق البحث إلى أن 4.9 مليون كيلومتر مربع من الأرض ، تنتشر في جميع أنحاء أوروبا ، يمكن تحويلها إلى مزارع رياح لتوربينات باحجام مختلفة. وهي مساحة تعادل 46 في المائة من إجمالي مساحة الأراضي في أوروبا. ووفقًا للباحثين فان هذه المساحة ستحتوي على 11 مليون توربينات رياح ، والتي ستولد معًا 497 إكسا جول (EJ) من الطاقة. وهي كمية ستكون كافية لامداد جميع العالم بالكهرباء عام 2050 عندما لا يتعدى احتياج العالم للكهرباء اكثر من 230 اكسا جول.
قوة المد تنتج الكهرباء
خزان بمساحة 11.5 كيلومترًا مربعًا و 16 توربين قادرة على تحويل خليج سوانزي الإنجليزي إلى محطة كهرباء. حيث بعد النهر عندما ينخفض منسوب المياه بين سبعة وتسعة أمتار عند المد ، لا يمكن سحب المياه إلا عبر التوربينات. مما ستمكن المحطة من انتاج الكهرباء لـ 155،000 أسرة.
تتوقع شركة الطاقة Tidal Lagoon Power ، التي تقف خلف هذا المشروع الطموح ، أن تكتمل محطة توليد الطاقة لتتكمن من انتاج الكهرباء بين عامي 2024 أو 2025.
الارصفة التي تنتج الطاقة
في عام 2017 ، حصل Bird Street في لندن ، إنجلترا ، على أول رصيف ينتج الكهرباء في العالم. في الاسفل بين لوحات الرصيف توجد مولدات كهرضغطية ، والتي تحول الضغط من القدمين إلى الكهرباء.
تتولد الكهرباء عندما يشكل الضغط الميكانيكي على الألواح مجالًا كهربائيًا في المادة الكهربائية بيزو ( Piezo) وينشئ تيارًا من الإلكترونات عبر المولدات. يتم تخزين الطاقة في البطاريات التي توفر الطاقة لمصابيح الشوارع في المساء.
إذا تم استخدام أرصفة مماثلة في جميع المدن الكبرى ، فإن أقدام السكان يمكن أن تنتج طاقة كافية لجميع الإضاءة في تلك شوارع تلك المدن.
المسافرون الذين يوفرون الدفئ لاحد المباني
كل يوم ، يسافر 250000 شخص عبر محطة ستوكهولم المركزية. يلتقط نظام التهوية المتصل بمبادل حراري الاشعة الحرارية الصادرة من اجسام المسافرين والحرارة الصادرة من عملية التنفس. حيث يتم نقل الحرارة إلى المياه ،التي ترتبط بمحطة التدفئة في مبنى المكاتب المكون من 13 طابقًا القريب من محطة ستكهولم, مما يوفر حوالي 20 % من الطاقة المستخدمة لتدفئة المبنى المذكور.
الهيدروجين ومستقبل الطاقة
تعتمد المجتمعات التي تستخدم الأحفوري اليوم بشكل أساسي على النفط والفحم والغاز ، ولكن في المستقبل عندما ينتهي عصر الوقود الاحفوري لن يكون هناك بديلا عن استغلال الهيدرجين.
فعندما تتولى مصادر الطاقة الخضراء في المستقبل توليد الكهرباء ، يصبح الإنتاج غير مستقر. عندما تهب الرياح وتشرق الشمس من سماء صافية ، تنتج التوربينات الريحية والخلايا الشمسية طاقة كهربائية أكبر بكثير مما يستهلكه المجتمع. لكن اليوم يمكن تخزين فقط كميات صغيرة من الكهرباء على البطاريات في الايام التي لا رياح فيها او عندما تحجب الغيوم ضوء الشمس.
ولكن مستقبلا سيتم تخزين الفائض من الكهرباء في ذرات الهيدروجين, حيث يتم الرجوع اليها واستخدامها عند الحاجة وعندما لا يكون هناك انتاج للكهرباء.
اذ تُسلط كمية كافية من الكهرباء على الماء ليتم فصل الهديروجين عن الاوكسجين وحفظ ذرات الهيدروجين المشحونة بالطاقة في خزانات عملاقة. يتم استخراج الكهرباء لاحقا من ذرات الهيدروجين عن طريق بطاريات الوقود التي ستوفر كمية كافية من الاوكسجين لاعادة تركيب المياه مجددا.
الطاقة النووية و مستقبل اليورانيوم
قد يقود عنصر الثوريوم محطة الطاقة النووية في المستقبل.
ففي عام 2017 ، بدأت مجموعة أبحاث في هولندا تجارب مع مفاعل يعمل فقط بالثوريوم. في هذا المفاعل يتم تحويل المادة إلى يورانيوم قابل للانشطار عن طريق تشعيع النيوترونات. وبمجرد بدء العملية ، ينتج الانشطار النووي في اليورانيوم نيوترونات جديدة والتي تتحول الثوريوم أكثر فأكثر إلى أن يتم حرق المادة بالكامل.
وبالمقارنة ، فإن محطات الطاقة النووية الحالية لا تستخدم اليوم سوى نسبة ضئيلة من اليورانيوم القابل للانشطار.
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة ثامر الحلي
