الطاقة النووية في الأردن
ما لها وما عليها
مقارنات بين البدائل (10)
لقد عرف الإنسان النار قبل ان يتعلّم صنعها وكان يشعر بالطاقة داخله منذ زمن بعيد وقد نصب قابيل ابن سيدنا آدم النار وعبدها وكانت النار من اساسيات الحياة مع الماء والكلأ .
والنار هي تفاعل كيميائي بين مواد قابلة للاشتعال ويكون هذا التفاعل مصحوباً بأكسدة لتنتج حرارة وطاقة ضوئية, وقد اختلف العلماء في اكتشاف النار، فالبعض منهم يعتقد أن اكتشافها كان من قبيل الصدفة جراء اشتعال بعض الأشجار من آثار البرق، أو بسبب ارتفاع حرارة الشمس وتأثيرها على بعض الأوراق والنباتات الجافة، أما البعض الآخر فيَعتقد أن الإنسان القديم اكتشفها عن طريق احتكاك الأخشاب بعضها ببعض، ولقد كان هذا الاكتشاف بالنسبة إلى الإنسان القديم مثل اكتشاف الكهرباء في عصرنا الحالي.
لا يمكن إنكار الفضل الكبير للنار في تطور الإنسان وحضارته إلى الأفضل، فلقد تطوّر اكتشاف النار من إنارة الكهوف وطهي اللحوم النيئة إلى استخدامها في صناعة المفاعلات النووية ومركبات الفضاء، وعلى الرغم من الإيجابيات الكثيرة للنار في تطور الإنسان إلّا أنّها قد تسبب الكثير من الحرائق والدمار للمدن والصناعات الحديثة، وفي وقتنا الحاضر تعدّدت استخدامات النار في كافة مجالات الحياة مثل المحطات الخاصة بالطاقة ووسائل النقل ومصانع الأسلحة، ووصلت أيضاً إلى الاستخدام الشخصي للإنسان مثل الطهي والتدخين والتخييم في الغابات. وهناك بعض الحرائق الشهيرة منها حريق روما في عام 64م , وحريق لندن الكبير في عام 1666م ,وحريق تكساس في عام 1947م .
والحرارة هي شكل من أشكال الطاقة. ولا يمكن رؤية الحرارة أو الطاقة ولكن يمكن رؤية الأثر الذي يحدثانه. فمثلاً، ينتج عن احتراق الوقود في محركات الطائرة النفاثة غازات ساخنة تتمدد فتوفر القدرة اللازمة لتحريك الطائرة.
و تتكوّن كل الأشياء من ذرات أو جزيئات في حالة حركة دائمة, وتُكسب هذه الحركة الأجسام طاقة داخلية, ويعتمد منسوب الطاقة الداخلية للجسم على مدى سرعة تحرك ذراته أو جزيئاته. فإذا تحركت ببطء فإن منسوب طاقة الجسم الداخلية يكون منخفضًا, أما إذا كانت تتحرك بشدة فإن الجسم يكون له منسوب طاقة داخلية مرتفع, وللأجسام الساخنة منسوب طاقة داخلية أعلى مما للأجسام الباردة, والكلمتان ساخن وبارد تشيران إلى درجة حرارة الجسم وتحدد درجة حرارة أي جسم ما إذا كان ذلك الجسم سيكسب مزيدًا من الطاقة الداخلية أو سيفقد جزءًا منها عندما يمس جسمًا آخر, وكلما كان الفرق في درجة الحرارة بين جسمين أكبر، كان انتقال الحرارة بينهما أسرع , وتنتقل الحرارة من جسم أو من مكان لآخر بثلاث طرق وهي التوصيل و الحمل والإشعاع.
يعتمد انتقال الحرارة في عمليتي التوصيل والحمل على حركة الجُسيمات الساخنة (في حالة التوصيل تكون الحركة اهتزازية), ولكن في حالة الإشعاع يمكن أن تنتقـل الحـرارة خلال الفراغ الذي لا يحوي جسيمات, حيث تولِّـد الــذرات أو الجزيئات المتحركة داخل أي جسم موجـات من الطاقـة الإشعاعية تُسمَّى هـذه الأشعة تحت الحمراء , وتشع الأجسام الساخنة كمية من الأشعة تحت الحمراء أكبر من الكمية التي تشعها الأجسام الباردة, وتنتقــل الأشعـة تحت الحمراء خلال الفضاء بطريقة مشابهة جدًا لانتقال موجات الماء على سطح بركة, فعندما تصدم الطاقة الإشعاعية جسمًا فإنها تزيد من سرعة ذراته أو جزيئاته, وتنتقل الطاقة من الشمس إلى الأرض خلال الفضاء بالإشعاع, وتُسخِّن هذه الأشعة سطح الأرض عندما تصله.
العزل الحراري وهو طريقة للتحكُّم في تحرك الحرارة بحبسها داخل أو خارج مكان ما فمثلاً تُعزل المباني السكنية حراريًا لتحبس الحرارة داخلها في فصل الشتاء وخارجها في فصل الصيف, ويستخدم الناس ثلاث طرق للعزل الحراري لأن الحرارة تنتقل بإحدى ثلاث طرق مختلفة.
وهناك مواد معينة، كالخشب والبلاستيك، عوازل جيدة ضد انتقال الحرارة بالتوصيل. ولهذا السبب تصنع مقابض العديد من أواني المطبخ الفلزية من هذه المواد. وتسخن هذه الأواني الفلزية بسرعة بالتوصيل ولكن تبقى مقابضها باردة.
ويمكن منع تحرك الحرارة بالحمل خلال الهواء بسد المجال بين منطقة حارة ومنطقة باردة بهواء ساكن. فمثلاً، تعمل طبقة الهواء الموجودة بين النافذة الخارجية والنافذة الداخلية على الشباك عازلاً للحمل.
وتمنع السطوح التي تعكس الأشعة دون الحمراء انتقال الحرارة بالإشعاع. فعلى سبيل المثال، تعكس السقوف الفلزية اللامعة أشعة الشمس، وتمنع بالتالي انتقال حرارة الشمس إلى الداخل عن طريق السقف.
وتسمى كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من مادة درجة مئويّة واحدة السعة الحرارية لتلك المادّة بينما تسمى كمية الحرارة اللازمة لتحويل جسم صلب الى سائل او تحويل سائل الى غاز الحرارة الكامنة, وتوجد علاقة بين الطاقة الميكانيكية والطاقة الحراريّة فتتحوّل الطاقة الميكانيكيّة الى حرارة بواسطة الإحتكاك بين الأجزاء المتحركة لأي آلة وكذلك تحويل الطاقة الحراريّة الى طاقة ميكانيكيّة في المحركات الحرارية ,ويمكن تقسيم المحركات الحرارية إلى مجموعتين هي محركات الاحتراق الخارجي ومحركات الاحتراق الداخلي. وتُنْتَج الحرارة اللازمة لتشغيل محركات الاحتراق الخارجي خارج هذه المحركات, وتتضمن هذه المحركات التوربينات (العنفات) الغازية والبخارية والمحركات البخارية الترددية, أما محركات الاحتراق الداخلي، فإنها تنتج حرارة تشغيلها من الوقود المحترق بداخلها. وتتضمن هذه المحركات محركات الديزل والمحركات التي تُدار بالبنزين ومحركات الطائرة النفاثة ومحركات الصواريخ.
ويمثل التوربين البخاري مثالاً جيدًا لمحركات الاحتراق الخارجي, حيث تحوِّل الحرارة الصادرة من وقود محترق أو مفاعل نووي الماء في الغلاية إلى بخار, وينقل البخار خلال أنابيب إلى التوربين الذي يحتوي على سلسلة من عجلات ذات زعانف معدنية مثبتة بعمود, ويتمدّد البخار ذو درجة الحرارة المرتفعة عندما يندفع خلال التوربين وبالتالي يدفع الزعانف ويجعلها تدور هي والعمود, وتكون درجة حرارة البخار الخارج من التوربين أقل بكثير من درجة حرارة البخار الداخل. ويمكن للعمود الدوّار في هذا المحرك، أن يدير مولدًا كهربائيًا أو يحرك المروحة التي تدفع سفينة أو أن يعمل عملاً مفيدا آخر.
وغالبا ما تتولّد الحرارة نتيجة إشعال او إشتعال الفحم الحجري , وهو صخر أسود أو بني اللون قابل للاشتعال والاحتراق، ويوجد في طبقات أرضية أو عروق، يتكوّن أساسا من الكربون، بالإضافة إلى نسب متفاوتة من عناصر أخرى(يتصدرها الهيدرجين، كبريت، أكسجين، ونيتروجين بالإضافة لعناصر أخرى).
والفحم هو وقود أحفوري استخدم عبر التاريخ كمصدر للطاقة الحرارية، فأستخدم للتدفئة، وكوقود للقاطرات في بداية عهد اختراع الآلة البخارية. والاستخدام الأساسي اليوم لهذه الطاقة هو في إنتاج الكهرباء. وتعطي محطات إنتاج الكهرباء باحتراق الفحم الحجري ثلثي الكهرباء المستهلكة في العالم، كما أنه أحد أكبر مصادر إنبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2)البشرية. ففي عام 1999 كان مجمل الإنبعاث العالمي من CO2 هو 8666 مليون طن, بينما في 2011كان مجمل إنبعاث CO2 من الفحم الحجري 14416 طن, علما انّ مولدات الكهرباء التي تستخدم الفحم تبعث حوالي 2000 رطل من CO2 لتوليد كل ميجاواط/ساعة، وهو حوالي ضعف ما يبعثه الغاز الطبيعي لتوليد ذات الطاقة (المقدر ب1100 رطل). ويستعمل الفحم الحجري كذلك في إنتاج فحم الكوك وهو مادة خام أساسية في صناعة الحديد والفولاذ. وتنتج مواد أخرى عن عملية إنتاج فحم الكوك، يمكن استعمالها في صناعة الأدوية والأصباغ والأسمدة.

ولا يزال الفحم الحجري يشكل أساسا مهما للحصول على الطاقة، ففي الولايات المتحدة الأمريكية ولّد الفحم عام 2008 ما نسبته 48 % من الطاقة الكهربائية ، وهو ما يعادل مجموع الطاقة المنتجة من الغاز الطبيعي والطاقة النووية معا. وكل ذلك بسعر بسيط يبلغ 28و2 سنت لكل مليون وحدة حرارية بريطانية BTU , وبالمقارنة بسعر الغاز الذي ينتج تلك الكمية من الطاقة نحو 6 سنت، والنفط بسعر 13 سنت.
علما بأنّ كثافة الطاقة في الفحم هي كمية الطاقة التي يولدها إحتراق كيلوجرام من الفحم خلال أربع وعشرين ساعة, ويعبر عن تلك الطاقة بالكيلوات/ساعة في بعض الأحيان.

وتتعرض المحطات االكهربائية التي تعمل بالفحم إلى انتقاد متزايد بسبب ضررها بالبيئة وما تقوم به من تفاقم مشكلة الانحباس الحراري ، وينشأ نحو 40 % من غازات الأنحباس الحراري في أمريكا من إنتاج الطاقة الكهربائية، والتي تشكل المحطات العاملة بالفحم الحجري من أهم مصادرها. وتجري محاولات في الولايات المتحدة الأمريكية من أجل ابتكار تقنية لفصل ثاني أكسيد الكربون وتخزينه في طبقات عميقة تحت الأرض. ولكن توجد أيضا معارضة كبيرة من جهة الصناعات حيث سوف تتكلف تلك التقنية تكاليف باهظة.وتدعي شركات إنتاج الطاقة الكهربائية التي تعمل بالفحم بأنها تحتاج تلك المصاريف لتحسين أداء محطاتها القديمة، وتجري السياسة على استبدالها بمحطات جديدة تعمل بالفحم ومحطات تعمل بالطاقة النووية.
وبصرف النظر عن حصة إنتاج الكهرباء بواسطة الطاقة المستدامة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، فإن استغلال الفحم سيلعب دورا رئيسيا في المستقبل أيضا.
والغالبية العظمى من محطات القدرة الكهربائية محطات توربينية بخارية. وكل محطات توليد القدرة النووية وكل المحطات الأخرى التي تعمل بوقود الفحم الحجري أو الغاز أو الزيت هي أيضًا محطات توربينية بخارية. وتستعمل هذه المحطات بخارًا مضغوطًا بقوة يدير بدوره عجلات العنفات والتي بدورها تحرك المولدات التي تنتج القدرة الكهربائية. وتتباين المحطات التوربينية البخارية بشكل رئيسي فيما بينها، وذلك في كيفية توليد الحرارة اللازمة لإنتاج البخار. فالمعامل النووية تولد الحرارة عن انشطار ذرات عنصر اليورانيوم. أما المعامل الأخرى فتقوم على احتراق الفحم الحجري أو الغاز أو النفط , وقد بقيت الفحوم القارية هي الفحوم الحجرية المفضلة لتوليد القدرة الكهربائية لأنها الفحوم الأكثر وفرة، ولأنها ذات القيمة الحرارية الأعلى من بين الفحوم الأخرى، كالفحوم تحت القارية واللجنيت التي تحتوي على القيمة الحرارية الأدنى من بين الفحوم.
وفي الوقت الراهن يتم إنتاج الكهرباء باستخدام الفحم الحجري وقودًا بتكلفة أقل من إنتاجها باستعمال الغاز الطبيعي أو زيت الوقود. ومع ذلك فإن تكلفة الفحم الحجري المستخدم في إنتاج الكهرباء ستزداد بالتأكيد لعدة أسباب, وذلك من أجل المحافظة على البيئة، والوصول إلى شروط بيئية مثالية فإن معامل إنتاج القدرة الكهربائية التي تقوم بحرق فحوم حجرية ذات محتوى متوسط أو محتوى عالٍ من الكبريت عليها أن تنفق أموالاً طائلة لإنشاء معامل لغسل ثاني أكسيد الكبريت. وللحصول على فحم حجري ذي محتوى قليل من الكبريت، يجب على معامل إنتاج القدرة الكهربائية إنفاق المال اللازم لاستيراده من مواطن إنتاجه الرئيسية, وعند استهلاك ترسبات الفحم الحجري القريبة من سطح الأرض يتعين حفر مناجم أعمق، وبالتأكيد فإن التكلفة العالية اللازمة لتشغيل المناجم بالغة العمق ستضاف إلى أسعاره.
ويضع منتجو القدرة الكهربائية كغيرهم من رجال الأعمال تبعة زيادة التكلفة على المستهلك. وهكذا نرى أنه ومع توفر الفحم الحجري فإن الطاقة التي يعتمد إنتاجها عليه ستكون مكلفة باطراد.
لذلك تميل الدول الآن لإستغلال الطاقة البديلة وهي الطاقة المتجدِّدة وهي الطاقة المستمدة من الموارد الطبيعية التي تتجدد أو التي لا يمكن أن تنفذ (الطاقة المستدامة). ومصادر الطاقة المتجددة، تختلف جوهريا عن الوقود الأحفوري من بترول وفحم والغاز الطبيعي، أو الوقود النووي الذي يستخدم في المفاعلات النووية. ولا تنشأ عن الطاقة المتجددة في العادة مخلفات كثاني أكسيد الكربون أو غازات ضارة أو تعمل على زيادة الإنحباس الحراري كما يحدث عند احتراق الوقود الأحفوري أو المخلفات الذرية الضارة الناتجة من مفاعلات القوي النووية لذلك تسمّى الطاقة النظيفة.

وتنتج الطاقة المتجددة من الرياح والمياه والشمس, كما يمكن إنتاجها من حركة الأمواج والمد والجزر أو من حرارة الأرض الباطنية وكذلك من المحاصيل الزراعية والأشجار المنتجة للزيوت. إلا أن تلك الأخيرة لها مخلفات تعمل على زيادة الانحباس الحراري. حاليا ًأكثر إنتاج للطاقة المتجددة يـُنتج في محطات القوي الكهرمائية بواسطة السدود العظيمة أينما وجدت الأماكن المناسبة لبنائها على الأنهار ومساقط المياه، وتستخدم الطرق التي تعتمد على الرياح والطاقة الشمسية طرق على نطاق واسع في البلدان المتقدمة وبعض البلدان النامية؛ لكن وسائل انتاج الكهرباء باستخدام مصادر الطاقة المتجددة أصبح مألوفاً في الآونة الاخيرة، وهناك بلدان عديدة وضعت خططا لزيادة نسبة إنتاجها للطاقة المتجددة بحيث تغطي احتياجاتها من الطاقة بنسبة 20% من استهلاكها عام 2020. وفي مؤتمر كيوتو باليابان اتفق معظم رؤساء الدول علي تخفيض إنتاج ثاني أكسيد الكربون في الأعوام القادمة وذلك لتجنب التهديدات الرئيسية لتغير المناخ بسبب التلوث واستنفاد الوقود الأحفوري، بالإضافة للمخاطر الاجتماعية والسياسية للوقود الأحفوري والطاقة النووية ,كما تم التأكيد على ذلك في توصيات مؤتمر الأطراف للتغير المناخي21 الذي عقد في باريس مؤخرا في كانون اول 2015 .
يزداد مؤخراً ما يعرف باسم تجارة الطاقة المتجددة الذي هي نوع الأعمال التي تتدخل في تحويل الطاقات المتجددة إلى مصادر للدخل والترويج لها، التي على الرغم من وجود الكثير من العوائق غير التقنية التي تمنع انتشار الطاقات المتجددة بشكل واسع مثل كلفة الاستثمارات العالية البدائية وغيرها إلا أن ما يقارب 65 دولة تخطط للاستثمار في الطاقات المتجددة، وعملت على وضع السياسات اللازمة لتطوير وتشجيع الاستثمار في الطاقات المتجددة وأهمُّها :
الطاقة الشمسية
تعتبر الطاقة الشمسية الطاقة الأم فوق كوكبنا حيث تنبعث من أشعتها كل الطاقات فوقه, لأنها تسيِّر كل ماكينات وآلية الأرض بتسخين الجو المحيط واليابسة وتولد الرياح وتصريفها، وتدفع دورة تدوير المياه، وتدفيء المحيطات، وتنمي النباتات وتطعم الحيوانات, ومع الزمن تكوِّن الوقود الإحفوري في باطن الأرض , وهذه الطاقة يمكن تحويلها مباشرة أو بطرق غير مباشرة لحرارة وبرودة وكهرباء وقوة محركة , وأشعة الشمس أشعة كهرومغناطيسية , و طيفها المرئي يشكل 49% والغير مرئي كالأشعة الفوق بنفسجية يشكل 2% و الأشعة دون حمراء 49%. والطاقة الشمسية تختلف حسب حركتها وبعدها من الأرض.
وتختلف كثافة أشعة الشمس وشدتها فوق خريطة الأرض حسب فصول السنة فوق نصفي الكرة الأرضية وبعدها عن الأرض وميولها ووضعها فوق المواقع الجغرافية طوال النهار أو خلال السنة، وحسب كثافة السحب التي تحجبها, لأنها تقلل أو تتحكم في كمية الأشعة التي تصل لليابسة بعكس السماء عندما تكون خالية من السحب أو الأدخنة,كما انّ أشعة الشمس تسقط علي الجدران والنوافذ واليابسة والبنايات والمياه، وتمتص الأشعة وتخزنها في كتلة حرارية, وهذه الحرارة المخزونة تشع بعد ذلك داخل المباني , وتعتبر هذه الكتلة الحرارية نظام تسخين شمسي يقوم بنفس وظيفة البطاريات في نظام كهربائي شمسي(الفولتية الضوئية). فكلاهما يختزن حرارة الشمس لتستعمل فيما بعد ذلك.
والمهم معرفة أن الأسطح الغامقة تمتص الحرارة ولا تعكسها كثيرا، لهذا تسخن , عكس الأسطح الفاتحة التي تعكس حرارة الشمس لهذا لا تسخن, ومن هنا نجد الحاجة لإنتقال الحرارة بصفة عامة لنوعية المادة الحرارية التي ستختزنها, لتوفير الطاقة و تكاليفها .لهذا توجد عدة مباديء يتبعها المصممون لمشروعات الطاقة الشمسية، من بينها قدرة المواد الحرارية المختارة، علي تجميع وتخزين الطاقة الشمسية حتي في تصميم البنايات واختيار مواد بنائها حسب مناطقها المناخية سواء في المناطق الحارة أو المعتادة أو الباردة , كما يكونون علي بينة بمساقط الشمس علي المبني والبيئة من حوله كقربه من المياه واتجاه الريح والمزروعات ونوع التربة، والكتلة الحرارية التي تشمل الأسقف والجدران وخزانات الماء, كل هذه الإعتبارات لها أهميتها في إمتصاص الحرارة أثناء النهار وتسربها أثناء الليل.
طاقة الرياح
طاقة الرياح ، هي عملية تحويل حركة الرياح إلى شكل آخر من أشكال الطاقة سهلة الاستخدام، وغالبا الى طاقة كهربائيّة وذلك باستخدام التوربينات ، وقد بلغ إجمالي إنتاج الطاقة الكهربائية من الرياح للعام 2006 بـ 74,223 ميغاواط، بما يعادل 1% من الاستخدام العالمي للكهرباء، وبالتفصيل فقد بلغت نسبة الانتاج إلى الاستهلاك حوالي 20% في الدانمارك و9% في اسبانيا و7% في ألمانيا. وبهذا يكون الانتاج العالمي للطاقة المحولة من الرياح قد تضاعف 4 مرات خلال الفترة الواقعة بين عام 2000 وعام 2006.
ومؤخرا تم تدشين اول محطّة تعمل بطاقة الرياح في الطفيلة برعاية ملكية سامية وبإستطاعة تبلغ 117 ميغاواط وكلفة 205 ملايين دينار وبمساعدة خليجيّة .
يتم تحويل حركة الرياح التي تُدَور التوربينات عن طريق تحويل دوران هذه الأخيرة إلى كهرباء بواسطة مولدات كهربائية. ويستفيد العلماء من خبرتهم السابقة بتحويل حركة الرياح إلى حركة فيزيائية حيث أن استخدام طاقة الرياح بدأ مع بدايات التاريخ، فقد استخدمها الفراعنة في تسيير المراكب في نهر النيل كما استخدمها الصينيون عن طريق طواحين الهواء لضخ المياه الجوفية.
تستخدم طاقة الرياح على شكل حقول لصالح شبكات الكهرباء المحلية. وعلى شكل العنفات الصغيرة لتوفير الكهرباء للمنازل الريفية او شبكات المناطق النائية.
وتعتبر طاقة الرياح آمنة فضلا عن أنها من أحد أفراد عائلة الطاقة المتجددة، وهي طاقة بيئية لا يصدر منها ملوثات مضرة بالبيئة، يتجه العالم الآن بعد ظاهرة الاحتباس الحراري فضلا عن التلوث، لاعتماد مصادر الطاقة المتجددة كمصادر طاقة بديلة وللتخفيف من استخدام الوقود الاحفوري. ولهذه الأسباب يسعى التقدم التكنولوجي إلى خفض تكلفة الطاقة المتجددة لتوسيع انتشارها.
مع نمو طاقة الريح المجهّزة بمعدّل 30% في السنوات القليلة الماضية، يصبح تأمين الرياح ل17% من طاقة العالم في العام 2020 هدفا واقعيا كلياً, وهذا من شأنه أن يخلق مليوني فرصة عمل وأن يوفّر أكثر من 10700 مليون طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
وبفضل التحسينات التي تدخل باستمرار على حجم التوربينات العاديّة وقدرتها، يتوقّع أن تتراجع كلفة طاقة الريح في المواقع الجيّدة، في العام 2020 ، بمعدّل 45.3 سنت يورو لكل كيلووات ساعة، أي 36 % أقل من كلفتها في العام 2003، وهي79.3 سنت يورو / كيلووات ساعة.
ولا تندرج شبكة التوصيل في هذه الأكلاف، لكنّها عنصر أساسي في أي موقع طاقة جديد، وليس الريح فقط.
طاقة حيوية
الوقود الحيوي هو الطاقة المستمدة من الكائنات الحية سواء النباتية أو الحيوانية منها, وهو أحد أهم مصادر الطاقة المتجددة، على خلاف غيرها من الموارد الطبيعية مثل النفط والفحم الحجري وكافة أنواع الوقود الإحفوري والوقود النووي.
بدأت بعض المناطق بزراعة أنواع معينة من النباتات خصيصاً لإستخدامها في مجال الوقود الحيوي، منها الذرة وفول الصويا في الولايات المتحدة. وأيضا اللفت، في أوروبا. وقصب السكر في البرازيل. وزيت النخيل في جنوب شرق آسيا.
أيضا يتم الحصول على الوقود الحيوي من التحليل الصناعي للمزروعات والفضلات وبقايا الحيوانات التى يمكن إعادة استخدامها، مثل القش والخشب والسماد، وقشر الارز، والمجاري، وتحلُل النفايات، ومخلفات الأغذية، التي يمكن تحويلها إلى الغاز الحيوي عن طريق الهضم اللاهوائي.
الكتلة الحيوية المستخدمة كوقود يتم تصنيفها على عدة أنواع، مثل النفايات الحيوانية والخشبية والعشبية، كما أن الكتلة الحيوية ليس لها تأثير مباشر على قيمتها بوصفها مصدر للطاقة.
أن الانواع الاخرى من الطاقة المتجددة تتفوق على الوقود الحيوي من حيث أثر محايدة الكربون، وذلك بسبب ارتفاع استخدام الوقود الاحفوري في انتاجه. بالاضافة إلى ناتج احتراق الوقود الحيوي من ثاني أوكسيد الكربون فضلاً عن الغازات الغير بيئية الاخرى.
الكربون الناتج عن الوقود الحيوي لا يتمثل فقط بنواتج الإحتراق و إنما يضاف إليه ما هو صادر عن النبات خلال دورة نموه. لكن الجانب الايجابي من الموضوع هو أن النبات يستهلك ثاني أوكسيد الكربون في عمليات التركيب الضوئي (التمثيل الضوئي) و من هنا أتى ما يسمى بتعديل الكربون أو "محايدة الكربون".
ومن الواضح أيضا أن قطع الأشجار في الغابات التي نمت منذ مئات أو آلاف السنين، لاستخدامها كوقود حيوي، دون أن يتم استبدالها لن يساهم في الاثر المحايد للكربون. ولكن يعتقد الكثير أن السبيل إلى الحد من زيادة كمية ثاني أوكسيد الكربون في الغلاف الجوي هو استخدام الوقود الحيوي لاستبدال مصادر الطاقة غير المتجددة.
طاقة مائية
الطاقة المائية هي الطاقة المستمدة من حركة المياه المستمرة والتي لا يمكن ان تنفد. وهي من أهم مصادر الطاقة المتجددة، وبمعنى آخر هي الاستفادة من حركة المياه لأغراض مفيدة, فقد كان استخدام الطاقة المائية قبل أنتشار توفر الطاقة الكهربائية التجارية، وذلك في الري وطحن الحبوب، وصناعة النسيج، فضلا عن تشغيل المناشير.
تم استغلال طاقة المياه لـقرون طويلة, ففي امبراطورية روما كانت الطاقة المائية تستخدم في مطاحن الدقيق وإنتاج الحبوب ، كما في الصين وبقية بلدان الشرق الاقصى، وتستخدم حركة الماء الهيدروليكية على تحريك عجلة لضخ المياه في قنوات الري وهو ما يعرف يالنواعير.
وفي الثلاثينات من القرن الثامن عشر ، في ذروة بناء القناة المائية استخدمت المياه للنقل الشاقولي صعودا ونزولا عبر التلال باستخدام السكك الحديدية.
كان نقل الطاقة الميكانيكية مباشرة يتطلب وجود الصناعات التي تستخدم الطاقة المائية قرب شلال, وخاصة خلال النصف الأخير من القرن التاسع عشر، واليوم يعتبر أهم استخدامات الطاقة المائية هو توليد الطاقة الكهربائية، مما يوفر الطاقة المنخفضة التكلفة حتى لو استخدمت في الأماكن البعيدة من المجرى المائي , ومن اشكال استخدام هذه الطاقة النواعير التي استخدمت لمئات من السنين في المطاحن وتسيير الآلات وكذلك الطاقة الكهرمائية والمقصود هنا السدود والمنشآت النهرية التي تنتج الكهرباء , وكذلك طاقة المد و الجزر وهي استغلال طاقة المد والجزر في الاتجاه الأفقي , وايضا طاقة التيار المدي وهي استغلال طاقة المد والجزر في الاتجاه العمودي , واخيرا طاقة الأمواج التي تستخدم الطاقة على شكل موجات.
طاقة الهواء
ويجري حاليا الإعلان عن استخدام تكنولوجيا جديدة باستخدام جريان الهواء لتوليد الطاقة الكهربائيّة من خلال تمريره بجهاز بسيط يحتوي على عنفات تسرِّع حركة الهواء ويمتاز هذا النظام ببساطته وعدم احتياجه لأرض واسعة كما لايحتاج لصيانة معقّده وإذا ثبت كفاءة استخدامه فسيكون له سوق واسعة لإستخدامه .
طاقة نووية
تشكل الطاقة النووية المستخدمة اليوم كمية قليله من مقدار الطاقة المستخدمة في العالم ولكنّهاساهمت بجانب الطاقة المتجدِّدة بجزء أكبر في قطاع الطاقة الكهربائيه .
والطاقة النووية هي الطاقة التي تنطلق أثناء انشطار أو اندماج الأنوية الذرية, وتشكل الطاقة النووية 20% من الطاقة المولدة بالعالم, كما ان العلماء ينظرون إلى الطاقة النووية كمصدر حقيقي لا ينضب للطاقة, وما يثير الشكوك حول مستقبل الطاقة النووية هو التكاليف النسبية، والمخاوف العامة المتعلقة بالسلامة، وصعوبة التخلص الآمن من المخلفات عالية الإشعاع .
طبقا لمتطلبات النظرية النسبية التي تنص بأن الطاقة المتحررة E نتيجة نقص في الكتلة مقداره m يعطى بالعلاقة E = mc2 حيث ترمز c إلى سرعة الضوء وهي تقارب s3 χ108 m/sec,
وحيث ينطلق نترون وتتحرك طاقة هائلة , ولا يخلِّف تفاعل الاندماج نفايات نووية كما هو شأن تفاعلات الانشطار وهو ما يطلق عليه عادة اسم التفاعل المتسلسل , فإذا أطلق نترون على كتلة مناسبة من اليورانيوم 235، حدث تفاعل متسلسل يمكن أن يكون انفجارياً إذا زادت الكتلة عن مقدار يدعى الكتلة الحرجة ، وهو ما يحدث في القنبلة الذرية, كما يمكن التحكم بهذا التفاعل في المفاعلات النووية حيث يستخدم مهدئ moderator لجعل طاقة النترونات المتحررة طاقة حرارية thermal neutrons، الأمر الذي يجعل فعالية النترونات أكبر بمئات المرات في توليد المزيد من تفاعلات الانشطار في نوى اليورانيوم ، وتستخدم قضبان تحكم control rods من البورون أو الكادميوم لامتصاص النترونات، وبالتالي إيقاف التفاعل , وتحدث تفاعلات اندماج كهذه في الشمس فتتولد طاقة حرارية ننعم بها على سطح الأرض , إلا أن توليد تفاعل اندماج على سطح الأرض يتطلب توفير درجة حرارة عالية تصل إلى ملايين الدرجات المئوية, وقد أمكن تحقيق ذلك باستخدام قنبلة ذرية كفتيل لإشعال قنبلة هدروجينية , وبإحاطة وقود الدوتيريوم والتتريتيوم بطبقة من اليورانيوم، تولد النترونات الناجمة عن تفاعل الاندماج تفاعلات انشطار إضافية مما يزيد من المقدرة التدميرية للقنبلة الهدروجينية، ويجري الحديث عن قنابل هدروجينية تعادل مقدرتها التدميرية بين 60 و 100ميغا طن من المواد شديدة الانفجار TNT.
وخلافاً لتفاعلات الانشطار فإنه تعذر حتى الآن التحكم بتفاعلات الاندمادج النووي ومن ثم تعذر تسخيرها للأغراض السلمية.
وكمية النفايات المشعة نتيجة الانشطار النووي بمحطات إنتاج الكهرباء بالمفاعلات النووية محدودة مقارنة بكمية النفايات بالمحطات الحرارية التي تعمل بالطاقة الأحفورية كالنفط أو الفحم فالنفايات النووية تصل 3 ميليجرام لكل كيلو واط ساعة مقابل حوالي 700 جرام ثاني أكسيد الكربون لكل كيلو واط ساعة بالمحطات الحرارية العادية لكن هذه الكمية الصغيرة جدا من الإشعاع النووي قد تكون قاتلة أو قد تتسبب في عاهات وتشوهات لا علاج لها, وقد تستمر فاعلية الإشعاعات لقرون بل لآلاف السنين حتي يخمد هذا الإشعاع أو يصل إلى مستوى يعادل الإشعاع الطبيعي , لهذا يحاول العلماء توليد الطاقة النووية عن طريق الاندماج النووي بدلا من الانشطار النووي الذي فيه ذرات اليورانيوم تنشطر وتعطي بروتونات ونيوترونات وجسيمات دقيقة من الطاقة التي تولد الكهرباء , ومشكلة توليد الكهرباء من المفاعلات النووية تتمثل في النفايات المشعة التي تسفر عن العملية, وهذه النفايات ضارة بالبشر وهذا ما جعل العلماء يسعون للحصول علي الطاقة عن طربق تقنبة الاندماج النووي التي تجري حاليا في الشمس والتي تسفر عن نفايات مشعة قليلة.
وبمقارنة عمليّة توليد الكهرباء عن طريق استغلال الطاقة المتولِّدة من البدائل الطبيعيّة كالشمس والرياح والذرّة وغيرها من الطاقة المتجدِّدة التي لن تنفذ مع مرور الزمن والتي تحافظ على صحّة وبيئة الإنسان مع الطرق الكلاسيكيّة القديمة والحاليّة لتوليد الكهرباء بإستخدام طاقة الفحم الأحفوري والغاز والنفط والتي سيأتي يوم وتنفذ مصادرها إضافة لما يرافق تلك العمليّة من إنبعاث لغاز ثاني اكسيد الكربون او اكاسيد الكبريت والنيتروجين وغيرها ممّا يعمِّ ظاهرة التغيُّر المناخي والإنحباس الحراري التي ستتسبّب في ارتفاع درجة حرارة الكون والإنهيارات الجليدية في القطبين وارتفاع مياه البحار والمحيطات ممّا يؤدّي الى غرق مدن بالكامل وزيادة النزوح واللجوء العالمي ويسبِّب دمارا وكوارث في مناطق مختلفة من الكون لا سمح الله .
وبمقارنة استخدام بدائل الطاقة المتجدِّدة لتوليد الطاقة الكهربائيّة فإننا نجد ان إستخدام المفاعلات النوويّة (وبالرغم ان بعض الدول تتجه لإلغائها او استبدالها بعد حوادث التسرُّب المختلفة ونتيجة الضغوط الشعبيّة وخاصّة جماعات حماية البيئة والداعين لسلام اخضر ومستقبل افضل ) ما زالت هي الأقدر على الإنتشار بين دول العالم وذلك لإمكانيّة استخدام تلك المفاعلات للأغراض السلميّة المختلفة التي تمس نشاطات التنمية المختلفة من زراعة وصناعة وطب وتكنولوجيا وابحاث وخلافه وهي الأقل كلفة على المدى الطويل إذا ما تمّ توفير النفقات الرأسمالية والتشغيليّة لهذه المفاعلات وتأمين جميع وسائل الأمن والحماية لتلك المفاعلات والعمليّات الناتجة عنها إضافة لتوفير جميع الشروط البيئيّة حسب المرجعيّات والمتطلبات المحليّة الوطنيّة والإقليميّة والدولية على اكمل وجه ودون أيّْ تقصير أو إغفال أو إهمال أو مداراة .
اللهم احفظ بلدنا ارضا وشعبا وقيادة وارشده لما هو خير له ولأجياله القادمة .
احمد محمود سعيد
البناء الأخضر للإستشارات البيئيّة
22 / 12 / 2015