الطاقة المتجددة والطاقة البديلة

هناك العديد من أشكال الطاقة المتجددة. تعتمد معظم هذه الطاقات المتجددة بطريقة أو بأخرى على ضوء الشمس. تعتبر طاقة الرياح والطاقة الكهرومائية نتيجة مباشرة للتسخين التفاضلي لسطح الأرض مما يؤدي إلى تحرك الهواء (الرياح) وتكوين الهواطل أثناء رفع الهواء. الطاقة الشمسية هي التحويل المباشر لأشعة الشمس باستخدام الألواح أو المجمعات. يتم تخزين طاقة الكتلة الحيوية في ضوء الشمس الموجود في النباتات. الطاقات المتجددة الأخرى التي لا تعتمد على ضوء الشمس هي الطاقة الحرارية الأرضية ، والتي تنتج عن التحلل الإشعاعي في القشرة جنبًا إلى جنب مع الحرارة الأصلية لتراكم الأرض ، وطاقة المد والجزر ، والتي هي تحويل لطاقة الجاذبية.

شمسي. يعتمد هذا النوع من الطاقة على قوة الاندماج النووي من لب الشمس. يمكن جمع هذه الطاقة وتحويلها بعدة طرق مختلفة. يتراوح النطاق من تسخين المياه بالطاقة الشمسية باستخدام مجمعات الطاقة الشمسية أو تبريد العلية باستخدام مراوح العلية الشمسية للاستخدام المنزلي إلى التقنيات المعقدة للتحويل المباشر لأشعة الشمس إلى طاقة كهربائية باستخدام المرايا والغلايات أو الخلايا الكهروضوئية. لسوء الحظ ، هذه غير كافية حاليًا لتزويد مجتمعنا الحديث بالطاقة بشكل كامل.

قوة الرياح. حركة الغلاف الجوي مدفوعة بالاختلافات في درجات الحرارة على سطح الأرض بسبب اختلاف درجات حرارة سطح الأرض عند إضاءته بضوء الشمس. يمكن استخدام طاقة الرياح لضخ المياه أو توليد الكهرباء ، ولكنها تتطلب تغطية واسعة النطاق لإنتاج كميات كبيرة من الطاقة.

الطاقة الكهرومائية. يستخدم هذا النموذج إمكانات الجاذبية للمياه المرتفعة التي تم رفعها من المحيطات بواسطة ضوء الشمس. إنها ليست قابلة للتجديد بالمعنى الدقيق للكلمة لأن جميع الخزانات تمتلئ في النهاية وتتطلب عمليات حفر باهظة الثمن لتصبح مفيدة مرة أخرى. في هذا الوقت ، فإن معظم المواقع المتاحة للسدود الكهرومائية مستخدمة بالفعل في العالم المتقدم.

الكتلة الحيوية هي مصطلح يشير إلى الطاقة من النباتات. تستخدم الطاقة بهذا الشكل بشكل شائع في جميع أنحاء العالم. لسوء الحظ ، فإن الأكثر شيوعًا هو حرق الأشجار لأغراض الطهي والدفء. تطلق هذه العملية كميات غزيرة من غازات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وهي مساهم رئيسي في الهواء غير الصحي في العديد من المناطق. بعض الأشكال الأكثر حداثة لطاقة الكتلة الحيوية هي توليد الميثان وإنتاج الكحول لوقود السيارات وتزويد محطات الطاقة الكهربائية بالوقود.

الهيدروجين وخلايا الوقود. هذه أيضًا ليست موارد طاقة متجددة بشكل صارم ولكنها وفيرة جدًا في التوافر وهي منخفضة جدًا في التلوث عند استخدامها. يمكن حرق الهيدروجين كوقود ، عادة في السيارة ، بالماء فقط كمنتج للاحتراق. يمكن أن يعني هذا الوقود النظيف المحترق انخفاضًا كبيرًا في التلوث في المدن. أو يمكن استخدام الهيدروجين في خلايا الوقود ، التي تشبه البطاريات ، لتشغيل محرك كهربائي. في كلتا الحالتين ، يتطلب الإنتاج الكبير للهيدروجين طاقة وفيرة. نظرًا للحاجة إلى الطاقة لإنتاج غاز الهيدروجين الأولي ، فإن النتيجة هي نقل التلوث من المدن إلى محطات توليد الطاقة. هناك العديد من الطرق الواعدة لإنتاج الهيدروجين ، مثل الطاقة الشمسية ، والتي قد تغير هذه الصورة بشكل جذري.

الطاقة الحرارية الجوفية. تتسرب الطاقة المتبقية من التراكم الأصلي للكوكب والمزودة بالحرارة من الاضمحلال الإشعاعي ببطء في كل مكان ، كل يوم. في مناطق معينة ، يكون التدرج الحراري الأرضي (زيادة درجة الحرارة مع العمق) مرتفعًا بما يكفي لاستغلاله لتوليد الكهرباء. يقتصر هذا الاحتمال على عدد قليل من المواقع على الأرض وهناك العديد من المشكلات الفنية التي تحد من فائدته. شكل آخر من أشكال الطاقة الحرارية الأرضية هو طاقة الأرض ، نتيجة لتخزين الحرارة على سطح الأرض. تميل التربة في كل مكان إلى البقاء عند درجة حرارة ثابتة نسبيًا ، المتوسط السنوي ، ويمكن استخدامها مع مضخات الحرارة لتدفئة المبنى في الشتاء وتبريد المبنى في الصيف. يمكن أن يقلل هذا النوع من الطاقة من الحاجة إلى طاقة أخرى للحفاظ على درجات حرارة مريحة في المباني ، ولكن لا يمكن استخدامها لإنتاج الكهرباء.

أشكال أخرى من الطاقة. الطاقة من المد والجزر والمحيطات واندماج الهيدروجين الساخن هي أشكال أخرى يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء. تتم مناقشة كل منها بشيء من التفصيل والنتيجة النهائية هي أن كل منها يعاني من عيب كبير أو آخر ولا يمكن الاعتماد عليه في هذا الوقت لحل أزمة الطاقة القادمة.

ما هي مصادر الطاقة المتجددة؟ يمكن استخدام الطاقة الشمسية بشكل مباشر للتدفئة وإنتاج الكهرباء أو بشكل غير مباشر عبر الكتلة الحيوية والرياح وحرارة المحيط والطاقة الكهرومائية. يمكن تسخير الطاقة من مجال الجاذبية بواسطة قوة المد والجزر ؛ ويمكن استغلال الحرارة الداخلية للأرض من حيث الحرارة الجوفية.

يمكن أن تساعد هذه الأدوات وغيرها في الانتقال من الطاقة غير المتجددة إلى الطاقة المتجددة والصديقة للبيئة. ومع ذلك ، لم يتم تطوير أي منها بشكل كافٍ أو وفير بما يكفي لتحل محل استخدام الوقود الأحفوري. كل واحد من مصادر الطاقة هذه (باستثناء الطاقة الكهرومائية) له تكاليف بيئية منخفضة ، ومجتمعة لها t

من المحتمل أن يكون مهمًا في تجنب أزمة ضخمة عندما تضرب أزمة الوقود الأحفوري. غالبًا ما تكون مصادر الطاقة هذه غير مركزية ، مما يؤدي إلى زيادة سيطرة المستهلك ومشاركته.

ومع ذلك ، فإن كل شكل من أشكال الطاقة هذه في الوقت الحالي أغلى بكثير من الوقود الأحفوري ، مما سيؤدي إلى الاضطرابات الاقتصادية والصعوبات إذا أصبح مصدر الطاقة الوحيد للمستقبل.