الرئيسيةعريقبحث

طاقة مستدامة

☰ جدول المحتويات

السدود الكهرمائية هي واحدة من أكثر مصادر الطاقة المستدامة انتشارا
حقل للطاقة الحرارية في شمال كاليفورنيا
طاقة الرياح: القدرة المثبتة في جميع أنحاء العالم [1]
رسم للحوض المكافئ بواسطة الطاقة الشمسية

الطاقة المستدامة هي استخدام الطاقة بطريقة «تلبي احتياجات الحاضر دون المساس بقدرة الأجيال المقبلة على تلبية احتياجاتهم الخاصة».[2]

تعتبر تلبية احتياجات العالم من الكهرباء والتدفئة والتبريد والطاقة اللازمة للتنقل بطريقة مستدامة واحدة من أكبر التحديات التي تواجه البشرية في القرن الحادي والعشرين. يفتقر حوالي مليار شخص في جميع أنحاء العالم إلى الكهرباء ويعتمد نحو 3 مليارات شخص على أنواع الوقود الدخاني مثل الخشب أو الفحم أو روث الحيوانات من أجل الطهي. تعد هذه الأنواع بالإضافة إلى الوقود الأحفوري المساهم الرئيسي في تلوث الهواء الذي يسبب وفاة ما يقدر بنحو 7 ملايين سنويًا. ينبعث من عملية إنتاج واستهلاك الطاقة أكثر من 70٪ من انبعاثات الغازات الدفيئة التي يسببها الإنسان.

تصف السبل المقترحة من أجل الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري إلى 1.5 درجة، التنفيذ السريع لسبل الانبعاثات المنخفضة لإنتاج الكهرباء والتحول نحو استخدام أكثر للكهرباء في قطاعات مثل النقل. وتشتمل السبل أيضًا على تدابير من أجل الحد من استهلاك الطاقة؛ واستخدام أنواع الوقود المحايد للكربون، مثل الكهرباء المتجددة أو احتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون. يتطلب تحقيق هذه الأهداف سياسات حكومية وعالمية بما في ذلك تسعير الكربون والسياسات الخاصة بالطاقة والتخلص التدريجي من إعانات الوقود الأحفوري. يُستخدم مصطلح «الطاقة المستدامة» عند الإشارة إلى طرق إنتاج الطاقة بشكل متبادل مع مصطلح «الطاقة المتجددة». بشكل عام، تعتبر مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية مستدامة. ومع ذلك، يمكن لمشاريع الطاقة المتجددة الخاصة -مثل تطهير الغابات من أجل إنتاج الوقود الحيوي- أن تؤدي إلى أضرار بيئية مماثلة أو أسوأ من ذلك مقارنة باستخدام طاقة الوقود الأحفوري. يوجد جدل كبير بشأن ما إذا يمكن اعتبار الطاقة النووية مستدامة.[3]

يمكن دمج كميات معتدلة من طاقة الرياح والطاقة الشمسية -وهي مصادر متقطعة للطاقة- في الشبكة الكهربائية دون وجود بنية تحتية إضافية مثل تخزين طاقة الشبكة. ولّدت هذه المصادر 7.5٪ من الكهرباء في جميع أنحاء العالم في عام 2018، حصة نمت بسرعة. اعتبارًا من عام 2019، كان من المتوقع أن تستمر تكاليف الرياح والطاقة الشمسية والبطاريات في الانخفاض.[4]

تعريفات

وصفت اللجنة العالمية للبيئة والتنمية مفهوم التنمية المستدامة في كتابها لعام 1987 «مستقبلنا المشترك». نص تعريفها لـ «الاستدامة» الذي يستخدم الآن على نطاق واسع على: «يجب أن تلبي التنمية المستدامة احتياجات الحاضر دون المساس بقدرة الأجيال المقبلة على تلبية احتياجاتها الخاصة».

في كتابها، وصفت اللجنة أربعة عناصر رئيسية من أجل الاستدامة في ما يتعلق بالطاقة: القدرة على زيادة إمدادات الطاقة من أجل تلبية الاحتياجات البشرية المتزايدة، وكفاءة الطاقة والحفاظ عليها، والصحة العامة والسلامة، و«حماية المحيط الحيوي والوقاية من المزيد من أشكال التلوث المحلية».[5]

قُدمت تعريفات مختلفة للطاقة المستدامة منذ ذلك الحين والتي تستند أيضًا إلى الركائز الثلاث للتنمية المستدامة وهي: البيئة والاقتصاد والمجتمع.

  • وتشتمل المعايير البيئية على انبعاثات الغازات الدفيئة، والتأثير على التنوع البيولوجي، وإنتاج النفايات الخطرة والانبعاثات السامة.
  • تشتمل المعايير الاقتصادية على تكلفة الطاقة، سواء توفرت الطاقة للمستخدمين بموثوقية عالية أو لا، والتأثيرات على الوظائف المرتبطة بإنتاج الطاقة.
  • تشتمل المعايير الاجتماعية والثقافية على منع الحروب على إمدادات الطاقة (أمن الطاقة) وتوافر الطاقة على المدى الطويل.

يُعرف مبدأ التنظيم للاستدامة على أنه تنمية مستدامة، تشتمل على هذه المجالات الأربعة المترابطة: البيئة والاقتصاد والسياسة والثقافة.[6]

الإستراتيجية

تحتوي إستراتيجيات الطاقة المستدامة عموما على دعامتين هما:

  • الطرق الأنظف للإنتاج.
  • الحفاظ على الطاقة.

الأهمية

يتم نشر تقنيات الطاقة المستدامة لتوليد الكهرباء وتسخين المباني وتبريدها وأنظمة نقل الطاقة والآلات[7]. عند الإشارة إلى طرق إنتاج الطاقة يتم استخدام مصطلح "الطاقة المستدامة" بشكل متبادل مع مصطلح "الطاقة المتجددة"[8].

تعتبر مصادر الطاقة المتجددة مثل:

احد مصادر الطاقة المستدامة[9]. إن تنفيذ بعض مشاريع الطاقة المتجددة مثل سد الأنهار لتوليد الطاقة الكهرومائية أو تطهير الغابات لإنتاج الوقود الحيوي يثير أحيانا مخاوف كبيرة بشأن الاستدامة حيث يوجد هناك جدل كبير حول ما إذا كان يمكن اعتبار الطاقة النووية طاقة مستدامة[10].

التكاليف

لقد انخفضت تكاليف مصادر الطاقة المستدامة بشكل كبير على مدار السنين وتستمر في الانخفاض على نحو متزايد وتدعم السياسات الحكومية الفعالة ثقة المستثمرين وتتوسع هذه الأسواق. يتم إحراز تقدم كبير في انتقال الطاقة من الوقود الأحفوري إلى النظم المستدامة بيئيا إلى الحد الذي تدعم فيه العديد من الدراسات الطاقة المتجددة بنسبة 100٪[11].

التنظيم

مبدأ تنظيم الاستدامة هو التنمية المستدامة والتي تشمل المجالات الأربعة المترابطة:

ويعتبر علم الاستدامة هو دراسة التنمية المستدامة وعلوم البيئة[12].

الوضع الحالي

يُنظر إلى توفير الطاقة المستدامة على نطاق واسع على أنه أحد أكبر التحديات التي تواجه البشرية في القرن الحادي والعشرين، سواء من حيث تلبية احتياجات الحاضر أو من حيث آثاره على الأجيال المقبلة.[13][14] قال بيل غيتس في عام 2011:

إذا منحتني الاختيار بين اختيار الرؤساء العشر التاليين والتأكد من أن الطاقة سوف تصبح صديقة للبيئة بربع تكلفتها، فسأختار الطاقة.[14]

لا يحصل ما يقارب المليار شخص حول العالم على الكهرباء، ويعتمد أكثر من 2.5 مليار شخص على الوقود القذر لأغراض الطهي. يتسبب تلوث الهواء الناجم عن حرق الوقود إلى حد كبير في مقتل ما يقدر بنحو 7 ملايين شخص كل عام. تدعو أهداف الأمم المتحدة للتنمية المستدامة إلى «الحصول على طاقة بأسعار معقولة وموثوقة ومستدامة وحديثة للجميع» بحلول عام 2030.[15]

يعتبر إنتاج الطاقة واستهلاكها  عاملًا رئيسًا في تغير المناخ، إذ تُعد مسؤولة عن 72٪ من انبعاثات الغازات الدفيئة السنوية التي تسببها البشرية اعتبارًا من عام 2014. يساهم توليد الكهرباء والحرارة بنسبة 31٪ من انبعاثات الغازات الدفيئة التي يسببها الإنسان، ويساهم استخدام الطاقة في وسائل التنقل في 15٪، ويساهم استخدام الطاقة في التصنيع والبناء بنسبة 12٪. تنبعث 5٪ إضافية من خلال العمليات المرتبطة بإنتاج الوقود الأحفوري، و8٪ من خلال أشكال أخرى مختلفة من احتراق الوقود. اعتبارًا من عام 2015، تُنتج 80٪ من الطاقة الأولية في العالم بالاعتماد على الوقود الأحفوري.[16][17][18]

يعتمد أكثر من 2.5 مليار شخص في البلدان النامية على مواقد الطهي التقليدية وعلى الحرائق المفتوحة من أجل حرق الكتلة الحيوية أو الفحم لأغراض التدفئة والطهي. تؤدي هذه الممارسات إلى تلوث الهواء المحلي الضار وتزيد من خطر الحرائق، ما يؤدي إلى وفاة 4.3 مليون شخص سنويًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يتضمن سبب الضرر البيئي المحلي الخطير التصحر، والحصاد المفرط للخشب والمواد القابلة للاحتراق. لذلك، يعتبر تشجيع استخدام أنواع الوقود الأنظف والتقنيات الأكثر كفاءة في الطهي إحدى الأولويات العليا لمبادرة الأمم المتحدة من أجل توفير الطاقة المستدامة للجميع. اعتبارًا من عام 2019، كانت الجهود المبذولة من أجل تصميم مواقد الطهي النظيفة غير المكلفة والمدعومة من مصادر الطاقة المستدامة والمقبولة لدى المستخدمين مخيبة للآمال في الغالب.[19][20]

السبل المقترحة من أجل التخفيف من تغير المناخ

أُجرت مجموعة متباينة من المتخصصين والوكالات تحليل التكلفة-المنفعة من أجل تحديد أفضل طريقة ممكنة من أجل إزالة الكربون من إمدادات الطاقة في العالم. يقول تقرير (آي بّي سي سي) لعام 2018 الخاص بالاحترار العالمي بمقدار 1.5 درجة مئوية، إنه من أجل الحد من ارتفاع درجات الحرارة إلى 1.5 درجة مئوية وتجنب أسوأ آثار تغير المناخ فإن «انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الأنشطة البشرية على المستوى العالمي يجب أن تنخفض بحوالي 45٪ عن مستويات 2010 بحلول عام 2030، والوصول إلى صافي الصفر حوالي 2050». بصفته جزءًا من هذا التقرير، استعرض الفريق العامل التابع للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ والمعني بتخفيف آثار تغير المناخ مجموعة متنوعة من الأوراق المنشورة سابقًا والتي تصف المسارات (أي السيناريوهات وحافظات خيارات التخفيف) من أجل تحقيق الاستقرار في نظام المناخ من خلال التغييرات في الطاقة، واستخدام الأراضي، والزراعة، ومناطق أخرى.[21]

تصف المسارات التي تتوافق مع الحد من التحذير إلى نحو 1.5 درجة مئوية، الانتقالَ السريع نحو إنتاج الكهرباء من خلال طرق الانبعاثات المنخفضة، وزيادة استخدام الكهرباء بدلًا من أنواع الوقود الأخرى في قطاعات مثل النقل. لهذه المسارات الخصائص التالية:

  • الطاقة المتجددة: تزداد نسبة الطاقة الأولية التي توفرها مصادر الطاقة المتجددة من 15٪ في عام 2020 إلى 60٪ في عام 2050. تزداد نسبة الطاقة الأولية التي توفرها الكتلة الحيوية من 10٪ إلى 27٪، مع وجود ضوابط فعالة حول ما إذا كان استخدام الأراضي قد غيّر في نمو الكتلة الحيوية. تزداد نسبة استخدام الرياح والطاقة الشمسية من 1.8٪ إلى 21٪.[22][23][23][24]
  • الطاقة النووية: تزداد نسبة الطاقة الأولية التي توفرها الطاقة النووية من 2.1٪ في عام 2020 إلى 4٪ في عام 2050. تصف معظم المسارات زيادة في استخدام الطاقة النووية، لكنّ بعضها يصف الانخفاض. السبب وراء مجموعة واسعة من الاحتمالات هو أن نشر الطاقة النووية «يمكن أن يكون مقيدًا بالأفضليات المجتمعية».[25]
  • الفحم والنفط: ستنخفض نسبة الطاقة الأولية من الفحم من 26٪ إلى 5٪ بين عامي 2020 و2050، بالإضافة لانخفاض نسبة النفط من 35٪ إلى 13٪.[23]
  • الغاز الطبيعي: في معظم السبل، تنخفض نسبة الطاقة الأولية التي يوفرها الغاز الطبيعي، ولكنها تزداد في بعض السبل. باستخدام القيم المتوسطة في جميع المسارات، تنخفض نسبة الطاقة الأولية من الغاز الطبيعي من 23٪ في عام 2020 إلى 13٪ في عام 2050.[23]

مراجع

  1. "Global Wind Report Annual Market Update". Gwec.net. مؤرشف من الأصل في 19 يونيو 201721 أغسطس 2013.
  2. Kutscher, Milford & Kreith 2018.
  3. "Europe's nuclear power debate heats up as climate emergency grows closer". www.intellinews.com. 2019-12-17. مؤرشف من الأصل في 19 ديسمبر 201931 ديسمبر 2019.
  4. "Wind & Solar Share in Electricity Production Data | Enerdata". yearbook.enerdata.net. مؤرشف من الأصل في 19 يوليو 201927 ديسمبر 2019.
  5. لجنة برونتلاند (1987). "Chapter 7: Energy: Choices for Environment and Development". Our Common Future: Report of the World Commission on Environment and Development. Oxford New York: Oxford University Press.  . OCLC 15489268.
  6. James, Paul; Magee, Liam; Scerri, Andy; Steger, Manfred B. (2015). Urban Sustainability in Theory and Practice. London: Routledge. مؤرشف من الأصل في 01 مارس 2020. ; Liam Magee; Andy Scerri; Paul James; Jaes A. Thom; Lin Padgham; Sarah Hickmott; Hepu Deng; Felicity Cahill (2013). "Reframing social sustainability reporting: Towards an engaged approach". Environment, Development and Sustainability. Springer. مؤرشف من الأصل في 01 مارس 2020.
  7. Wong, Bill (28 June 2011), "Drake Landing Solar Community" Archived 4 March 2016 at the Wayback Machine, IDEA/CDEA District Energy/CHP 2011 Conference, Toronto, pp. 1–30, retrieved 21 April 2013
  8. Huesemann, Michael H., and Joyce A. Huesemann (2011). Technofix: Why Technology Won’t Save Us or the Environment, Chapter 5, "In Search of Solutions: Efficiency Improvements", New Society Publishers, .
  9. "Climate Change as a Cultural and Behavioral Issue: Addressing Barriers and Implementing Solutions" (PDF). ScienceDirect. 2010. Retrieved 2013-08-28.
  10. [Whittington, H.W. "Electricity generation: Options for reduction in carbon emissions". Philosophical transactions in mathematics, physical, and engineering sciences. Vol. 360, No. 1797. (15 August 2002) Published by: The Royal Society]
  11. M.R. Schmer, K.P. Vogel, R.B. Mitchell, R.K. Perrin; Vogel; Mitchell; Perrin (2008). "Net energy of cellulosic ethanol from switchgrass". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (2): 464–469. Bibcode:2008PNAS..105..464S. doi:10.1073/pnas.0704767105. PMC 2206559. PMID 18180449.
  12. Artificial photosynthesis as a frontier technology for energy sustainability. Thomas Faunce, Stenbjorn Styring, Michael R. Wasielewski, Gary W. Brudvig, A. William Rutherford, Johannes Messinger, Adam F. Lee, Craig L. Hill, Huub deGroot, Marc Fontecave, Doug R. MacFarlane, Ben Hankamer, Daniel G. Nocera, David M. Tiede, Holger Dau, Warwick Hillier, Lianzhou Wang and Rose Amal. Energy Environ. Sci., 2013, Advance Article doi:10.1039/C3EE40534F
  13. Evans, Robert L. (2007). Fueling our future : an introduction to sustainable energy. Cambridge: Cambridge University Press. صفحات 3.  . OCLC 144595567. مؤرشف من الأصل في 1 مارس 2020.
  14. "The Global Energy Challenge". World Bank Blogs (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 25 يوليو 201927 سبتمبر 2019.
  15. "7 million premature deaths annually linked to air pollution". WHO. 2014-03-25. مؤرشف من الأصل في 21 فبراير 202030 سبتمبر 2019.
  16. "Global Historical Emissions". Climate Watch. مؤرشف من الأصل في 28 سبتمبر 201928 سبتمبر 2019.
  17. World Resources Institute (June 2015). "CAIT Country Greenhouse Gas Emissions: Sources and Methods" ( كتاب إلكتروني PDF ). مؤرشف ( كتاب إلكتروني PDF ) من الأصل في 04 أبريل 201828 سبتمبر 2019.
  18. "Fossil fuel energy consumption (% of total)". World Bank Open Data (باللغة الإندونيسية). مؤرشف من الأصل في 11 نوفمبر 201927 سبتمبر 2019.
  19. "These cheap, clean stoves were supposed to save millions of lives. What happened?". Washington Post. 29 October 2015. مؤرشف من الأصل في 2 أكتوبر 201901 مارس 2019.
  20. Tester 2012، صفحة 504.
  21. Loftus, Peter J.; Cohen, Armond M.; Long, Jane C. S.; Jenkins, Jesse D. (2015). "A critical review of global decarbonization scenarios: what do they tell us about feasibility?" ( كتاب إلكتروني PDF ). Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change. 6: 93–112. doi:10.1002/wcc.324. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 6 أغسطس 2019.
  22. SR15، C.2.4.2.1, Table 2.6 low-OS.
  23. SR15، 2.4.2.1, Table 2.6 low-OS.
  24. SR15، صفحة 111.
  25. SR15، 2.4.2.1.

وصلات خارجية

موسوعات ذات صلة :