بحث بعنوان الطاقة والمواطنة لتلاميذ السنة ثانية ثانوي

[فتحي خشايمية]

تشكل الطاقة في العالم شريان الحياة و نمواقتصادها لهذا يزداد الطلب العالمي عليها كل يوم. و من أجل تلبية الطلب العالميالمتزايد على الطاقة سوف يتطلب من جميع البلدان تبني تكنولوجيات الجيل الجديد فيالوقت الذي تواصل فيه الاستثمار في فعالية الطاقة و في البدائل القابلة للتجديدللوقود الأحفوري ( البترول و مشتقاته(

إن تلبية الحاجات الطويلة الأجل للطاقة النظيفة فيالعالم سوف يتطلب تبني تكنولوجيات جديدة في نفس الوقت الذي يستمر فيه الاستثمار فيزيادة فعالية الطاقة, و اعتماد البدائل القابلة للتجديد غير الوقود الأحفوري و كذلكالخيارات الأنظف للطاقة.

إنالطاقات المستعملة من طرف العالم متعددة و أهمها و أكثرها استغلالا هي الطاقةالبترولية التي كانت و لا زالت هي سبب النزاعات الكبرى بين الدول و التسابق و الجريللسيطرة على منابعها .
و لكنمقابل ذلك نجد أنفسنا أمام مشكل التلوث و خطر الاحتباس الحراري :
ـ فما هي مشاكل التلوث و كيفيمكننا التقليص منها؟
ـ كيفيمكننا إنقاذ الأرض من خطر الاحتباس الحراري؟
ـ ما هو تأثير التلوث و الاحتباس الحراري على ثقبالأوزون؟
1. أهمية الطاقة في الحياةالمعاصرة:
.1.1ما هو دور الطاقة الحرارية في حياةالإنسان؟

[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/FETHI1/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image003.jpg[/IMG]
تلعب الطاقةالحرارية في الحياة اليومية للإنسان دورا فعالا و أساسيا. فاحتراق الوقود بأنواعهيمكننا من الحصول على الحرارة. فمن التسخين و التدفئة إلى تشغيل المحركاتالّانفجارية إلى الصناعات المختلفة. و نحصل على الطاقة الحرارية من المحطاتالحرارية و النووية و تحويل الطاقة الكهربائية.

.2.1النفط مصدر أساسيللطاقة:
v مواردالنفط العالمي:

يتمتحديد قاعدة موارد النفط العالمية على أساس توفر ثلاثمواصفات:
لاحتياطي الثابت: يمثل الكميات التي تم اكتشافها و التي يمكن استخراجهاحاليا.
نمو الاحتياطي: زيادة الاحتياط الناتجة عن تطوير تكنولوجيا الاستخراجمن الحقول.
الاحتياطي غير المكتشف: النفط الذي ينتظر العثور عليه عبرالتنقيب
يقدر مجموع المواردالنفطية في العالم بـ 2935 بليون برميل بين عامي 1995_2025,وهذا يضمتقديرات السوائل التي ينتج منها الغاز الطبيعي .ويتوقع أن ينمو استهلاك النفط بحلولسنة 2025إلى الضعف تقريبا.وحسب افتراضات النمو هذه .سيكون أقلمن نصف مجموع مواردالنفط العالمية مستنفذا بحلول 2025.وهناك مواردكافية لتلبية الطلب العالمي المتنامي على النفط لغاية سنة 2025 .غير أنتوزيع تلك الموارد ليس متوازنا حول العالم . فالبلدان الأعضاء في منظمة أوبك ,وهيتكتل مؤلف من إحدى عشرة دولة منتجة للنفط ( الجزائر، اندونيسيا، ايران، العراق،الكويت، ليبيا، نيجيريا، قطر، المملكة العربية السعودية، الامارات العربية المتحدة،فنزويلا ) تمتلك معظم الاحتياطي العالمي الثابت للنفط . و حسب تقديرات عام 2004، تبلغ حصة أوبك 69 بالمئة منهااحتياطي النفط العالمي الثابت، أي ما يعادل 870 بليون برميلمن أصل 1265 بليون برميل. كما أن ستة من أصل البلدان السبعة التيتمتلك أكبر احتياطيات الثابتة هي أعضاء في أوبك، و تملك وحدها 61 بالمئة مناحتياطي النفط العالمي. علاوة على ذلك تسيطر دول الخليج على احتياطي النفط بينبلدان أوبك، و هي المملكة العربية السعودية، ايران، العراق، الكويت و الاماراتالعربية المتحدة، التي تملك حوالي 80 بالمئة مناحتياطي أوبك الثابت من النفط.
تمتلك أمريكا الشمالية ( الولايات المتحدة و كندا والمكسيك ) 17 بالمئة من الاحتياطي العالميالثابت.



مواردالغاز الطبيعي:

ارتفعت موارد الغاز الطبيعي بشكل عام سنويا منذالسبعينات . واعتبارا من عام 2004. بلغت تقديرات مجملة النفط و الغاز لاحتياطيات الغازالطبيعي 6076 تريليون قدم مكعب , وجاءت معظم الزيادة في احتياطاتالغاز ,في السنوات الأخيرة , من العالم النامي كما أن حوالي ثلاثة أرباع الإحتياطيالعالمي الثابت من الغاز الطبيعي عثر عليها في الشرق الأوسط و في الإتحاد السوفياتيالسابق ,مع وجود حوالي 58 بالمئة من هذا الاحتياطي في روسيا و ايران و قطرمجتمعة .أما الاحتياطي المتبقي فمنتشر بصورة شبه متساوية بين مناطق العالمالأخرى.
وعلى الرغم من المعدلاتالعالية للزيادة في استخدام الغاز الطبيعي في أنحاء العالم , وظلت النسب الإقليميةللاحتياط إلى الإنتاج عالية . فنسبة الاحتياطات إلى الإنتاج على المستوى العالميتقدر بـ21سنة , لكن الإتحاد السوفياتي السابق يملك نسبة تقدربـ76سنة وإفريقيا بحوالي 90سنة ,و الشرقالأوسط بأكثر من 100سنة.
ويقدر بأن ربع الغاز الطبيعي غير المكتشف موجود ضمناحتياطات غير مكتشفة من النفط .
ونتيجة إلى ذلك ,ومن المتوقع أن يأتي أكثر من نصفاحتياطات الغاز الطبيعي غير المكتشف من الشرق الأوسط و الاتحاد السوفياتي السايق وشمال افريقيا.
2. استعمالات الطاقات القابلة للتجدد و التكنولوجيات الجديدة :
.1.2لماذا يزداد الطلب على الطاقة؟
إن الدول الصناعية والنامية تستعمل تشكيلة متنوعة من الطاقة الأولية مثل الطاقة الأحفورية (النفط والفحم الحجري و الغاز الطبيعي)و الطاقة النووية و الطاقة القابلة للتجديد. لكنهاتعتمد إلى حد كبير على النفط والفحم الحجري و الغاز الطبيعي .

بالإضافة إلى قضية الاحتياجات الحرجة للطاقة في قطاعالنقل ,هناك حاجة إلى زيادة فعالية الطاقة في القطاعات الأخرى مثل المباني . فمعازدياد عدد السكان وازدياد عدد المرافق التي تتطلب المزيد من الطاقة الكهربائية ,يزداد استهلاك الطاقة الخاصة بالمباني .
وستكون هناك حاجة إلى تكنولوجيات جديدة لأجل قيام جيلجديد من المباني يكون أكثر فعلية و راحة و سهولة في التشغيل والصيانة.
تركز الأبحاث الحالية وعلى المدى الطويل ,على المباني التي لا تستهلك فيها الطاقة أبدا و التي يمكنها أنتنتج بمتوسط الأحوال ,طاقة أكثر مما تستهلك عن طريق الجمع بين تصاميم عاليةالفعالية و بين خلايا الوقود و الطاقة الشمسية و الطاقة الحرارية الأرضية و غيرهامن الطاقة الموزعة الأخرى و تكنولوجيات التوليد المشترك .
2.2.تطوير فعالية الطاقة و الطاقة القابلة للتجديد:
يقدر ما قد يكونللهيدروجين وللابتكارات القفازة الأخرى من أهمية على المدى الطويل بقدر ما سيبكونلمواصلة العمل على تحسين فعالية الطاقة التقليدية الأساسية و الاستثمار في الطاقةالقابلة للتجديد من تأثير في المستقبل القريب .ويهدف العلماء و الباحثون في العالمالمصنع إلى ابتكارات تسير فيها الصناعة بالطاقة النظيفة . فتكنولوجيات السيارات ,تكنولوجيات هجينة (كهرباء_بنزين وكهرباء_ديزل) و تكنولوجيات مواد خفيفة الوزنإضافة إلى تكنولوجيات وقود الهيدروجين . ويعتقد أن العديد من تلك التكنولوجيات سوفيؤمن اقتصادا في الوقود قبل وبعد إنزال السيارات العاملة على خلايا الوقود حيث منالمتوقع دمج المواد الخفيفة الوزن و التكنولوجيات الهجينة في تصاميم السياراتالعاملة على خلايا الوقود و تشجيع الدول الأبحاث و التطوير لمواصلة التقدم في تحسينفعالية الطاقة في الصناعات المختلفة وفي الأجهزة الكهربائية المنزلية , وفي المبانيوفي نقل و توزيع الطاقة الكهربائية . وتدعم فعالية الطاقة والطاقة القابلة للتجديدأيضا بنشاط الأبحاث و التطوير لأجل تحسين الأداء و القدرة التنافسية لتشكيلة منتكنولوجيات إمداد الطاقة القابلة للتجديد مثل الرياح و الشمس و الحرارة الأرضية والكتلة البيولوجية .فطاقة الرياح مثلا هي إحدى الطاقات استخداما و أسرع الطاقاتالقابلة للتجديد نموا في العالم . فمنذ تركيب هذه الطاقة سنة2000 ,زادت قدرةتوليد الكهرباء بواسطة التوربينات الرياحية التي تم تركيبها في كثير من المناطق فيالعالم

.. 3مصادر الطاقة:
1.3.هل يمكن الاستغناء عن مصادر الطاقة التقليدية؟
في الوقت الحاضروعلى الرغم من التقدم الكبير في التكنولوجيات , لا يتوقع أن يستبدل النفط و الغازالطبيعي بصورة كبير ة في أنواع الوقود المستعملة خلال العقدين القادمين .فالنفطبصفة خاصة , سوف يظل , حسب ما هو متوقع , السائد في قطاع النقل حيث لا توجد فيالوقت الحاضر أنواع وقود بديلة قابلة للمنافسة اقتصاديا .و على العكس من ذلك , فقدتم استبدال النفط بشكل كبير في قطاع الطاقة الكهربائية .فلقد هبط استخدامه في معاملتوليد الكهرباء منذ السبعينات من القرن الماضي , وأصبح توليد الكهرباء باستخدامالنفط يتم بنسبة ضعيفة جدا ,كما يتوقع أن يكون له دور صغير نسبيا فيالمستقبل.
لقد حدث نمو كبير فياستخدام الغاز لتوليد الطاقة الكهربائية وعلى الأخص خلال السنوات العشر الأخيرة . فقد ازداد استهلاك الغاز لتوليد الكهرباء بنسبة معتبرة بين 1992_2002 بالمقارنةمع الزيادة بالنسبة للفحم والطاقة النووية وبنسبة أقل لإنتاج الكهرباء باستخداممساقط المياه .
و المحتمل أنيتباطأ الطلب على الغاز الطبيعي في قطاع إنتاج الطاقة في المستقبل وعلى الأخصسنة2020 ,حينما ترتفع أسعار الغاز كما هو متوقع. و عندما تضافالقدرات الجديدة لإنتاج الطاقة الكهربائية باستخدام الفحم وتصبح قادرة على المنافسةاقتصاديا .وعلاوة على القوى الاقتصادية التي تؤثر على أشكال الطاقة المستخدمة ,فانهبامكان السياسات الحكومية التأثير على تنوع مصادر الوقود المستخدم و تؤدي إلىالابتعاد عن استخدام النفط و الغاز . فالعديد من الحكومات في العالم تطبق معاييرقياسية لتطبيق استخدام الطاقة القابلة للتجديد ,منها على سبيل المثال زيادة النسبةالمخصصة لإنتاج الطاقة الكهربائية من مصادر الطاقة القابلة للتجديد.

ما هي مصادر الطاقة البديلة؟
الطاقةالشمسية:

تستغل الطاقة الشمسية حاليا في أنحاء متعددة من العالم و يمكنها أن تؤمن أضعاف معدل الاستهلاك الحالي للطاقة في العالم اذا ما تم استغلالها بشكل صحيح.
يمكن استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء مباشرة أو للتسخين أو حتى للتبريد ,ولا يحد الإمكانيات المستقبلية للطاقة الشمسية سوى استعدادنا للاستفادة منها .وهناك طرق عديدة مختلفة لاستخدام الطاقة الشمسية . وعبارة "الطاقة الشمسية " تعني تحويل ضوء الشمس إلى طاقة حرارية أو كهربائية لكي نستخدمها . إن نوعي الطاقة الشمسية الأساسيين هما:

· " الفولطائية الضوئية " : أي إنتاج الكهرباء من الضوء . ويكمن السر في هذه العملية في استخدام مواد شبه موصلة يمكن تكييفها لتطلق الكترونات ينتج عن تسريعها التيار الكهربائي.
· " الطاقة الحرارية الشمسية " : التي يمكن لها أن تؤمن الكهرباء و الماء الساخن للاستغلال المنزلي وذلك بتركيز مرايا مصانع الطاقة الحرارية الشمسية الضخمة ضوء الشمس في خط واحد أو نقطة واحدة . وتستخدم الحرارة التي تنتج عن هذه العملية لتوليد البخار .كما يستخدم البخار الحار و المضغوط جدا لتشغيل توربينات تقوم بتوليد الكهرباء .واستنادا إلى التقديرات ,فان قدرة مصانع الطاقة الحرارية الشمسية ستصل مع حلول 2020 في العالم إلى حوالي 30000 ميغاواط وهو ما يكفي لتزويد 30مليون منزل بالطاقة.

الطاقةالهوائية:
إن طاقة الرياح هو المصدر الذي يشهد النمو الأسرع في العالم وهي تقنية بسيطة أكثر مما توحي.فخلف الأبراج الطويلة, الرفيعة والشفرات التي تدور بشكل متواصل و مطرد يمكن أن تتحول الطاقة من جزء دوار عبر علبة تروس تعمل أحيانا بسرعة متغيرة إلى مولد كهربائي.
· طاقة الرياح اليوم:إن عقدين من التقدم التقني أديا إلى توربينات رياح متطورة جدا قابلة للتعديل و سرعة التركيب .إن توربين ريح واحد حديث هو أكثر قوة 100مرة مما كان يعادله منذ عقدين ,وتؤمن مزارع الرياح حاليا طاقة صرفة تعادل محطات طاقة تقليدية فمع بداية العام2004بلغت تجهيزات طاقة الرياح الشاملة مستوى 40300ميغاواط,ما يؤمن طاقة كافية لسد حاجيات حوالي 19مليون عائلة أوروبية متوسطة الاستهلاك ,وهو ما يقارب 47مليون شخص , وحاليا يمكن للرياح في المواقع القصوى أن تنافس المصانع الجديدة التي تعمل على الفحم الحجري كما يمكنها في بعض المواقع أن تنافس الغاز.
· طاقة الرياح فيعام2020:مع نمو طاقة الرياح المجهزة بمعدل٪30 في السنواتالقليلة الماضية, يصبح تأمين الرياح ٪12 من طاقةالعالم في عام 2020هدفا واقعيا كليا .وهذا من شأنه أن يخلق مليوني فرصةعمل وأن يوفر أكثر من10700مليون طن من انبعاثات ثاني أكسيدالكربون.
وبفضل التحسينات التيتدخل باستمرار على حجم التوربينات العادية و قدرتها ,ويتوقع أن تتراجع كلفة طاقةالرياح في المواقع الجيدة في عام2020 بمعدل٪36 أقل من كلفتها في عام 2003 .
· طاقة الرياح بعد 2020:أن موارد الرياح في العالم واسعة جدا و موزعة جيدا فيكافة المناطق و البلدان . ومع استخدام التكنولجيا الحالية , يمكن لطاقة الريح أنتؤمن حوالي 53000 تيراواط ساعةفي السنة .ويفوق هذا بمعدل مرتين طلبالعالم المتوقع على الطاقة في عام 2020 وهو ما يتركمجالا هاما للنمو في الصيانة حتى بعد عقود من الآن.تملك الولايات المتحدة وحدها مايكفي من الريح لتغطي أكثر من حاجاتها من الطاقة بمعدل 3مرات.
· ايجابياتالريح:
تحافظ على البيئة: ان خفض معدلات تغير المناخ الذي يتسبب بانبعاث ثانيأكسيد الكربون هو أهم ميزات توليد الطاقة بواسطة الرياح.كما أنه خال من الملوثاتالأخرى المرتبطة بالوقود الأحفوري و المصانع النووية.
طاقةنظيفة: ان انبعاثات ثانيأكسيد الكربون المرتبطة بتصنيع و تركيب و عمل توربين الهواء تكون مدة المعدل الوسطيلحياته و هو 20سنة " تسترجع " بعد تشغيله من ثلاثة الىستة أشهر. مايعني عمليا أكثر من 19 سنة انتاج الطاقة من دون تكلفةبيئية.

يتبع...