تمهيد
الطاقة هي أساس الحضارة الحديثة ومحركها الرئيسي، فهي ضرورية لتشغيل المنازل والمصانع ووسائل النقل. فهم مصادر الطاقة المختلفة وأهميتها وكيفية إدارتها بشكل فعال هو أمر بالغ الأهمية لتحقيق التنمية المستدامة وضمان مستقبل أفضل للأجيال القادمة. هذا المقال يستعرض مختلف جوانب الطاقة ومصادرها مع التركيز على أهمية التحول نحو مصادر الطاقة المتجددة.
تعريف الطاقة وأشكالها
الطاقة هي القدرة على بذل شغل. تتجلى الطاقة في صور وأشكال متعددة، بما في ذلك الطاقة الحركية (طاقة الحركة)، والطاقة الحرارية (طاقة الحرارة)، والطاقة الكهربائية (طاقة الشحنات الكهربائية)، والطاقة النووية (الطاقة الكامنة في نواة الذرة)، والطاقة الكيميائية (الطاقة المخزنة في الروابط الكيميائية).
جميع الأجسام تحتوي على طاقة، حتى وإن كانت في حالة سكون. هذه الطاقة تكون كامنة، أي مخزنة داخل الجسم. وعندما يتم بذل شغل، تتحول الطاقة من شكل إلى آخر، يصاحب ذلك توليد حرارة نتيجة عملية النقل. ومثال على ذلك، القوس في حالة السكون يمتلك طاقة كامنة، وعندما يتم شدّه ثم تركه، تتحول هذه الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية، وقد تتولد طاقة حرارية نتيجة الاحتكاك.
الطاقة النووية هي أيضاً شكل من أشكال الطاقة الكامنة، وتنتج عن تكوين الجسيمات الذرية الموجودة في النواة. من المهم أن ندرك أن الطاقة لا تفنى، بل تتحول من شكل إلى آخر، وهذا ما يعرف بقانون حفظ الطاقة. فعلى سبيل المثال، عندما ينزلق صندوق من مكان مرتفع، تتحول الطاقة الكامنة فيه إلى طاقة حركية، وعندما يتباطأ الصندوق ويتوقف بفعل الاحتكاك، تتحول الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية تعمل على تسخين الصندوق والسطح المنحدر.
أنواع موارد الطاقة
يمكن تقسيم موارد الطاقة إلى نوعين رئيسيين: الطاقة المتجددة والطاقة غير المتجددة.
الطاقة المستدامة
الطاقة المتجددة، والمعروفة أيضاً بالطاقة البديلة، هي الطاقة التي تستمد من مصادر طبيعية دائمة وغير قابلة للنضوب، مثل الشمس والرياح والمياه. هذه المصادر تتيح إمكانية توليد الطاقة بشكل مستمر دون استنزاف الموارد الطبيعية.
- الطاقة الشمسية: تعتبر الشمس المصدر الرئيسي للطاقة على سطح الأرض. يمكن استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء من خلال الخلايا الكهروضوئية، وتسخين المياه، وتوفير الإضاءة.
- طاقة الرياح: يتم استخدام طاقة الرياح لتشغيل التوربينات الهوائية التي تولد الكهرباء. تعتبر طاقة الرياح من المصادر النظيفة والمتجددة، ولكنها تعتمد على قوة الرياح وسرعتها.
- الطاقة الحرارية الأرضية: تستمد هذه الطاقة من الحرارة الموجودة في باطن الأرض. يمكن استخدام الطاقة الحرارية الأرضية لتوليد الكهرباء وتدفئة المنازل والمباني.
- الطاقة الكهرومائية: تعتمد على حركة المياه لتوليد الكهرباء. يتم بناء السدود على الأنهار لتجميع المياه واستخدامها لتشغيل التوربينات الكهرومائية.
- الكتلة الحيوية: تشمل المواد العضوية مثل النباتات والمخلفات الزراعية والحيوانية. يمكن حرق الكتلة الحيوية لإنتاج الحرارة والكهرباء، أو تحويلها إلى وقود حيوي.
وقد تم تقدير الاستهلاك العالمي لمصادر الطاقة المتجددة في بداية القرن الواحد والعشرين بنحو 20% تقريباً، وبحلول عام 2015م قُدرت نسبة الطاقة الكهربائية التي وُلّدت من محطات الطاقة الكهرمائية الكبيرة بنسبة 16%، كما تمثّل طاقة الرياح، والطاقة الشمسية، والطاقة الحرارية الأرضية نسبة 6% من إجمالي توليد الكهرباء.
وتعتبر الطاقة النووية من أنواع الطاقة المتجددة أيضاً، حيث إنها تُستخدم في توليد ما نسبته 10.6% من الكهرباء في العالم وفقاً لتقديرات عام 2015م، وتسعى دول العالم إلى تخفيض نسبة الكربون المُنبعث من استخدام مصادر الطاقة غير المتجددة، وذلك من خلال استخدام الوقود الحيوي وزيادة استخدام مصادر الطاقة المتجددة.
قال تعالى: ﴿وَهُوَ الَّذِي سَخَّرَ الْبَحْرَ لِتَأْكُلُوا مِنْهُ لَحْمًا طَرِيًّا وَتَسْتَخْرِجُوا مِنْهُ حِلْيَةً تَلْبَسُونَهَا وَتَرَى الْفُلْكَ مَوَاخِرَ فِيهِ وَلِتَبْتَغُوا مِنْ فَضْلِهِ وَلَعَلَّكُمْ تَشْكُرُونَ﴾ [النحل: 14].
الطاقة غير المتجددة
الطاقة غير المتجددة هي الطاقة التي تستمد من مصادر طبيعية محدودة وغير قابلة للتجدد في فترة زمنية قصيرة، مثل الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز الطبيعي).
- الفحم: هو صخرة سوداء أو بنية اللون تستخدم كوقود لتوليد الطاقة. يتم استخراج الفحم من باطن الأرض من خلال التعدين.
- النفط: هو سائل زيتي يتكون من خليط من الهيدروكربونات. يتم استخراج النفط من الآبار النفطية وتكريره لإنتاج البنزين والديزل والوقود الأخرى.
- الغاز الطبيعي: هو خليط من الغازات القابلة للاشتعال، ويتكون بشكل رئيسي من الميثان. يتم استخراج الغاز الطبيعي من باطن الأرض ويستخدم في التدفئة والطهي وتوليد الكهرباء.
يعتبر الكربون العنصر الرئيس في الوقود الأحفوري، حيث سُميت الفترة الطويلة التي تشكل فيها الوقود الأحفوري بفترة الكربون وتقدر هذه الفترة بنحو 300-360 مليون سنة، وقد تشكل هذا الوقود منذ مئات الملايين من السنين، حيث كانت الأرض مغطاة بأشجار البحر الضحلة الواسعة والمستنقعات.
قال تعالى: ﴿أَفَرَأَيْتُمُ النَّارَ الَّتِي تُورُونَ * أَأَنْتُمْ أَنْشَأْتُمْ شَجَرَتَهَا أَمْ نَحْنُ الْمُنْشِئُونَ * نَحْنُ جَعَلْنَاهَا تَذْكِرَةً وَمَتَاعًا لِلْمُقْوِينَ﴾ [الواقعة: 71-73].
إن حرق الوقود المستخرج من الوقود الأحفوري ضار بالبيئة، وذلك لأنه يُطلق جزيئات تُلوّث الهواء، والماء، والأرض.
خلاصة
تعتبر الطاقة عنصراً حيوياً في حياتنا اليومية وفي تقدم المجتمعات. من الضروري فهم مصادر الطاقة المختلفة وتطوير استراتيجيات لإدارتها بشكل مستدام. التحول نحو مصادر الطاقة المتجددة يمثل خطوة أساسية نحو تحقيق التنمية المستدامة وحماية البيئة للأجيال القادمة.
