اقتصاد الطاقة

مقداد مهنا، محمد هاشم أبو الخير

، في المفهوم القتصادي، تعبيرEconomy of Energyاقتصاد الطاقة

يقصد به إنتاج الطاقة واستثمارها واستهلكها والعوائد الناجمة عنها، ويشمل ذلك

جميع الوسائل والجراءات التي تهدف إلى زيادة مردود استخدام الطاقة وخفض

ضياعها إلى الحد الدنى من دون التأثير في معدل النمو القتصادي، أي استهلك

أقل مقدار من الطاقة لنتاج أكبر كمية من السلع أو الخدمات من دون المساس

بمواصفاتها، واستغلل الطاقة الستغلل الفضل بأقل كلفة ممكنة.

كذلك فإن اقتصاد الطاقة يهدف من جهة أخرى إلى استخلص أكبر قدر

ممكن من الطاقة من مصادرها الولية مع الحفاظ على البيئة وتقليل الضرار بها

إلى الحد الدنى.

أنواع الطاقة ومصادرها

تستمد الطاقة[ر] المتاحة على الرض بمختلف أنواعها من المصادر الولية

الساسية الربعة التية:

ـ الشمس: وتكاد أن تكون المصدر الذي تستمد منه كل الطاقة المستهلكة1

على كوكب الرض، فإليها يعود الفضل في تكوين الوقود الحفوري (النفط

وطاقةbiomassوالفحم والغاز والصخور الزيتية ورمال القار) والكتلة الحيوية

الماء والرياح [ر]، إضافة إلى طاقة الشعاع المباشر (الطاقة الشمسية).

ـ عمليات التركيب الكوني: وعنها تنشأ الطاقة النووية [ر] بشكليها2

ـ الكيمياوية (الخليا الوقوديةالطاقة الكهربائيةالنشطاري والندماجي [ر] و

fuel cells.(

1

ـ حركة القمر: وعنها تنشأ طاقة المد والجزر.3

ـ التركيب الجوفي لباطن الرض: وهو منشأ الطاقة الرضية الحرارية.4

بين1993 توزع الطاقة العالمية لعام 2 و1ويبين المخططان في الشكلين

مصادرها ومناحي استهلكها مقدرة بمليين البراميل المكافئة من النفط في اليوم

.2010الواحد والتطور المتوقع للطلب العالمي للطاقة حتى عام

كانت الرض ُمسَتقّرا لبضع مئات المليين من البشر عند بداية الثورة

الصناعية، في حين أصبح عدد سكانها اليوم أكثر من خمسة مليارات نسمة

مليون مركبة ذات محرك.500يشغلون نحو مليار مسكن، ويقودون نحو

مليين برميل نفط8وارتفعت الطاقة الجمالية التي يستهلكها البشر من نحو

. وإذا ما1993 مليون برميل في عام 190 إلى 1860مكافئ يوميًا في عام

استبعد خشب الوقود من الحساب فإن الطاقة المستهلكة (ومعظمها فحم ونفط

ضعفًا. وسوف يزيد القبال على الطاقة70وغاز وماء) ازدادت بما يقارب

بسبب التغيرات القتصادية المتوقعة في الدول النامية. ويقدر متوسط استهلك

الفرد في أكثر النظم القتصادية فقرًا إلى الوقود التقليدي (مثل الخشب وغيره من

النفايات العضوية) بما يكافئ برميًل واحدًا أو برميلين من النفط في العام مقابل

برميًل في الوليات المتحدة40 برميًل في أوربة واليابان وأكثر من 30 إلى 10

وكندا. ومن المتوقع أن يزداد معدل النمو في طلب الطاقة في البلدان النامية نحو

% في معظم الدول المتقدمة.2.5% سنويًا في حين ليتجاوز5

اقتصاد الطاقة وتكاليف إنتاجها

لمسألة اقتصاد الطاقة دراسة المعادلة: «الطاقة تتطلب المعالجة الموضوعية

= الرفاهية» دراسة وافية. فالطاقة تسهم إسهامًا إيجابيًا في زيادة رفاه النسان بما

والطبخ والنقل والتسلية والستجمام وغيرهاالضاءة والتدفئةتقدمه من خدمات ك

2

وبكونها زادًا لزمًا للنتاج القتصادي. إل أن تكاليف الطاقة تسلب جزءًا من هذه

الرفاهية. وهي تكاليف باهظة على كل حال تشمل المال والموارد الخرى

اللزمة للحصول على الطاقة واستثمارها كما تشمل الثار البيئية والجتماعية

التي تنجم عنها، وقد ُتدفع هذه التكاليف بتحويل مفرط لرأس المال والقوى البشرية

والدخل يتسبب في حدوث تضخم وانخفاض في مستوى المعيشة. كما أن لها آثارًا

بيئية واجتماعية سلبية.

بدت مشكلة التكاليف الباهظة للطاقة إبان القرن المنصرم أقل حدة وتهديدًا

بقيت التكاليف المالية1970 و1890من مشكلة عوز المداد، فبين عامي

للمداد بالطاقة وكذلك أسعارها ثابتة تقريبًا. كما كان ينظر إلى التكاليف البيئية

والجتماعية على أنها نفقات محلية محدودة أو مؤقتة.

ولكن هذا كله تغير منذ سبعينات القرن العشرين، بسبب القفزات الكبيرة في

كان استهلك النفط1973. ففي عام 1979 و1973أسعار النفط بين عامي

يعادل تقريبًا الستهلك السنوي العالمي من أنواع الطاقة الصناعية الخرى

(الغاز الطبيعي، الفحم الحجري، الطاقة النووية والقوة المحركة المائية). وقد

تسبب ارتفاع أسعار النفط في رفع أسعار أنواع الطاقة الصناعية الخرى. وتبين

النتائج الحاصلة أخطار زيادة التكاليف المالية للطاقة زيادة كبيرة: مثل الركود

العالمي وازدياد حجم الديون مما تسبب في هدر إمكانات البلدان الفقيرة إلى النفط

وإعاقة تنميتها وازدياد العباء القتصادية على الفقراء في الدول الصناعية،

إضافة إلى تفاقم مشكلت التلوث البيئي التي تهدد صحة النسان واستقرار البيئة

وتقلص الرفاه القتصادي. كما أن التوسع في بعض أشكال المداد بالطاقة قد

يسبب تكاليف تفوق الفائدة المتحققة منها. وكان السؤال المحير في بداية التسعينات

هو: هل انتهى حقًا عصر الطاقة الرخيصة أو أن تضافر موارد جديدة وتقنيات

3

جديدة وتغيرات في السياسات القتصادية العالمية سيعيد الطاقة إلى ما كانت

عليه؟ ولعل الجواب يكمن في زيادة الطلب الكبير على الطاقة الناجم عن ازدياد

عدد السكان، في السنوات المئة الخيرة، مصحوبًا بازدياد استهلك الفرد من

أنواع الطاقة الصناعية.

4

واط) إنجاز1012 تيراواط (أي10إن المداد بالطاقة بمعدلت تقع في مجال

هائل، وقد تحقق أول مرة في أواخر الستينات من القرن العشرين، واقتضى

17تحقيقه في السبعينات استخراج نحو ثلثة مليارات طن من الفحم، وقرابة

مليار برميل نفط، وما يزيد على تريليون متر مكعب من الغاز الطبيعي، وربما

ملياري متر مكعب من الحطب. واقتضى ذلك أيضًا استعمال الفحم القذر إضافة

إلى النظيف، واجتثاث غابات كاملة.

أنواع الطاقة الصناعية في القرن حل النفط والغاز محل القسم العظم من

التاسع عشر، وهما أكثر أصناف الوقود الحفوري المتوافر على الرض سهولة

استخراج وتنوعًا في الستعمال وقابلية للنقل ورخصًا في الثمن. وبلغ الستهلك

تيراواط سنة من النفط والغاز أي ما يساوي200التراكمي في مدى قرن نحو

% من المقدار المحدود الذي يمكن استخراجه في النهاية من هذين الصنفين20

5

15من الوقود. وإذا استمر استهلك النفط والغاز في تصاعده هذا ليتضاعف كل

30% في مدى 80 سنة، فإن المخزون الولي منهما سوف يستنفد بنسبة 20أو

سنة أخرى. وقد نفدت فعًل أرخص مكامن النفط والغاز باستثناء حوض40أو

النفط الهائل في شرق المتوسط، وفقدت التوجهات التي مكنت من تجميد السعار

قوتها في مقابل الستنزاف التراكمي الناجم عن تحقيق الكتشافات الجديدة في

مجالي النفط والغاز، وعن اقتصاديات زيادة النتاج لخفض الكلفة في معالجة

الوقود ونقله. ولو اكتشفت بضعة حقول نفط عملقة إضافية فإنها لن تغير الحالة

كثيرًا إزاء الستهلك الذي يجري بمعدلت هذه اليام. ول مفر من أن يتزايد

استخراج النفط والغاز في معظم البلدان من حقول أصغر حجمًا وأكثر تبعثرًا،

ومن بيئات بحرية بعيدة عن الشاطئ أو من القطب الشمالي أو من مصادر

أرضية أكثر عمقًا، كما ل مفر من العتماد على الستيراد، الذي ل يمكن التعويل

عليه تعويًل تامًا، كما أنه فوق المكانات المالية للمستوردين. أما المصادر

الخرى التي يمكن أن توفر الكميات اللزمة من الطاقة كالفحم الحجري، والطاقة

الشمسية والوقودين النوويين النشطاري والندماجي فيتطلب تحويلها إلى كهرباء

أو إلى وقود سائل لسد حاجات المجتمع، عمليات معقدة ومرتفعة الكلفة. ول يملك

أي مورد منها احتمالت جيدة جدًا لتوفير كميات كبيرة من الوقود بأسعار توازي

، أو لتوفير كميات كبيرة من1973أسعار النفط والغاز كما كانت قبل عام

الكهرباء بأسعار تكافئ أسعار الكهرباء التي كانت توفرها في الستينات من القرن

العشرين المحطات الرخيصة التي تحرق الفحم أو التي تعمل بقوة المياه. ومن هذا

يبدو أن الطاقة الغالية الثمن هي شرط دائم ولو لم تراع عواقبها البيئية. فثمة

مسوغ قوي للعتقاد أن ضرورات الطاقة للحضارة تتغير اليوم تغيرًا أساسيًا ل

سطحيًا، فقد استقر في الذهان أن تكاليف الطاقة في تصاعد مستمر بسبب عوامل

6

بيئية قبل كل شيء. وإذا ما وضع في الحسبان منظومات المداد بالطاقة القائمة

اليوم وتقنيات استهلكها النهائي فمن المحتمل أن تكون غالبية الدول الصناعية

قريبة من المرحلة التي يتسبب نمو استهلك الطاقة الضافي فيها في تكاليف

هامشية تفوق الفوائد المرجوة منها.

ومع ذلك ستبدو الحاجة ماسة إلى تغيير في منظومات المداد بالطاقة وأنماط

الستعمال النهائي، لمجرد البقاء على مستوى الرفاه الحالي. ومن غير ذلك،

سيؤدي الستهلك التصاعدي للموارد الممتازة ونقص مقدرة البيئة على

امتصاص آثار الطاقة إلى تكاليف إجمالية متصاعدة، ولو بقيت معدلت

الستهلك ثابتة. ويتطلب ذلك نموًا اقتصاديًا، بل تكاليف بيئية تقوض المكاسب،

بالنتقال سريعًا إلى تقانات إمداد بالطاقة ليس لها تأثير كبير على البيئة وذات

كفاية أعلى في الستعمال النهائي.

ومع أن هذا الوضع يطرح تحديات كبيرة فالمرجح أن أكثر الدول الصناعية

المتقدمة تملك من الموارد والتقنيات ما يمكنها من حل معظم المشكلت التي

تواجهها في هذا المضمار.

وتستطيع أغنى الدول، إذا شاءت، أن تحقق نموًا يسيرًا في إنتاج الطاقة

وزيادة الرفاه القتصادي عن طريق زيادة الكفاية. وتستطيع هذه الدول أن تدفع

أثمانًا أعلى للطاقة من أجل تمويل النتقال إلى تقانات إمداد بالطاقة أقل ضررًا

للبيئة. ولكن ل توجد دلئل على حصول هذا الشيء فعًل حتى اليوم.

وتزداد حدة الصعوبات في البلدان القل نماًء، فهي ترغب في السير في

عمليات التصنيع بالطريقة التي اتبعتها الدول الغنية، أي بالطاقة الرخيصة. ولكن

الفاق المستقبلية لتحقيق ذلك ضعيفة بسبب ارتفاع تكاليف إنتاج الطاقة التي

تفرضها سوق النفط العالمية، أو بسبب التحول إلى خيارات أخرى لنتاج طاقة

7

أنظف. ويقوي قصور رأس المال في هذه الدول الميل إلى الخيارات القل كلفة

مع غض النظر عن الثار البيئية الضارة للطاقة الرخيصة وغير النظيفة، وترى

فيها مقايضة ل بد منها لسد الحاجات الساسية لمواطنيها والسير في طريق

التنمية القتصادية.

ومع أن نصيب البلدان، القل نماء، من استخدام الطاقة العالمي متواضع

اليوم، فإن الحوال السكانية في هذه البلدان وتطلعاتها القتصادية تملك إمكانات

نمو كبيرة في استخدام الطاقة. وإذا ما تحقق هذا النمو عن طريق استهلك الوقود

الحفوري بالمقام الول فسوف يضيف حمًل جديدًا إلى الحمال الجوية من ثاني

أكسيد الكربون والملوثات الخرى محليًا وعالميًا، ومع أن البلدان القل نماء

تستاء من أسلوب تنمية الطاقة البطيء وتقاومه، في حين يشجعه كثير من الدول

الصناعية للتقليل من الخطار البيئية العالمية، فإن تلك البلدان هي الكثر تعرضًا

لخطر التغير البيئي العالمي، لن احتياطيها الغذائي قليل والغذية المتوافرة لديها

فقيرة إلى المواد الساسية، والمستويات الصحية فيها متدنية إضافة إلى أن

مواردها من رأس المال والبنية الساسية التي تعتمد عليها محدودة.

يقصد بترشيد استهلك الطاقة استخدامها استخدامًاترشيد استهلك الطاقة:

عقلنيًا مدروسًا وتقليل الهدر في استهلك الطاقة بأصنافها المختلفة. وإن ترشيد

استهلك الطاقة عمليًا هو جملة الجراءات الواجب إتباعها للحد من الهدر في

منظومات الطاقة في مختلف مراحلها بدءًا من محطات تحويل الطاقة وانتهاًء

بالجهزة الطرفية المستهلكة للطاقة.

بدأ أول إجراءات الترشيد من المحطات الولية لتحويل الطاقة، فالتشغيل

القتصادي المثل لهذه المحطات هو الوسيلة الكثر فعالية في هذا المجال، كما

أن الحفاظ على جاهزية محطات الطاقة والتقيد الصارم ببرامج الصيانة من

8

الوسائل الساسية لترشيد الطاقة في المراحل الولى من منظومات الطاقة

المتكاملة.

loadيسمى «إدارة الحمال» وتأتي بعد ذلك إجراءات ما

management المركزي في مؤسسات الطاقة، في تصرفالتحكم وهي

المستهلك زمنيًا وكميًا بوساطة أجهزة خاصة تركب لهذا الغرض، وعن طريق

تطوير نظم تعرفة ملئمة تضطر المستهلك إلى تجنب الهدر في الستهلك

والستخدام العقلني للطاقة، فمثًل: إن تسخين المياه بالطاقة الكهربائية ُيعد من

% من66الستخدامات غير العقلنية للطاقة، ذلك أنه قد سبق أن ُهدر أكثر من

الطاقة الحرارية لتحويلها إلى طاقة كهربائية، إضافة إلى ضياع الطاقة في شبكات

إلى المستهلك. لذا فإن الحد منالطاقة الكهربائيةالنقل والتوزيع التي توصل

استخدام أجهزة التسخين الكهربائية هو أحد السبل التي يتضمنها برنامج إدارة

الحمال بهدف تحقيق الستخدام العقلني للطاقة، ومن الجراءات المفيدة في هذا

المجال:

ـ تشجيع استخدام أجهزة التسخين والتدفئة المتطورة التي تستهلك أقل كمية

من الوقود بأعلى مردود وأقل تلوث، وذلك بخفض أثمانها، وتحمل الدولة جزءًا

من تكاليفها التأسيسية وخفض أسعار المحروقات المستخدمة في هذه الجهزة.

ماالتدفئةـ الستفادة القصوى من الطاقة الشمسية في تسخين المياه وفي

أمكن ذلك.

وفرضالتدفئةـ رفع أسعار الجهزة الكهربائية المعدة لتسخين المياه و

ضريبة عالية عليها.

وهناك الكثير من الجراءات والبرامج التي تساعد على ترشيد استهلك

-25الطاقة والقلل من الهدر كالعزل الحراري الجيد للمباني الذي يوفر نحو

9

شتاء أو التكييف صيفًا. كذلك فإن تطبيقالتدفئة% من الطاقة المستهلكة في 30

«التوقيت الصيفي» يمّكن من الستفادة القصوى من ضوء النهار ومن نشاط

النسان في فصل الصيف، إذ تسطع الشمس في هذا الفصل باكرًا ويطول النهار،

ويسهم ذلك كثيرًا في خفض الطاقة المستهلكة في النارة والتكييف.

ويعد استخدام المحطات المركزية للتدفئة وتسخين المياه من الساليب

الناجعة لترشيد استهلك الطاقة والحد من الهدر لمردودها العالي وعملها

المضمون في شروط فنية واقتصادية قريبة من المثلى. كما أن التشجيع على

استخدام وسائط النقل العامة يخفض إلى حد كبير من استهلك الوقود اللزم

لقطاع النقل والمواصلت.

وأخيرًا فإن للعلم دورًا مهمًا في هذا المجال، بتوعية المواطن وتعريفه

أهمية ترشيد استهلك الطاقة والحد من هدرها في مختلف مناحي حياته وأنشطته.

وعلى وسائل العلم بأنواعها المرئية والمسموعة والمقروءة تقديم برامج توعية

توضح للمواطن أهمية ترشيد استهلك الطاقة وتبين مدى الخسارة الناجمة عن

الهدر الذي يمكن أن يسببه أي فرد عن قصد أو عن غير قصد وكيف أن هذا

الهدر الفرادي الذي يستهين به المواطن يسبب خسارة إجمالية كبيرة في الدخل

القومي تقدر ببليين الدولرات سنويًا.

رفع كفاية التقنيات في اقتصاد الطاقة

يتزايد استهلك الطاقة في العالم مع تزايد عدد السكان والسعي للرتقاء إلى

مستويات معيشة أفضل، وهذا التزايد المستمر في طلب خدمات الطاقة يتسبب في

مشكلت كثيرة منها استنزاف موارد البلد وتفاقم تلوث البيئة الناتج من استهلك

الطاقة بأنواعها.

10

ومن المعلوم أن كيلو واطًا ساعيًا واحدًا من الكهرباء يكفي، مبدئيًا، لضاءة

ساعات، أو رفع طن واحد إلى ارتفاع10 واط مدة 100مصباح استطاعته

لترًا من البنزين في سيارة متوسطة لقطع20 متر. كما يكفي استهلك 300

كم. ومن أجل القتصاد في الطاقة يمكن أن يوفر الكيلو واط الساعي180مسافة

نفسه إمكانيَة إنارة أكبر أو مقدارًا أكبر من العمل الميكانيكي المفيد بتحسين كفاية

الوسائل التقنية المستخدمة استنادًا إلى أبحاث كل من جامعة هارفرد وبرنستون

، وقد وجد أنه بالمكان، منWRIبيركلي في كاليفورنية ومعهد مصادر الطاقة

%، ول45 و25الناحية التقنية، القتصاد في استهلك الطاقة بنسبة تراوح بين

يقصد هنا التقنين في استخدام الطاقة، بل استخدام الطاقة بكفاية أعلى. ولقد حققت

اليابان معدلت كبيرة في توفير الطاقة باعتماد تقنيات حديثة. وفيما يلي أهم

مجالت القتصاد في الطاقة:

ـ اشتملت معظم خطوات القتصاد في استهلك النفط، حتى اليوم، على1

تحسينات تقنية أدخلت على تصميم السيارات التي تعمل بالبنزين والديزل

كاستخدام الجهزة اللكترونية وتخفيف وزن السيارة وتحسين شكلها النسيابي

وغيرها، وبذلك انخفض استهلك السيارة العادية في الخمسة عشر عامًا الماضية

% في الوليات المتحدة المريكية، وكذلك50% في ألمانية، ونحو 25بنحو

أدخلت تحسينات كثيرة على صناعة الطائرات وانخفض استهلك محركاتها

مليون سيارة500النفاثة. وإذا ما علم أن نصف إنتاج النفط العالمي تستهلكه

%4.8وشاحنة وأن متوسط الزيادة السنوية في أسطول السيارات ل يقل عن

م أكبر من ذلك بكثير.2030فستكون نسبة استهلك السيارات العاملة في عام

11

من الوقودالطاقة الكهربائيةـ تطورت التقنيات الحديثة في توليد 2

%.48% إلى 25الحفوري، وارتفع مردود محطات التوليد الكهربائية من

إحدى التقنيات المتقدمة لتوليد الكهرباء المسماة «الدورة المركبة3ويبين الشكل

Intergrated Coal Gasificationالمتكاملة للفحم المحول إلى غاز»

Combined Cycle - IGCCإذ يحول الفحم إلى خليط غازي بتفاعله مع .

البخار والكسجين قبل حرقه، وتقوم المنظومة بعد ذلك بتشغيل الدورة المركبة،

فُيحرق مزيج الغازات في عنفة غازية ثم ُترّد حرارة الغازات الخارجة من العادم

إلى العنفة الغازية، بعد إدخالها في مبدل لتبخير الماء، ويقوم بخار الماء بتدوير

عنفة بخارية تقليدية.

إن الدورات المركبة أكثر كفاية من دورات البخار التقليدية، لنها تستخلص

قدرًا أكبر من الطاقة من كل وحدة فحم أو نفط أو غاز تحرق في المحطة. أما في

محطات توليد الكهرباء التقليدية فيحرق الفحم أو النفط أو الغاز لتسخين ماء

12

المرجل وتحويله إلى بخار يدير عنفة بخارية، وتطرح الغازات الحارة الناتجة

عن الحتراق من مدخنة إلى الجو من دون أن تستغل.

13

أهم تقنيات استخدام الوقود الحفوري المتطورة، والكفاية4ويوضح الشكل

%، ويظهر بجلء أهمية55والمردود لكل نوع من المحطات، الذي قد يصل إلى

أبحاث القتصاد في الطاقة وحماية البيئة من التلوث.

ـ إن استخدام تجهيزات للنارة أكثر كفاية ومردودًا يمكن أن يوفر في3

% في مجال النارة، ومثال على80استهلك الطاقة الكهربائية بنسبة تزيد على

واط يصدر18 الفلوري الصغير الستطاعة باستطاعة المصباحذلك أن استخدام

واط ويخفض كلفة70ضوءًا مماثًل لضوء مصباح متوهج عادي استطاعته

% في البيوت والمكاتب، ويزيد عمر تلك المصابيح تسع مرات80النارة بنسبة

إلى ثلث عشرة مرة على عمر المصابيح المتوهجة العادية، وتتوافر اليوم أدوات

إنارة عالية الكفاية لكل الستخدامات تقريبًا.

30كذلك فإن استخدام الفوسفور واللكترونيات واعتماد الترددات العالية (

كيلو هرتز) يزيد من كفاية المصابيح ومردودها، ويمكن استرداد كلفة استبدال

المصابيح الجديدة بالمصابيح التقليدية في مدى سنة ونصف عن طريق القتصاد

في الطاقة المستجرة، وإذا ما طبقت تلك التقنيات على مليين المصابيح في بلد

14

مثل سورية أو على مليارات المصابيح الموجودة في العالم فيمكن تقدير مدى

القتصاد الكبير في الطاقة والتخفيف من التلوث.

ـ وضعت الدول المتطورة معايير دقيقة لصناعة التجهيزات الكهربائية من4

تطور5حيث استخدام الكهرباء بكفاية عالية وبمردود مرتفع، ويبين الشكل

استهلك براد منزلي من الطاقة الكهربائية، وكان هذا الستهلك السنوي عام

أي580 بحدود 2000 كيلو واط ساعي وأصبح عام 1726 في حدود 1970

% من استهلك براد قديم.50أقل من

% من الطاقة العالمية، فإن40ولما كانت اللت الصناعية تستهلك بأنواعها

أي تحسين في كفايتها يؤدي إلى تخفيض مطرد لهذه النسبة. ويبذل العلماء

والمهندسون جهودًا كبيرة لرفع كفاية استخدام الطاقة، وقد تمكنوا بنتيجة ذلك من

زيادة النتاج الصناعي في العشرين سنة الماضية زيادة كبيرة، وأدى ذلك إلى

خفض استهلك الطاقة الجمالي في الصناعة. وُتقّدم المحركات الكهربائية مثاًل

% من الكهرباء المخصصة للصناعة،70 - 60واضحًا على ذلك لنها تستهلك

آلية رفع كفاية محرك كهربائي يحرك مضخة سوائل صناعية.6ويبين الشكل

15

إن تجهيز المحرك بمنظم إلكتروني للسرعة يرفع من كفاية منظومة مضخة

% ويستطيع المستثمر استرجاع كلفة ذلك المنظم في72% إلى 31المحرك من

مدى سنتين أو أقل، أما الثر الصافي لمنظم السرعة في الحالة المذكورة فهو

%.21اقتصاد في الطاقة بنحو

وقد بينت التجارب أن التحسينات التي أجريت على أفران القوس الكهربائية

%. 30في صناعة الفولذ حققت مكاسب في توفير الطاقة بحدود

ويمكن تلخيص أهم النتائج والمكاسب التي قد يحققها كل بلد باعتماد مبدأ

على النحو التالي:الطاقة الكهربائيةالكفاية في استخدام

ـ خفض نفقات تشغيل المحطات (وقود وصيانة وأجور) على المدى القصير.

16

ـ تجنب تكاليف بناء محطات توليد جديدة على المدى المتوسط.

ـ تجنب نفقات تبديل محطات التوليد القديمة على المدى البعيد.

ـ تحقيق المنافسة الصناعية بين وسائل النتاج، فالشركة التي تخفض كلفة

% توفر لمنتوجاتها أسعارًا منافسة قوية.30% أو20الكهرباء بنسبة

ـ إيجاد حلول للمشاكل الكبرى التي تعانيها الدول النامية لن المال اللزم

من رأس مال التنمية، ويمكن %25لشراء محطات التوليد وتشغيلها يستهلك

توفير هذه المبالغ من أجل تنفيذ مشاريع تنموية مثمرة.

طاقة الوقود الحفوري

شاع استعمال الوقود الحفوري لسهولة استخراجه من مكامنه وإتقان

استخدامه لنتاج الخدمات التي يحتاج إليها النسان، وسهولة نقله، واختزانه قدرًا

كبيرًا من الطاقة الحرارية، وكذلك سهولة تحويله من حالة إلى أخرى (صلبة أو

سائلة أو غازية).

17

ويعد الوقود الحفوري من المواد الخام الممتازة لنتاج الكيمياويات واللدائن،

وسيبقى الوقود الحفوري يحتل مكانته البالغة الهمية طوال القرن المقبل لن

تطوير بدائل منافسة يتطلب جهودًا كبيرة وزمنًا طويًل.

وقد تزايد استهلك العالم من الغاز والنفط والفحم في المدة بين السبعينات

4733% عما كان عليه، فارتفع من 50 من القرن العشرين بنسبة والتسعينات

=TEP، ( 1992 عام TEP مليون 7255 إلى 1971 عام TEPمليون

الطاقة الحرارية المتوسطة، الناتجة من احتراق طن واحد من النفط)، علمًا أن

. وتختلفTEP مليار 760الحتياطي الذي لم يستغل حتى اليوم ليزيد على

دولرًا للبرميل.30- 10كلفة إنتاج النفط من مكان إلى آخر وتراوح بين

18

ـ الغاز الطبيعي: بينت الدراسات أن مخزون الغاز العالمي أكبر بكثير من1

سنة. وقد بلغ حجم150- 50مخزون النفط، ويكفي حاجة العالم أكثر من

، وأما المخزون العالمي الجمالي فيعادلTEP مليار 120المخزون المحدد نحو

، ويؤكد أكثر خبراء الطاقة أن الغاز الطبيعي هو طاقةTEP مليار 230

، أن7المستقبل. ويبين توزع مخزون الغاز الطبيعي في العالم، كما في الشكل

في روسية وفي الشرق الوسط2020إنتاج الغاز الطبيعي سيتركز في عام

وسينتج القليل منه في المريكتين وفي أوربة الشمالية.

والمعروف أن استخدام الغاز الطبيعي بدًل من الفحم يوفر للبيئة بعض

الحماية، إلى أن يتم استكمال تقنيات إنتاج طاقة بديلة غير ُأحفورية.

ـ الفحم الحجري: تبين التقديرات الولية لحتياطي الفحم العالمي أنه يكفي2

توزع الحتياطي العالمي من8، ويوضح الشكل 2200استهلك العالم حتى عام

الفحم الحجري واستهلكه سنويًا في القارات الخمس. ويبلغ الستهلك العالمي

مليار طن عام4.1 مليار طن سنويًا، وهو قابل للزيادة إلى 2.3اليوم نحو

% تقريبًا، والميزة الساسية للفحم هي انخفاض سعره79، أي بنسبة 2020

بالموازنة مع النفط والغاز. أما أهم مساوئه فهو أنه ملوث كبير للبيئة.

وهناك أبحاث تثير اهتمامًا عالميًا، حول منظومة الدورة المركبة المتكاملة

تحويل للفحم الُمغّوز (أي المحول إلى غاز). والهدف الساسي من هذه التقنية

وغاز أول أكسيد الفحمH2الفحم إلى غاز مصنع يتكون أساسًا من الهدروجين

COمع كميات أقل من غاز الميتان وغاز الفحم وكبريتات الهدروجين ويمكن

استعمال هذه الغازات الناتجة وقودًا ذا مردود عاٍل نسبيًا.

30ـ النفط: إن تقديرات الحتياطي النفطي في العالم تكفي الستهلك مدة 3

سنة ويعود عدم دقة التقدير إلى تباين نسبة استخراج النفط، وزيادة100-

19

أهم منابع9الستثمارات الخاصة بالتنقيب عن النفط واستخراجه. ويبين الشكل

النفط في العالم. ويلحظ من الشكل أن احتياطي العالم يتركز في عشر مناطق

تقريبًا أهمها: دول الخليج العربي وإيران والمكسيك وفنزويلة ودول آسيا الوسطى

إلى أن نفط2020وروسية والمريكتين. وتشير تقديرات الخبراء اليابانيين لعام

الخليج سيكون المنتج الوحيد في العالم وسيزداد العتماد عليه في السنين القادمة.

.2020% من اليوم حتى عام 48وسوف يزداد وسطي استهلك النفط بنسبة

وتسعى الدول الكبرى إلى المحافظة على سعر النفط منخفضًا لدوره الكبير

في كلفة النتاج الصناعي العالمي. كما تعمل شركات النفط على زيادة فاعلية

إنتاج النفط ومردوده باعتماد الحفر الفقي بعد الوصول إلى طبقة النفط.

واستعمال أجهزة متطورة لتحديد المخزون وحجمه، وتخفيض كلف الحفر باعتماد

تقنيات جديدة، وإعادة استثمار البئر المستنزفة بتحسين وسائل الستخراج وتنقية

النفط من الشوائب. إذ من الصعب استخراج كل ما في البئر من نفط، وأفضل

% من مخزون45الوسائل المستعملة إلى اليوم ل تستطيع استخراج أكثر من

% من ذلك المخزون بوسائل60البئر الكامل، ويمكن التوصل إلى استخراج نحو

متطورة مما يزيد في النتاج ويخفض الكلفة.

ومع أن النفط أفضل مصادر الطاقة المتوافرة اليوم فإن التوقعات المستقبلية

البعيدة المدى غير مشجعة لن النفط مادة ملوثة للبيئة.

ويسبب تخفيض سعر النفط الخام خسارة مادية كبيرة للدول المنتجة له، ولكن

يدفعها في المقابل إلى التحول من العتماد على الريع إلى العتماد على النتاج

مدعومًا بثروة نفطية، المر الذي يعطي البلد المنتج للنفط ميزة عامة تتمثل في

خفض كلفة النتاج بسبب انخفاض كلفة الطاقة. ومن المتوقع في السنوات المقبلة

20

أن تصبح الدول النفطية واحدة من أهم السواق الناشئة في العالم الجاذبة لرؤوس

الموال، إذا اتخذت الجراءات اليلة إلى دمج اقتصادها بالقتصاد العالمي.

ولن النفط سيبقى مصدرًا رئيسًا للطاقة حتى الربع الول من القرن الحادي

والعشرين فقد بدأت تظهر اليوم عدة استراتيجيات لتوفير الطاقة، غير مكلفة

نسبيًا، وتراوح بين زيادة كفاية استخدام الوقود الحفوري وتطوير مصادر غير

أحفورية محسنة يمكن أن تكون بدائل مسّوغة اقتصاديًا ويمكن استعمالها على

نطاق واسع.

ـ هيدرات الميتان: بينت دراسات قعر المحيطات أن مخزونها الضخم من4

غاز هيدرات الميتان قد يكون مصدرًا للطاقة يفوق أهمية كل مخزون العالم من

النفط والغاز الموجود على الكرة الرضية.

يعود الفضل في اكتشاف هذا المصدر لمشروع أبحاث دولي هدفه دراسة

قعر المحيطات في كل أنحاء العالم، تنفذه مؤسسة علم المحيطات المشتركة ضمن

بموجب برنامج الحفر فيJOIDES Resolutionمشروع «جويدس»

). وقد تم اكتشاف غازOcean drilling programme (ODPالمحيطات

هيدرات الميتان محبوسًا في الخمسمئة متر الدنيا من الرواسب الموجودة في القعر

متر وعلى مساحة تزيد على 4500 و3000 على أعماق سحيقة تراوح بين

عند شاطئ ولية كارولينة الشمالية في الوليات المتحدة المريكية.2 كم3000

ألف13ويقدر العلماء كمية غاز الميتان المحصورة في هذه الطبقة وحدها بنحو

ضعف الستهلك السنوي في الوليات70مليار متر مكعب، أي ما يعادل

المتحدة. وهوليس غازًا محبوسًا في حوض للغاز بل على هيئة فلز يسمى مركبات

، وهي مكونة من تبلورclathrate de methaneالميتان القفصية (الكهفية)

ذرات الميتان ضمن بّلورات الماء تحت شروط خاصة بالضغط والحرارة

21

بذرات من صخور رملية أو رسوبية تتوضع في قعر المحيط على مخلوطة

،propane، والبروبان Ethaneأعماق كبيرة وتحوي أيضًا غاز اليتان

. butaneوالبوتان

بار، وإذا200 مئوية وبضغط يزيد على 2ْيتشكل هذا الفلز بدرجة حرارة

ضعف حجمه150انخفض الضغط على الفلز تحرر الغاز بحجم يزيد على

ويحترق بسرعة بلون برتقالي وبحرارة شديدة، ول يترك إل القليل من السخام أو

البقايا.

تتشكل هيدرات الميتان أيضًا على الرض عند توافر البرودة والضغط

المناسبين في المناطق القطبية وفي ألسكة، وسيبيرية وفي أعماق المحيطات على

شواطئ الوليات المتحدة، واليابان، والبيرو وكوستاريكة وفي أعماق البحر

السود وبحر قزوين.

ويتم تشكل هيدرات الميتان من تفسخ البكترية على مدى مليين السنين عند

توافر الضغط المناسب وفي درجة حرارة تقارب الصفر بمعزل عن الوكسجين

وفق المعادلة التالية:

4H2+CO2 CH4 +2H2O

أما استثمار هذا المخزون الهائل من الغاز في القرن الحادي والعشرين

فيتوقف على عدة عوامل سياسية واقتصادية وتقنية واستراتيجية وعلى سياسة

شركات النفط الكبرى في العالم.

طاقة النشطار النووي

الحل المثل لقتصاد الطاقة فيnuclear powerُعّدت الطاقة النووية

العالم، لكنها اتهمت لحقًا بأنها الطريقة الكثر خطورة والقل ملءمة لنتاج

الطاقة. وَتعزز اليوم موقف الرأي العام العالمي المعارض للطاقة النووية بعد

22

حادثة تشرنوبل في أوكرانية وحادثة جزيرة ثري مايل في أمريكة، إذ توقف بناء

المفاعلت النووية في عدة دول. ففي الوليات المتحدة لم يتخذ أي قرار بإنشاء

، وفي السويد توقف بناء المفاعلت بعد استفتاء1978مفاعلت جديدة منذ عام

شعبي، وفي سويسرة وألمانية توقفت النشطة النووية.

ويمكن حصر أهم السباب السياسية والجتماعية التي تقف في طريق تطوير

الطاقة النووية فيما يلي:

والخطار المرافقة لخروجه عنالمفاعل النوويأ ـ مشاكل تشغيل

السيطرة.

23

ب ـ صعوبة تصريف النفايات الذرية وارتفاع تكاليف إنتاج الطاقة وصعوبة

معالجتها وتخزينها.

وقد بينت الدراسات القتصادية الحديثة الخاصة بالطاقة النووية أن كلفة

توليد الكيلوواط الساعي من المفاعلت الذرية كبيرة جدًا ومن أسبابها:

ـ ارتفاع تكاليف بناء المحطات النووية التي تتطلب مواصفات خاصة وطول

مدة البناء.

ـ ارتفاع تكلفة عناصر المان اللزمة لمنع حدوث تسرب إشعاعي، كبناء

حاوية من الفولذ والسمنت المسلح تغلف المفاعل بكامله من أجل حصر

الشعاعات في حال حدوث انفجار نووي أو خروج المفاعل عن السيطرة،

يبين مبدأ هذا النظام.10والشكل

وحمايةالتحكمـ ارتفاع تكلفة البرامج الحاسوبية (أنظمة خبيرة) للمراقبة و

عمل المفاعل والتدخل لحصر الخطر تلقائيًا.

ـ ارتفاع تكلفة معالجة النفايات المشعة وتصريفها وتخزينها.

ـ ارتفاع كلفة التخلص من المحطة بعد انتهاء عمرها الفني المقدر بثلثين

سنة.

ـ انخفاض معدل استعمال المحطات بسبب طول مدة الصيانة والصلح

% من عمر المحطة.53والتجديد، وتبين الحصائيات أن هذا المعدل يبلغ نحو

ويبدو أن البحاث الجديدة الرامية إلى تطوير محطات الطاقة النووية قد

توصلت إلى اقتراح محطة نووية من طراز جديد تتمتع بمواصفات كثيرة منها:

ـ انتفاء خطر خروج المفاعل عن السيطرة، أو خطر تسرب إشعاعي.

ـ عدم وجود نفايات مشعة لمدة طويلة.

24

ـ اعتماد وقود نووي مختلف ومتوافر في الطبيعة بكثرة هو الثوريوم

thorium.

ـ عدم إنتاج مادة البلوتونيوم الخطرة المستعملة في السلحة النووية، وبذلك

ل تخضع مثل هذه المحطات للحظر الدولي.

ـ انتفاء طرح أي غازات تؤثر في البيئة.

ـ انخفاض الكلفة التأسيسية.

من قبل العالم كارلو1993وقد تم اقتراح هذه المحطة النووية الجديدة سنة

. ومبدأ عملها مبين في1984 الحائز جائزة نوبل عام Carlo Rubbiaروبيا

.10الشكل

يعتمد مبدأ النشطار التسلسلي على مسرع جزيئات بروتوني ملحق بالمحطة

يقذف البروتون على كتلة من معدن الرصاص تمل المفاعل، ويولد هذا

الصطدام حزمة من النيوترونات.

يتحول، بعد ضم النيوترون، إلى232عند اصطدام نيوترون بذرة ثوريوم

فإذا ما صدمها نيوترون آخر تنشطر ذرة232مادة مشعة هي الورانيوم

مطلقة طاقة حرارية كبيرة إضافة إلى حزمة نيوترونات تضاف232الورانيوم

إلى نيوترونات الحزمة الولى لمتابعة النشطار.

إذ إنه ُيمّكنsous - critiqueول يسمح هذا الوقود بتكون مزيج حرج

المفاعل من توقيف المسّرع البروتوني فورَا حائَل دون استمرار التفاعل

التسلسلي.

وقد بينت الدراسات والبحاث الخاصة بمفاعل روبيا أن بالمكان استخدام

هذا المفاعل في تحويل البلوتونيوم الخطر، وكذلك بعض المواد المشعة الخطرة،

لتنشيط الثوريوم ثم تتحول هذه المواد بعد ذلك إلى مواد مشعة بسيطة.

25

ويعد مفاعل روبيا قفزة نوعية في استغلل الطاقة النووية ضمن مجال

اقتصاد الطاقة والحفاظ على البيئة، ويتوقع اعتماد هذا النوع من المفاعلت على

نطاق واسع.

الندماج النوويطاقة

nuclearبدأت البحاث الخاصة بتوليد الطاقة من الندماج النووي

fusionمنذ أوائل الخمسينات من القرن العشرين، وقد تبين أن من الممكن توليد

الطاقة من دمج نواتين من عنصرين مختلفين بدَل من انشطارهما، ونجح

،1995الباحثون مخبريًا بدمج ذرتي التريتيوم والدوتيريوم أول مرة في عام

وهذان العنصران نظيران لذرة الهدروجين في الشروط الفيزيائية الحدية التي

عينها العالم لوسون [ر.الندماج النووي]، ولن الندماج لم يتخط عتبة الجدوى

فمن الصعب إدخاله في أبحاث اقتصاد الطاقة،scientific feasibilitlyالعلمية

لكنه يبشر بمستقبل واعد، إذ إنه يوفر طاقة هائلة وبكلفة زهيدة بالعتماد على

مواد متوافرة في الطبيعة بكثرة.

الذي أقيم برغبة دوليةTokamakإن مشروع مفاعل «توكا ماك»

مشتركة بين الوليات المتحدة المريكية وروسية وأوربة الغربية واليابان يهدف

صالحًا تجاريًا في القرن الحادي والعشرين. وخلفًاالندماج النوويإلى جعل

للتصورات الشائعة فإن تقانة الندماج الراهنة ليست نظيفة بطبيعتها، لنها تطلق

نيوترونات تجعل المفاعل والمواد المحيطة به نشيطة إشعاعيًا. وتشير البحاث

الندماج تجمع النشطار النووي مع hybridإلى احتمال تصميم مفاعلت هجينة

.النووي

الطاقات النظيفة والمتجددة

26

يقصد بالطاقات النظيفة الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، والكتلة الحيوية،

وهي طاقات غير مضرة بالبيئة يستفاد منها في توليد الكهرباء وإنتاج الوقود، وقد

تزاحم الطرائق التقليدية لتوليد الطاقة من حيث التكلفة في السنين القليلة القادمة.

إن ازدياد مخاطر تلوث هواء المدن والمطر الحمضي وتسرب النفط

والشعاع النووي وارتفاع حرارة الرض تحض على البحث عن بدائل للفحم

والنفط والمفاعلت النووية لنتاج الطاقة، ومع أن مصادر الطاقة البديلة ليست

نظيفة تمامًا، فإنها تفتح المجال واسعًا أمام الخيارات التي يقل ضررها البيئي

كثيرًا عن مصادر الطاقة التقليدية. وأفضل تلك الخيارات الواعدة تسخير طاقة

الشمس لنتاج طاقة حرارية أو كهربائية، علمًا أن التقانات الشمسية والبنى

التحتية اللزمة لستثمارها تتطور سريعًا، فالكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية ـ

الحرارية ومن الرياح والكتلة الحيوية تنافس من حيث التكلفة الكهرباء المولدة

بالطرائق المعروفة، كما أن الكهرباء المولدة من الخليا الضوئية

photovoltaicsوالوقود السائل المستخرج من الكتلة الحيوية دخلت مجال

المنافسة مع نهاية القرن العشرين. ومن السابق لوانه التنبؤ بنوع التقانة التي

ستكون آنذاك، إل أن إمدادات الطاقة الشمسية سوف تتنوع من حيث التقانة

والحجم، وسوف تتسم بتنوعات إقليمية واضحة تتطلب طرائق جديدة لدخال هذه

التقنيات وإدارتها.

ـ الطاقة الشمسية: لقد أثبتت الطاقة الشمسية كفايتها الفنية والقتصادية في1

مجال تسخين الماء وتوليد الكهرباء عن طريق الخليا الشمسية، وتمتاز الطاقة

الشمسية من غيرها من مصادر الطاقة بالتفوق في الحد من استهلك الوقود

وتلوث البيئة. فالطاقة الشمسية شبه مجانية، ولكنها تتطلب تكاليف كبيرة لنتاج

أجهزة توليد الطاقة وتحويلها، وتهدف البحاث الحديثة إلى خفض هذه التكاليف

27

إلى الحد الدنى، وقد أمكن حّتى اليوم تصميم محطات توليد شمسية باستطاعة

ميغاوات هجينة تعمل نهارًا على الطاقة الشمسية وليًل على الغاز الطبيعي،80

وبذلك خفضت كلفة الكيلوواط الساعي إلى درجة كبيرة. على أن أسعار الطاقة

الشمسية ل تخضع لقانون العرض والطلب المعروف اقتصاديًا بل تعتمد على

.economy of scaleقانون اقتصاد المقياس

المولدة بقوة الرياحالطاقة الكهربائيةـ طاقة الرياح: أصبحت تكلفة 2

اللكترونية الذكية واستخدامالتحكممنخفضة جدًا. كما أن استخدام وسائل

الطاقةالسطوح النسيابية والتحسين المستمر للمواد المستخدمة في توليد

من الرياح حققت مكاسب إضافية في توفير مثل هذه الطاقة.الكهربائية

ـ طاقة الكتلة الحيوية: توفر خيارات الطاقة الشمسية تخزينًا ضمنيًا في3

المادة الخضراء الموجودة في الكتلة الحيوية، التي تتكون بوساطة التركيب

الضوئي، وتختزن جزءًا من الطاقة الشمسية على شكل طاقة كيمياوية يمكن

). 11استعادتها بحرق النبات، الشكل (

28

تقدم الكتلة الحيوية على النقيض من الوقود الحفوري عددًا من المزايا، إذ

في المئة من0.1إنها تتوافر في معظم أرجاء الرض، وتحتوي على أقل من

في المئة من الرماد، ويعادل حجم غاز ثاني أكسيد الكربون5 إلى 3الكبريت و

المنطلق من الكتلة الحيوية عند حرقها أو معالجتها حجم غاز ثاني أكسيد الكربون

المستهلك في عملية التركيب الضوئي. وهذا يعني أن الطاقة الحيوية ل تطرح في

الجو أي كمية إضافية من ثاني أكسيد الكربون.

تستعمل الكتلة الحيوية على نطاق واسع لتوليد الكهرباء والحرارة في

صناعات منتجات الغابة، فتستخدم فضلت الخشب المتبقية من عملية النتاج

العاملة على العنفاتcogenerationوقودًا لمنظومات التوليد المرافق

البخارية، وتعد هذه الطريقة اقتصادية فقط في المناطق التي يكون وقود الكتلة

الحيوية الرخيص متوافرًا فيها بكثرة.

خليا الوقود

تتألف خليا الوقود، كغيرها من الخليا الكهربائية والكيمياوية، من مصعد

ومهبط ومحلول كهربائي بينهما. إل أن الخليا الوقودية هذه تمتاز من غيرها بأن

على هيئة وقود. ويكون الهدروجين هوالمصعدالعامل المختزل (المهدرج) يغذي

الوقود في جميع الحالت، أي إن الخلية الوقودية تتغذى بالهدروجين وبالكسجين

لتوّلد الكهرباء.

وقد بينت الحسابات القتصادية لعدد من وحدات الخليا الوقودية التي تعمل

دولر للكيلوواط1000على الغاز الطبيعي أن التكاليف التأسيسية لها لم تتجاوز

الواحد. وبمقتضى حسابات ليندشتروم الخبير السويدي في الخليا الوقودية فإن

0.07 ـ 0.06كلفة الكيلوواط الساعي الموّلد من هذه الخليا تراوح ما بين

%، ومن المتوقع في المستقبل المنظور أن يرتفع50دولر، ومردودها في حدود

29

% مما يؤدي إلى انخفاض كلفة التوليد منها60مردود الخليا الوقودية إلى

وازدياد فرص المنافسة لمصلحتها.

آفاق المستقبل لمصادر الطاقة

يجمع خبراء الطاقة على أن طاقة المستقبل ستكون متعددة ومتنوعة من

عشرات المنابع.

% من كمية الطاقة التي تولد في15% و5وتتوزع نسبة كل منبع منها بين

العالم. وذلك تبعًا للتوليد، ونسبة الملوثات، وسهولة الستخدام. ويرجح الخبراء

ظهور إمكانات التوصل إلى طرائق أفضل لتحويل الطاقة وتخزينها تسهم في

الطاقة الكهربائيةالعتماد على الطاقات النظيفة. ومن المثلة المعتمدة في تخزين

المولدة من الطاقة الشمسية ومن طاقة الرياح استخدام تلك الطاقة في تحليل الماء

.12إلى هدروجين وأكسجين كما هو مبين في الشكل

30

إن الهدروجين الناتج من تحليل الماء باستخدام كهرباء الفلطية الضوئية أو

الرياح هو وقود نظيف يخزن الطاقة الشمسية كيمياويًا، وإن نقل الهدروجين

أرخص كلفة من حيث المبدأ من نقل الكهرباء، لذلك يمكن أن يكون التحول إلى

الهدروجين وسيلة جذابة لستخدام الطاقة الشمسية ونقلها إلى مراكز الطلب

الرئيسية.

كما أن اعتماد محطات هجينة لنتاج الطاقة المركبة (شمسية ـ غاز طبيعي)

بإضافة منظومة وقود أحفوري رخيصة يمكن تعديل إنتاجها من الكهرباء

للتعويض عن التقلبات في المداد الشمسي وقوة الرياح، قد يكون الطريقة القل

ضررًا بيئيًا لتوليد الطاقة.

وقد قامت إحدى الشركات المريكية بإضافة مصدر حراري، يعمل على

إحراق الغاز الطبيعي، إلى منظومتها الكهربائية الشمسية ـ الحرارية، ووفر هذا

31

المصدر الحراري للشركة القدرة على زيادة إنتاجها إلى الحد القصى، بضمان

توافر الطاقة كلما دعت إليها الحاجة.

إن فكرة النظام «الهجين الغازي ـ الشمسي» قابلة للتطبيق أيضًا على الرياح

والفلطيات الضوئية. ويمكن استخدام جيل جديد من عنفات الغاز ذات الكفاية

العالية الرخيصة في هذه الهجينات.

وقد انخفضت تكاليف الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية انخفاضًا حادًا في

الثمانينات من القرن العشرين، وسوف تستمر في النخفاض مع استمرار التحسن

). 13في تقنياتها واكتساب الخبرة (الشكل

أما النتاج الكلي للكتلة الحيوية فمرهون بتوافر الرض والماء، بسبب

التركيب الضوئي وضخامة كميات المياه اللزمة لزراعة انخفاض كفاية

النباتات، ومع ذلك يمكن لمدادات الكتلة الحيوية الكاملة أن تحل محل النفط

32

المستخدم اليوم في المركبات الخفيفة، ومحل الفحم الذي يحرق لتوليد الكهرباء،

شريطة استخدام وحدات ذات كفاية عالية للتحويل إلى غاز مع استخدام عنفات

غازية لتوليد الطاقة ويمكن بهذه الطريقة خفض انبعاث ثنائي أكسيد الكربون إلى

).14النصف (الشكل

اقتصاد الطاقة والحفاظ على التوازن البيئي

ما يزال الوقود الحفوري المصدر الساسي للطاقة الرخيصة، وسيظل كذلك

من حيث الكم والكلفة، فإحراق الفحم إلى أن تحل محله مصادر أخرى ملئمة

% من الطاقة التي80والنفط والغاز الطبيعي يوفر في الوقت الحاضر أكثر من

يستهلكها العالم، لكن الغازات المنبعثة من عمليات الحتراق تفسد البيئة إلى درجة

خطرة قد تصل إلى تغيير المناخ وتهديد صلحية الرض للسكن في المستقبل.

ولبد من تطوير تقنيات تهتم بتخفيف أثر المطر الحامضي ودخان المدن

)، وهما الثران المباشران الناجمان عن إحراق الوقودsmog(الضبخان

إلى الثر الثالث الكثر خطرًا وتدميرًا للبيئة، وهو الحفوري، كما يجب النتباه

ارتفاع حرارة الكرة الرضية بسبب ما يسمى بظاهرة «الدفيئة» التي تؤدي في

النهاية إلى تغيير مناخ الرض. وهذا يتطلب تخصيص أموال كافية لتطوير

تقنيات الحد من التلوث وتخصيص أموال كافية ليجاد بدائل للطاقة غير المتجددة

وتخصيص أموال كافية للتخلص من الملوثات والقتصاد في حرق الوقود

الحفوري للتقليل من الملوثات.

33

يبين15وتضاف كل هذه المتطلبات إلى الكلفة الجمالية للوقود. والشكل

لكل نوع من أنواع الوقود المستخدم:Kg/Tepملوثات الوقود الحفوري وكمية

34

فيبين تغيرات حرارة الرض في الحقبة بين عام16أما الشكل

) مع كل0.6ْ إذ يلحظ أن حرارة الرض قد زادت بنسبة (2000وعام1860

ما يتبع ذلك من أخطار ومن تغيير في مناخ الرض.

ولقد بدأت في الظهور استراتيجيات مختلفة، غير مكلفة نسبيًا، تراوح ما بين

زيادة كفاية استخدام الوقود الحفوري وتطوير مصادر غير أحفورية محسنة

يمكن أن تكون بدائل اقتصادية على نطاق واسع.

العالمي هو من بين المشكلت البيئية الكثر تهديدًا إن تغير المناخ

والصعب معالجة من نواح عدة، فالمناخ يحكم معظم العمليات البيئية التي يعتمد

عليها رفاه البشر اعتمادًا حيويًا. ويمكن أن يكون لتغير المناخ العالمي عواقب

عميقة الثر في نصف الكرة الجنوبي: كزيادة القحط في فصل الجفاف وزيادة

الفيضانات في فصل المطار، وازدياد المجاعات والمراض إضافة إلى مليين

المهجرين بسبب الكوارث البيئية. وإذا كان الشمال أقل معاناة من آثار تغير المناخ

المباشرة لقدرة مجتمعاته على التكيف، فإن العالم وثيق الترابط ولسيما بالتجارة

والمصالح القتصادية والسياسية.

والمجتمع العالمي اليوم في حاجة إلى تقنيات متطورة لتخفيف هذه الثار

المدمرة للبيئة تغنيه عن اللجوء إلى تقليص استهلكه من الطاقة.

وفيما يتصل بتثبيت الوقود الحفوري فيبدو أن معظم الثار السيئة الناجمة

عنه (ومنها مخاطر استخراج الفحم ومعظم المشكلت الصحية والمطر

% إلى السعار الحالية30الحامضي) يمكن تخفيفها بتكاليف مالية إضافية بحدود

للوقود الحفوري أو الكهرباء الموّلدة منه. ومع ذلك يحتاج المر إلى استثمارات

ضخمة من أجل تحديث المنشآت والتجهيزات القائمة أو تبديلها، وهي عقبة مهمة

35

في بعض أجزاء العالم لنقص رأس المال وكون المنشآت والتجهيزات الموجودة

أدنى بكثير من المستويات المتعارف عليها اليوم.

أما الطاقة النووية فهي أقل إفسادًا للمناخ والبيئة إلى حد كبير، بيد أن قبول

التوسع في استعمالها مرتبط باعتماد جيل جديد من المفاعلت له خصائص أمان

محّسنة وإيجاد حلول عملية وفعالة لتصريف النفايات المشعة، وانتشار السلحة

النووية.

في التكلفة البيئيةالتحكمأما الخيار الطويل المد والمثل لتوفير الطاقة مع

إلى الحد الدنى فهو الستفادة من الطاقة الشمسية استفادة مباشرة، وهي إلى اليوم

أكثر الخيارات الطويلة المد كلفة وقد تبقى كذلك زمنًا طويًل.

العلقة بين كلفة النتاج والثار البيئية الناجمة عنها

إن قدرة البيئة على امتصاص النفايات الملوثة وغيرها من آثار تقانات الطاقة

،»محدودة. وتتجلى في صنفين أساسيين من التكاليف البيئية: التكاليف «الخارجية

36

وهي التي يفرضها إفساد البيئة على المجتمع ول تؤثر في الحسابات المالية

لمستهلكي الطاقة ومنتجيها، والتكاليف «المدخلة» وهي الزيادات على النفقات

المالية التي تفرضها تدابير تهدف إلى خفض التكاليف الخارجية.

وكل هذين الصنفين من التكاليف البيئية كانا وما يزالن في ازدياد لسباب

كثيرة منها: تناقص الجودة في تجمعات إنتاج الوقود ومواقع تحويل الطاقة

وضرورة نقل المزيد من المواد إلى مسافات أبعد وبناء منشآت أكبر، وكذلك

تنامي حجم النفايات الملوثة من منظومات الطاقة وضرورة إشباع قدرة البيئة

التحكمعلى امتصاص مثل هذه النفايات من دون أن تصاب بالتلوث، وميل نفقات

في التلوث إلى الزيادة مع ارتفاع نسبة التلوث. وإن تضافر معدلت استهلك

الطاقة المتزايدة مع انخفاض الجودة في الموارد يتطلب التخلص من نسبة متزايدة

من الملوثات للبقاء على مستوى الضرر على حاله، وهذا يعني زيادة التكاليف

المدخلة، إضافة إلى أن الهتمام الجماهيري والسياسي بالبيئة يطيل وقت اختيار

مواقع منشآت الطاقة والترخيص لها وبنائها، ويزيد في تواتر تعديل المشروعات

ومواصفاتها قبل بدء التنفيذ وإّبانه مما يؤدي إلى ارتفاع آخر في التكاليف.

وإنه لمن الصعب تحديد مقدار إسهام هذه العوامل المختلفة في النفقات المالية

للمداد بالطاقة. والمشكلة أن العوامل التي ل صلة لها بالبيئة كثيرًا ما تتداخل مع

العوامل البيئية، فقد ل يحدث التأخر في النشاء مثًل بسبب قيود التنظيم فحسب،

بل بسبب مشكلت هندسية وإدارية وأخرى لها صلة بمراقبة الجودة أيضًا. ومع

ذلك فإن الدخال الفعلي للثار البيئية أو محاولة ذلك يزيد ول شك في التكاليف

المالية للمداد بمنتجات النفط وتكاليف توليد الكهرباء والطاقة النووية.

ويصعب تحديد آثار النفقات التي يتطلبها إنتاج الطاقة في الصحة والسلمة

العامتين، فلم يتوصل الباحثون مثًل إلى إجماع حول آثار تلوث الهواء من الوقود

37

الحفوري وعدد الوفيات الناجمة عن التعرض لمثل هذا التلوث وتباينت تقديراتهم

في تلوث الهواء.التحكمحول تركيب الوقود وتقانة

وثمة شكوك كثيرة حول آثار النشطار النووي في الصحة والسلمة،

ويلحظ في هذه الحالة أن التقديرات المختلفة تنجم جزئيًا عن الفروق في المواقع

وُطُرز المفاعلت، وجزئيًا عن الشكوك التي تحوم حول التلوث الناتج في كل

مرحلة من مراحل دورة الوقود النووي، وخصوصًا إعادة معالجة الوقود

والتصرف بنفايات مصانع الورانيوم. وهناك فرضيات مختلفة حول آثار

التعرض لجرعة منخفضة من الشعاع وأكثر هذه الشكوك يتركز حول احتمالت

وقوع الحوادث الكبيرة في المفاعلت وفي مصانع إعادة المعالجة وفي نقل

النفايات.

إن الخطار التقديرية على الصحة العامة الناجمة عن محطات توليد

الكهرباء بحرق الفحم أو بالطاقة النووية كثيرة جدًا، وتراوح بين أخطار يمكن

إهمالها وأخطار شديدة التأثير مقارنة بالخطار المحتملة الخرى على السكان.

وثمة أساس ضعيف في هذه المجالت لتفضيل أحد مصدري الطاقة المذكورين

على الخر.

إن حل هذه المعضلت يتطلب تبني استراتيجية واضحة وأساليب ناجعة،

ومن ذلك محاولة خفض التكاليف البيئية والجتماعية لمصادر الطاقة الموجودة.

وخفض إصدار أكاسيد الكبريت والنتروجين من الوقود الحفوري وأنواع الوقود

التقليدية. وإن تقنيات كبح هذه الصدارات أضحت في متناول اليد، وهي تعوض

عن كلفتها بإنقاص الضرر الواقع على الصحة والممتلكات والنظم البيئية. وثمة

حاجة لبذل الجهد لزيادة أمان المفاعلت النووية المعاصرة والحد من قدراتها

ومنع استغللها لنتاج السلحة النووية، وتطوير تصميماتها تحت رقابة دولية.

38

إن إقامة تعاون بين الشرق والغرب والشمال والجنوب في قضايا البيئة يمكن

أن تبدأ ببحوث الطاقة، وأن تخفف أزمة تمويل هذه البحوث بمنع الزدواجية

وبمشاركة القوى المتخصصة في مختلف البلدان، وبتوزيع تكاليف المشروعات

الكبيرة على المشاركين ومن المهم بوجه خاص أن يشتمل التعاون في بحوث

الطاقة على تقنيات الطاقة المصممة للدول النامية.

ومن المهم جدًا أيضًا التعاون الدولي في مراقبة الثار البيئية لسد الحاجة إلى

الطاقة، وإن نداءات الدول الغنية لحل المشكلت البيئية العالمية بتقييد استعمال

الطاقة العالمي سوف تلقى آذانًا صماء في أقل البلدان نماء والبلدان المتوسطة

اقتصاديًا، مالم تقم المجموعة الولى بإيجاد سبل لمساعدة المجموعتين الخريين

على بلوغ رفاهية اقتصادية متزايدة وحماية بيئية في آن واحد. وإلى أن يتم إحراز

تقدم في هذا المجال سيكون من الصعب التكلم عن تغيير الوقود الحفوري، فمع

كل عيوب هذا الوقود، سيظل هو الرخص نسبيًا والكثر توافرًا واليسر تكيفًا

مع الستعمالت كبيرها وصغيرها بسيطها ومعقدها، كما سيظل التحدي التقني

الطاقة التقليدية مع تقليل الضرار بالبيئة قائمًا من أجل استخلص أكبر قدر من

إلى الحد الدنى.

http://www.arab-ency.com/index.php?

module=pnEncyclopedia&func=display_term&id=418&vid=

39