الموارد الطبيعية المتجددة

الموارد الطبيعية المتجددة سنقدم لكل متابعينا موضوعا شاملا عن الموارد الطبيعية المتجددة وأهميتها للبيئة والمجتمع وكيف يمكن الاستفادة منها.

الموارد المتجددة

الموارد المتجددة هي تلك المخزونات من الموارد الطبيعية التي يمكن تجديدها في فترة قصيرة.
والمقصود في هذه الحالة أن يكون التجديد على مستوى عمر الإنسان، على أن يكون المورد المتجدد متجددا قبل نفاد استهلاكه، كما هو الحال مع الموارد الحيوانية أو الموارد النباتية (الكتلة الحيوية)، والمياه كمورد حيوي مهم للحياة. البشر.
هناك مستوى متجدد ثابت ودائم، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، وفيما يتعلق بالموارد الطبيعية الحية (مثل الأسماك وأخشاب الغابات وغيرها من الموارد…) فإنها لا تعتبر متجددة إذا كان معدل التجديد أكبر من أو تساوي معدل الاستغلال والاستهلاك من خلال صيد الأسماك مثلاً، وبالتالي يتم تصنيفها في هذه الحالة من مورد متجدد إلى مورد غير متجدد.
عندما نتحدث عن الموارد المتجددة، غالبًا ما نفكر أولاً في الطاقة المتجددة، وهو البعد الذي يجب أن تأخذه دراسات التأثير بعين الاعتبار:
– التوازنات البيئية (تحليل دورة الحياة) (بالفرنسية: les éco-bilans_(analyse du Cycle de vie)
– انبعاثات الكربون
– مفهوم البصمة البيئية. (لا فكرة empreinte ecologique)

الموارد المتجددة

وتتمثل هذه الموارد في أنها تتجدد باستمرار مهما استهلك الإنسان منها. فهي تعوض الاستهلاك، أي أنها تعوض النقص في النظم البيئية، بما في ذلك الأشجار والكائنات الحيوانية والنباتية، والطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، والطاقة المائية، وبالتالي لا خوف من نفاذها. ولذلك، فإن الموارد المتجددة ليست خائفة من النفاد. ولم يستخدمه البشر بشكل مفرط. لكن يجب استغلال الموارد غير المتجددة بطريقة فعالة ورصينة: وهي الموارد الموجودة في الطبيعة ولا يمكن تجديدها إذا تم استخدامها والاعتماد عليها بشكل مفرط، بما في ذلك النفط والفحم والفوسفات والغاز الصخري… الخ. . وهي موجودة في الطبيعة وتعتبر غير متجددة لأن استبدالها يستغرق مليارات السنين. تشكلت هذه الموارد منذ العصور الجيولوجية القديمة، ومع مرور الزمن بالنسبة للكائنات الحية تحولت إلى موارد طبيعية. أسباب تسميتها غير متجددة: أي أنها غير متجددة مقارنة بعمر الإنسان، ولكنها مع مرور العصور تكون متجددة. ويخشى أن تنفد هذه الموارد غير المتجددة نتيجة للاستهلاك غير المنظم. حاليا كلنا نسمع أن النفط اقترب من النضوب (النفاد)، وبدأت الدراسات على استخدام الطاقة البديلة (الشمس والهيدروجين والرياح وغيرها)، وهدفها تقليل الاعتماد على النفط والفحم، لأن كل التطورات سوف نعتمد على النفط والفحم وأي ذخيرة لدينا. أهمية الموارد الأولية المتجددة: تأتي أهميتها من استخدامها بشكل رشيد وعدم الإفراط في استخدامها

الطاقة المتجددة

الطاقة المتجددة هي الطاقة المستمدة من الموارد الطبيعية القابلة للتجديد، أي التي لا تنضب. وهو يختلف جوهريًا عن الوقود الأحفوري مثل النفط والفحم والغاز الطبيعي، أو الوقود النووي المستخدم في المفاعلات النووية. لا تنتج الطاقة المتجددة عادة نفايات مثل ثاني أكسيد الكربون (CO2) أو الغازات الضارة أو تزيد من ظاهرة الاحتباس الحراري، كما يحدث عند حرق الوقود الأحفوري أو النفايات الذرية الضارة الناتجة عن المفاعلات النووية.
يتم إنتاج الطاقة المتجددة من الرياح والماء والشمس. كما يمكن إنتاجه من حركة الأمواج والمد والجزر أو من الطاقة الحرارية الأرضية، وكذلك من المحاصيل الزراعية والأشجار المنتجة للنفط. إلا أن الأخيرة بها نفايات تزيد من ظاهرة الاحتباس الحراري. ويتم حالياً إنتاج معظم إنتاج الطاقة المتجددة في محطات الطاقة الكهرومائية عن طريق السدود الكبيرة حيثما توفرت أماكن مناسبة لبنائها على الأنهار ومستجمعات المياه. وتستخدم الأساليب التي تعتمد على طاقة الرياح والطاقة الشمسية على نطاق واسع في البلدان المتقدمة وبعض البلدان النامية. إلا أن طرق إنتاج الكهرباء باستخدام مصادر الطاقة المتجددة أصبحت شائعة في الآونة الأخيرة، ووضعت العديد من الدول خططا لزيادة نسبة إنتاجها من الطاقة المتجددة بحيث تغطي احتياجاتها من الطاقة بنسبة 20% من استهلاكها في عام 2020. مؤتمر في اليابان، وافق معظم رؤساء الدول على خفض إنتاج ثاني أكسيد الكربون. الكربون في السنوات المقبلة من أجل تجنب التهديدات الكبرى لتغير المناخ بسبب التلوث واستنزاف الوقود الأحفوري، بالإضافة إلى المخاطر الاجتماعية والسياسية للوقود الأحفوري والطاقة النووية.
تزايد في الآونة الأخيرة ما يعرف بتجارة الطاقة المتجددة، وهي نوع من الأعمال التي تدخل في تحويل الطاقات المتجددة إلى مصادر دخل والترويج لها. ورغم وجود العديد من العوائق غير التقنية التي تحول دون انتشار الطاقات المتجددة على نطاق واسع، مثل ارتفاع تكلفة الاستثمارات البدائية وغيرها، إلا أن ما يقرب من 65 دولة تخطط للاستثمار في الطاقات المتجددة، وعملت على وضع السياسات اللازمة لتطويرها وتنميتها. – تشجيع الاستثمار في الطاقات المتجددة. وتزايد الاهتمام بالطاقة المتجددة في السنوات الأخيرة في دول الشرق الأوسط، وخاصة المملكة العربية السعودية، حيث بدأ القطاع الخاص السعودي بضخ مبالغ كبيرة للاستثمار في قطاع الطاقة المتجددة.

أنواع الطاقة المتجددة

وتسمى أيضًا “الطاقة المستدامة” وتشمل:
طاقة المد والجزر
الطاقة الكهرومائية
الطاقة الكهرومائية
طاقة الرياح
طاقة شمسية
الطاقة الحيوية
الكتلة الحيوية
الطاقة الحرارية الأرضية
الكهرباء الحرارية الأرضية
الوقود الحيوي المستدام

مزايا الطاقة المتجددة

– متوفر في معظم دول العالم
– لا يلوث البيئة، ويحافظ على الصحة العامة للكائنات الحية.
– اقتصادية في العديد من الاستخدامات.
– ضمان استمرار توافرها ووجودها.
– يستخدم تقنيات غير معقدة.

طاقة شمسية

وهو الضوء المنبعث والحرارة الناتجة عن الشمس، والتي سخرها الإنسان لصالحه منذ القدم باستخدام مجموعة من الوسائل التكنولوجية المتطورة باستمرار. يتم أيضًا توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية باستخدام المحركات الحرارية أو المحولات الكهروضوئية. وبمجرد تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، فإن براعة الإنسان فقط هي التي يمكنها التحكم في استخداماتها. والتي تتم باستخدام الطاقة الشمسية وأنظمة التدفئة والتبريد خلال التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، ومياه الشرب أثناء التقطير والتطهير، واستغلال ضوء النهار، والمياه الساخنة، والطاقة الحرارية في الطهي، ودرجات الحرارة المرتفعة للأغراض الصناعية. توصف التقنيات التي تعتمد على الطاقة الشمسية عمومًا بأنها إما أنظمة طاقة شمسية سلبية أو أنظمة طاقة شمسية إيجابية وفقًا للطريقة التي يتم بها استغلال ضوء الشمس وتحويله وتوزيعه. وتشمل التقنيات التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية الإيجابية استخدام الألواح الكهروضوئية والمجمعات الحرارية الشمسية، إلى جانب المعدات الميكانيكية والكهربائية، لتحويل ضوء الشمس إلى مصادر أخرى مفيدة للطاقة. وفي الوقت نفسه، تشمل التقنيات التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية السلبية توجيه المبنى نحو الشمس، واختيار المواد ذات الكتلة الحرارية المناسبة أو خصائص تشتت الأشعة الضوئية، وتصميم المساحات التي تعمل على تدوير الهواء بشكل طبيعي. ومن أكثر التقنيات الواعدة تلك التي تستغل طاقة الشمس، حيث يعتبر التحويل الحراري المباشر للإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية عبر الخلايا الشمسية تقنية جديدة ومتقدمة وهي صناعة استراتيجية حيث أنها مصدر مستقبلي قوي.

الخلايا الشمسية

الخلايا الشمسية هي محولات ضوئية تعمل على تحويل ضوء الشمس المباشر إلى كهرباء. وهي عبارة عن أجهزة شبه موصلة وحساسة للضوء ومحاطة بغطاء أمامي وخلفي موصل للكهرباء. لقد تم تطوير العديد من التقنيات لإنتاج الخلايا الشمسية من خلال عمليات متتابعة من المعالجات الكيميائية والفيزيائية والكهربائية على شكل مكثف ذاتي الاحتواء أو آلي للغاية. كما تم تطوير مواد مختلفة لتصنيع الخلايا الشمسية على شكل عناصر مثل السيليكون أو على شكل مركبات مثل زرنيخ الغاليوم والكبريتيد. الكادميوم وفوسفيد الإنديوم وكبريتيد النحاس وغيرها من المواد الواعدة لصناعة الخلايا الكهروضوئية.

أنواع الخلايا الشمسية التجارية

الخلايا الشمسية السيليكونية البلورية

يتم تصنيع هذه الخلايا من السيليكون عن طريق زراعة قضبان السيليكون ومن ثم تشكيلها إلى رقائق ومعالجتها كيميائيا وفيزيائيا عبر مراحل مختلفة للوصول إلى الخلايا الشمسية. كفاءة هذه الخلايا عالية حيث تتراوح بين 9-17%، كما أن خلايا السيليكون أحادية البلورة غالية الثمن بسبب صعوبة التكنولوجيا واستهلاك الطاقة، أما خلايا السيليكون متعددة البلورات فهي أقل تكلفة من الخلايا أحادية البلورة وأقل كفاءة أيضاً.
الخلايا الشمسية السيليكونية غير المتبلورة

مادة هذه الخلايا لها شكل السيليكون، حيث يتشقق التركيب البلوري بسبب وجود الهيدروجين أو عناصر أخرى تم إدخالها عمدا لمنحها خصائص كهربائية مميزة. تعتبر خلايا السيليكون غير المتبلورة أقل تكلفة من خلايا السيليكون البلورية، حيث يتم ترسيب طبقة شريطية رقيقة باستخدام كميات صغيرة من المواد الخام. وتتراوح كفاءة خلايا هذه المادة بين 4-9% لمساحة سطحية كبيرة وأكثر بقليل من ذلك لمساحة سطحية صغيرة، على الرغم من أن استقرارها يتأثر بالإشعاع الشمسي.
طاقة الرياح المتجددة

هو استخدام طاقة الرياح لتحريك الأشياء والاستفادة منها. يتم تحويل حركة الرياح إلى شكل آخر من أشكال الطاقة التي يسهل استخدامها، وغالباً ما تكون كهربائية، وذلك باستخدام التوربينات (المروحيات). تعتبر طاقة الرياح آمنة، بالإضافة إلى كونها عضوًا في عائلة الطاقة المتجددة. وهي طاقة بيئية لا تبعث الملوثات الضارة بالبيئة. بعد ظاهرة الاحتباس الحراري والتلوث، يتجه العالم الآن نحو اعتماد مصادر الطاقة المتجددة كمصادر بديلة للطاقة وتقليل استخدام الوقود الأحفوري. ولهذه الأسباب يسعى التقدم التكنولوجي إلى خفض تكلفة الطاقة المتجددة لتوسيع انتشارها. تعد طاقة الرياح أقل مصادر الطاقة المتجددة تكلفة وأكثرها وعدًا بين جميع المصادر الأخرى، لكن طبيعتها المتنوعة – أي لأن الرياح لا تهب دائمًا – تجعل من غير الضروري للباحثين تحديد التأثير الذي ستحدثه على أنظمة تحلية المياه وأنظمة تحلية المياه. عمليات الإنتاج الخاصة بهم.
مزايا طاقة الرياح

مزايا وعيوب طاقة الرياح: هي طاقة محلية ومتجددة ولا تنتج غازات دفيئة أو ملوثات مثل ثاني أكسيد الكربون أو أكسيد النيتريك أو الميثان، وبالتالي فإن تأثيرها الضار على البيئة يكون ضئيلاً. 95% من الأراضي المستخدمة كحقول رياح يمكن استخدامها لأغراض أخرى كالزراعة أو الرعي، كما يمكن وضع توربينات فوق المباني. وأظهرت دراسة حديثة أن كل مليار كيلووات/ساعة من إنتاج طاقة الرياح سنويا يخلق ما بين 440 إلى 460 وظيفة.
تكنولوجيا استخدام الرياح لتوليد الطاقة الكهربائية

تعد تكنولوجيا استخدام الرياح لتوليد الكهرباء المصدر الجديد الأسرع نموًا لتوليد الكهرباء على مستوى العالم. يتم إنتاج الطاقة من الرياح بواسطة محركات الرياح ثلاثية الأذرع (أو التوربينات) التي توضع فوق الأبراج الشاهقة وتعمل بنفس طريقة عمل المراوح، ولكن بطريقة معاكسة. فبدلاً من استخدام الكهرباء لإنتاج الرياح كما تفعل المراوح، تستخدم هذه التوربينات الرياح لإنتاج الطاقة. وتتم العملية عن طريق الرياح التي تدير ذراع المحرك، الذي يقوم بدوره بتدوير أسطوانة العمود المتصلة بمجموعة من التروس التي تشكل ناقل الحركة لتشغيل مولد كهربائي. يمكن للتوربينات الكبيرة المصممة لمنشآت إنتاج الكهرباء العامة أن تولد ما بين 650 كيلووات (الكيلووات يعادل ألف واط) و1.5 ميجاوات (الميجاوات تعادل مليون واط). وتستخدم المنازل ومحطات الاتصالات ومضخات المياه توربينا واحدا صغيرا لا تتجاوز قوته 100 كيلووات كمصدر للطاقة، خاصة في المناطق النائية التي لا توجد فيها شركات توليد وتوزيع للطاقة للاستخدام العام.