Main menu

Pages

انواع الطاقة ومصادرها - ايجابيات وسلبيات

 

انواع الطاقة ومصادرها - ايجابيات وسلبيات


المقدمة Introduction

لقد تزايد الاهتمام بمصادر الطاقات المتجددة , و التي قد باتت هذه الأخيرة من أهم مواضيع الساعة لاقتصاديات العالم الطاقوية بعد الأزمات التي صحبتها تغيرات في أسعار الطاقة الأحفورية ( البترول و الغاز ) الذي يعتبر الرائد الأول للطاقات المتجددة بالعالم على غرار التلوث الذي يسببه للبيئة من احتباس حراري ونضوب في طبقة الأوزون . إذ تعد الجزائر إحدى الدول التي تولت اهتماما بالغا للطاقات الخضراء لما تملكه من مصادر وقدرات طبيعية، ورغم الدور الهام للطاقات المتجددة و الاهتمام الذي حظيت به إلا أنه ما تم تجسيده على أرض الواقع لازال بعيدا عن التطلعات و الأهداف المنشودة للتنمية الاقتصادية إضافة إلى ما تحظى به هذه الطاقات من مزايا استغلالها فقد وجدت معيقات لا يمكن تفاديها في الوقت الراهن.

الطاقة

الطاقة هي كمية فيزيائية يتم التعبير عنها بوحدة الجول في النظام العالمي للوحدات ، و يعبر عن العمل المستخرج أو المطبق على المادة أي انه يمكن أن تتحول المادة إلى طاقة و بالعكس أيضا يمكن أن تتحول الطاقة إلى مادة ، و تأخذ الطاقة عدة أشكال مختلفة وتكون على شكل طاقة حرارية أو كيميائية أو كهربائية أو نووية أو ميكانيكية أو إشعاعية أو كامنة.[1]

 

تصنيف الطاقة

وهنا يمكن تصنيف الطاقة و مصدرها على مدى إمكانية تجدد تلك الطاقة و استمراريتها إلى صنفين هما [2] :

الطاقة التقليدية أو المستنفذة : تشمل الفحم و البترول و المعادن و الغاز الطبيعي و المواد الكيميائية، و هي مستنفذة لأنها لا يمكن صنعها ثانية أو تعويضها مجددا في زمن قصير.

الطاقة المتجددة أو النظيفة أو البديلة : و تشمل طاقة الرياح و الهواء و الطاقة الشمسية و طاقة المياه أو الأمواج و الطاقة الجوفية في باطن الأرض و طاقة الكتلة الحيوية، وهي طاقات لا تنفذة و لا تزول.

مصادر الطاقة

إن أهم مصادر الطاقة المستخدمة حاليا، و تلك المتوقعة أن يكون لها شأن في توفير الطاقة للبشرية تكمن في:

الوقود الأحفوري: يتشكل هذا الوقود الأحفوري عن طريق عمليات طبيعية كالتحلل اللاهوائي للكائنات الميتة ، وعادة ما يتم إنتاجه ملايين السنين و أحيانا يتجاوز 650 مليون سنة. و تستخرج هذه المواد من باطن الأرض حيث تشترك هذه المصادر الطاقة الأحفورية في مكوناتها في أنها تتكون من مواد هيدروكربونية (مركبات من الكربون و الهيدروجين) إضافة إلى بعض الشوائب ، و يستخرج هذا الوقود الأحفوري من المواد الأحفورية كالفحم الحجري و البترول والغاز الطبيعي [3]

الغاز الطبيعي : الغاز الطبيعي هو مركب كربوني و هو أحد المصادر الطاقة البديلة عن النفط ، و يحتل المرتبة الثالثة من حيث الاستهلاك العالم من الطاقة و يعود تشكل هذا الغاز إلى بقايا المخلوقات الميتة المتواجدة في طبقات الأرضية حيث تفككت هذه المواد العضوية إلى مكونات كيميائية و هذا مع عدم وجود الأكسجين ، و بفعل الحرارة و الضغط تكونت هذه المركبات الهيدروكربونية و تستقر هذه المواد تحت طبقات الجيولوجية، و يتميز هذا الغاز بوفرته الكبيرة و سهولة استخراجه و نقله إضافة إلى أن له كفاءة عالية و قليل التكلفة و نسبة تلوثه للبيئة قليلة و هذا راجع إلى أنه لا يحتوي على شوارد معدنية، يشكل الميثان الجزء الأكبر من تركيب هذا الغاز إضافة إلى أنواع غازات مختلفة و مركبات أخرى، و يؤثر اختلاف هذا التركيب إلى اختلاف في قيمة الطاقة في الأنواع المختلفة من الغاز [3].

الفحم : يوجد هناك العديد من أنواع الفحم المختلفة منها (الفحم الحجري و الفحم البني و الفحم القطراني) ، حيث يعتبر الفحم الحجري من أكثر أنواع قيمة و ذالك لنقاوته و كثافته العالية، إضافة انه يتكون من عنصر الكربون بشكل أساسي ، و ينتج هذا الفحم من بقايا النباتات مثلا في المستنقعات حيث يتم تحليلها عند تعرضها للضغط و حرارة خارجية، أما بالنسبة للفحم البني فيتواجد بنسبة 70% في الاتحاد السوفيتي و بالنسبة للفحم القطراني فينتج من مادة قطرانية عند تقطريها لإنتاج الغاز حيث يحتوي هذا الفحم من مواد هيدروكربونية و التي تستعمل في إنتاج الغاز [3] .

1-4-1 إيجابيات الوقود الأحفوري

امتلاكه لكثافة الطاقة عالية.

سهولة النقل.

سهولة التخزين.

بمعالجة الوقود الأحفوري بتروكميائيا ،يمكن الحصول على أنواع مختلفة منه، خاصة الوقود الأحفوري السائلة و الغازية، حيث يتم استخراج منها و ذالك لاستعمالات المختلفة في محركات الطائرة و السيارات وذالك بعد عملية بيتروكيميائية اللازمة .[4]

 

1-4-2 سلبيات الوقود الأحفوري:

وقود غير متجدد.

احتراق الوقود الأحفوري الذي يعد من العوامل الرئيسية لتلوث البيئة و التسبب في الاحتباس الحراري ، مما يسبب في ارتفاع درجات الحرارة حول الأرض و يزيد في التصحر و الجفاف.

التكلفة العالية لاستخراجه و نقله. يمثل الشكل التالي التلوث الناتج عن احتراق الوقود الأحفوري . (4)

طاقة المد و الجزر

المد و الجزر هي ظاهرة يومية تظهر في بحار العالم و محطاته و هي من مصادر طاقة الميكانيكية في الطبيعة حيث تنشأ هذه الظاهرة عن تجاذب بين الأرض و القمر و عليه تصنف هذه الطاقة من طاقات المتجددة ، حيث تستخدم هذه الطاقة في إنتاج الكهرباء و ذالك عن طريق بناء سدود حيث توضع وتوربينات لتوليد الكهرباء عند بوابة هذا السد. و يمكن أيضا بناء أبراج تستغل في إنتاج الكهرباء و تعمل بطاقة المد و الجزر حيث تثبت مراوح في البرج و تكون هذه المراوح تحت سطح الماء [5].

 

1-5-1 إيجابيات طاقة المد و الجزر

طاقة متجددة ومجانية.

لا تحتاج لوقود. لا تنتج الكهرباء بكمية عالية.

لا تنتج هذه الطاقة أي غازات ملوثة للبيئة.[6]

1-5-2 سلبيات طاقة المد و الجزر

تكلفة عالية.

مصدر طاقة متقطع أي يمكن إنتاج كهرباء فقط خلال أمواج المد.

لا يمكن أن يحدث خلل في هجرة الأسماك.

مركز التوليد يرتبط بوجود البحار والمحيطات.[6]

الطاقة الحرارية الجوفية

هي مصدر طاقة بديل و نضيف و متجددة، و هي طاقة حرارية مرتفعة ذات منشأ طبيعي مختزنة في الصهارة في باطن الأرض، حيث يقدر أن أكثر من 99% من كتلة الكرة الأرضية عبارة عن صخور تتجاوز حرارتها 1000 درجة مئوية [7]. و ترتفع درجة الحرارة بزيادة تعمقنا في جوف الأرض بمعدل نحو 7 و 2 درجة مئوية لكل 100 متر في العمق ، أي أنها تصل إلى معدل 27 درجة مئوية على عمق 1Km، و يستفاد من هذه الطاقة الحرارية بشكل أساسي في توليد الكهرباء ، و يتطلب ذالك حفر أنابيب كثيرة إلى أعماق سحيقة قد تصل إلى نحو 5Km ، و في بعض الأحضان تستخدم المياه الساخنة للتدفئة عندما تكون الحرارة قريبة من سطح الأرض.

1-6-1 إيجابيات طاقة الحرارية الجوفية

طاقة متجددة.

طاقة نظيفة.

لا تنتج أي غازات مضرة للبيئة.

استخدام مباشر.

لا تستخدم في إنتاج الكهرباء. [8]

1-6-2 سلبيات طاقة الحرارية الجوفية

لا يمكن إنشاء هذه المحطات الحرارية الجوفية فقط في المناطق التي تحتوي على صخور

حارة.

و تعتبر هذه المحطات مكلفة جدا على رغم من أنها لا تعتمد على حرق الوقود الأحفوري.

لا إمكانية انطلاق غازات الضارة من الحفر التي تم حفرها لاستخراج بخار الماء. [8]

طاقة الرياح

هي طاقة مستخرجة من الطاقة الحركية للرياح بواسطة استخدام عنفات الرياح الإنتاج الطاقة الكهربائية، و هي تعتبر من أنواع الطاقة الكهروميكانيكية ، و تعد طاقة الرياح أحد أنواع الطاقة البديلة التي انتشر استخدامها كبديل من بدائل الطاقة.

1-7-1 إيجابيات طاقة الرياح

طاقة متجددة.

طاقة نظيفة لا ينتج عنها أي انبعاثات.[10]

1-7-2 سلبيات طاقة الرياح

عدم توفر الرياح في أي مكان.

تكلفة عالية في البناء.

التوربين الهواء له صوت مزعج.

طاقة أقل من المحطات العامة للوقود الأحفوري [10] .

الطاقة النووية

الطاقة النووية هي الطاقة التي يتم توليدها من تفاعلات الاندماج أو الانشطار الأنوية الذرية،و تستغل هذه الطاقة في محطات توليد الكهرباء النووية، لتسخين الماء لإنتاج بخار الماء الذي يستخدم بعد ذالك لإنتاج الكهرباء [11] . و تعتبر محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحراري البخاري ،حيث تقوم بتوليد البخار بالحرارة التي تتولد في فرن المفاعل ، الفرق في المحطات الطاقة النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد الفرن الذري الذي يحتاج إلى جدار عازل و واقي من الإشعاع الذري و هو يتكون من طبقة الأجر الناري و طبقة من المياه و طبقة من الحديد الصلب ثم طبقة من الإسمنت يصل سمكها مترين و ذالك من أجل حماية المحطة و البيئة المحيطة من التلوث بالإشعاع الذري. و المفاعل النووي تتولد فيه الحرارة نتيجة ذرة اليورانيوم و ذالك بضربها بنيترون ، و تستغل هذه الطاقة الحرارية الهائلة في غليان الماء في المرجل و تحويلها إلى بخار ذات الضاغط عالي مع درجة حرارة علية حوالي 480 درجة مئوية، ثم يسلط هذا البخار ذو ضغط العالي على زعانف التوربينات البخارية و بذالك تتحول الطاقة البخارية إلى طاقة ميكانيكية على محور هذا التوربين [12].

1-8-1 إيجابيات طاقة النووية

لا طاقة نظيفة.

لا تعتمد على الوقود الأحفوري .

لا ينتج أي انبعاثات مضرة للبيئة.

طاقة قوية و فعالة. ، يمكن الاعتماد عليها .

طاقة رخيصة على مدا الطويل.

لا تكلفة قليلة للوقود أي يحتاج كمية من اليورانيوم لإنتاج الطاقة. الكمية التي ينتجها 28g من اليورانيوم تساوي طاقة التي ينتجها 100000kg من الفحم. [13]

1-8-2 سلبيات طاقة النووية

تكلفة أولية عالية جدا للبناء.

النفايات المشعة.

الإشعاعات النووية.

توفير الوقود.

غير متجدد.

الكوارث نووية [13] .

 

الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية هي من أحد الطاقات المتجددة و هي عبارة عن الإشعاعات و الحرارة الصادرة عن الشمس، اللتين قام الإنسان باستغلالهما لخدمة مصلحته، و ذالك من خلال استخدام مجموعة من الوسائل التكنولوجية المتطورة حيث يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية و ذالك من خلال استخدام محولات فولتوضوئية أو محركات حرارية. و يمكن أيضا استخدام الشمس في أنظمة التبريد و التسخين و هي من أبرز الأمثلة على استغلال الطاقة الشمسية، كما يتم تقطير و تطهير الماء الصالح للشرب باستخدام الطاقة الشمسية، كما يتم استغلالها في توليد درجات الحرارة مرتفعة لاستخدامها في أعمال صناعية، و من المهم معرفة أن الطاقة الشمسية آثار إيجابية و أخرى سلبية، و هذه الآثار تترتب على طريقة الاستخدام [14] .

1-9-1 إيجابيات الطاقة الشمسية

طاقة جديدة و متجددة .

طاقة نظيفة لا تنتج أي انبعاثات مضرة للبيئة.

طاقة رخيصة على مدا الطويل.

سهولة التركيب.

لا تحتاج إلى عناية بسيطة فقط [15] .

1-9-2 سلبيات الطاقة الشمسية

تكلفتها عالية جدا.

حسن اختيار موقع.

كفاءتها قليلة.

إمكانية عملها في نهار فقط و مع توفر أشعة الشمس [15] .

 

 الوقود الحيوي

هي الطاقة المستمدة من الكائنات الحية سواء النباتية أو الحيوانية منها و يمكن أيضا الحصول عليها من التحليل الصناعي للمزروعات و الفضلات النباتية و الحيوانية [16]، والبقايا التي يمكن إعادة استخدامها كالخشب و السماد و تحليل النفايات المصانع و مخلفات الأغذية التي يمكن تحويلها إلى غاز حيوي عن طريق المكروبات ذات الهضم الاهوائي ، كما يمكن أيضا تحويل الكتلة الحيوية إلى طاقة و ذالك عن طريق التخمر الهوائي حيث أن هذه الطريقة تحتاج إلى تجديد المواد العضوية باستمرار إضافة إلى التدفئة الخارجية .[17]

1-10-1 إيجابيات الوقود الحيوي

لا طاقة متجددة.

متعدد المصادر [18].

1-10-2 سلبيات الوقود الحيوي

تكلفة عالية الإنتاج. ، استخدام الأسمدة حيث يمكن أن يكون لها آثار ضارة على البيئة المحيطة.

نقص في الغذاء.

استهلاك المياه [18]



المصادر:

  1. The Feynman lectures on physics; volumel.U.S.A: Addison Wesley.
  2. Robert Gasch, jochen Twele (ed.), wind power plants.fundamentals, design, construction and operation, springer2012. ISBN 978-3-642-22937.
  3. World Nuclear Association. Another drop in nuclear generation World Nuclear News,05 May 2010. Waybachch.
  4. مصادر الطاقة 72277 https://ar.wikibooks.org/w/index.php"tille= &Olid =
  5. التقرير السنوي عن الفحم الحجري 2007، صفحة 50.
  6. التقرير السنوي للجمعية الألمانية للفحم الحجري http://www.gvst.de/site/steinkohle/pdf/2007_Annual_Report.pdf
  7. مصادر الطاقة النظيفة .الكاتب وهيب عيسى الناصر و حنان مبارك البوقلاسة ص34.
  8. مميزات و عيوب الطاقة المدية mawdoo3.com
  9. معاجم لبنان ناشرون.
  10. مجلة " دويتشلاند " أون لاين النسخة العربية.
  11. hettps://www.almrsal.com/post/451773.4
  12. صحيفة الشروق الأوسط.
  13. موقع موضوع کوم . مقال آلا جابر 8 فيفري 2018.
  14. الطاقة الشمسية إيجابيات و سلبيات /875405/ www.alghad.com/m/articels
  15.  موقع العلوم الخفيفة.
  16. Biomasse.
  17. IEA Bioenergy.
  18. Pudukudy M., Yaakob Z., Mohammad M., Narayanan B., Sopian K. Renewable hydrogen economy in Asia-Opportunities and challenges: an overview. Renew Sustain Energy Rev, 2014; 30, 43-757.
  19. Cau G., Cocco D., Petrollese M., Knudsen S., Milan C. Energy management 



Comments

contents title