الجمعة, نيسان 26, 2024

اشترك معنا للاطلاع والحصول على أحدث المقالات والأعداد

الجمعة, نيسان 26, 2024

اشترك معنا للاطلاع والحصول على أحدث المقالات والأعداد

بحث ..

  • الكاتب

  • الموضوع

  • العدد

أين نحن من ثورة الطاقة المتجددة

أين نحن من ثورة الطاقة المتجددة؟

العالم على طريق التحوّل إلى الطاقة البديلة
ولبنان ما زال منشغلاً بالمولدات والتقنين

تطوير تقنيات إنتاج الطاقة من الهواء أو الشمس
يجعل إدخال المصادر المتجددة خياراً اقتصادياً

تبدأ “الضحى” مع هذا العدد سلسلة من المواضيع والبحوث تتناول التطورات العلمية والصناعية في مجال الطاقة المتجدّدة واستخداماتها والاتجاه المتزايد لاستخدام تلك المصادر في توليد الطاقة في بلدان العالم بدلاً من المصادر الملوثة مثل الفحم الحجري والنفط والغاز. وستركّز هذه المقالات بصورة خاصة على الإمكانات العملية لاستغلال مصادر الطاقة البديلة في لبنان سواء على مستوى الدولة أم البلديات أم الشركات والصناعات، أم الأفراد.
إن أهمية هذه السلسلة هي أنها تكشف الإمكانات المتاحة لاستخدام مصادر الطاقة المتجدّدة في كل قرية وبيت، وشروط ذلك الاستخدام وفوائده الكبيرة بالنسبة لبلد مثل لبنان يعتمد بصورة كلية على استيراد مشتقات النفط المكلفة ويعاني بصورة مزمنة من مشكلة انقطاع التيار الكهربائي ونظام التقنين مع ما ينجم عنه من تعطيل لمصالح الناس وحياتهم اليومية.

تعتبر الطاقة النظيفة من أهم الطاقات التي تعتمدها  في هذه الأيام جميع الدول المتقدمة، وذلك نظراً لجدواها ونظافتها ولكونها طاقة غير منقطعة وغير ناضبة، كما هي حال النفط الذي يقدّر عمره الافتراضي في الكثير من الدول بعقود قليلة، فضلاً عن ذلك، فإن الطاقة المتجدّدة تعزز الاستقلالية الطاقية للبلد الذي يلجأ إليها بينما تبقى الدول المعتمدة على مصادر الطاقة الملوثة مثل النفط عرضة لتقلبات أسعاره أو لنقص الكميات في أوقات الأزمات.
نتيجة لذلك، فإن هناك اتجاهاً متزايداً لدى معظم الدول المتقدمة في أوروبا والولايات المتحدة الأميركية ودول آسيا إلى زيادة الاعتماد على هذه الطاقة النظيفة كل سنة، وهناك العديد من الدول التي أعلنت خططاً لزيادة مساهمة الطاقة البديلة في إنتاجها الإجمالي من الطاقة، كما أن زيادة الاعتماد على الطاقة المتجدّدة وتوفير الحوافز الضريبية والاقتصادية لها باتت حجر الزاوية في سياسة الحكومات والأحزاب السياسية وتمّ تبنيها من الرأي العام.
في هذا السياق، يعتبر لبنان و خصوصاً المناطق الجبلية من المناطق الفريدة التي تزخر بالطاقة الهوائية والشمسية معاً، فتنوّع الفصول تنتج عنه ثروة لا تقدّر من الطاقة المتجددة، إذ تهبط الحرارة وتحدث المنخفضات الجوية في فصل الشتاء، الأمر الذي يؤدي إلى حركة رياح قوية كافية لإنتاج الطاقة الكهربائية مباشرة من التوربينات الهوائية. أما في فصل الصيف فعندما يزداد الحر تزداد معه أشعة الشمس فيزداد معه انتاج الكهرباء من الألواح الشمسية (الفوتوفولطية).  وقد أظهرت دراسة حديثة لأشعة الشمس على مدار السنة أن لبنان يتمتع بمعدل سنوي وسطي قدره 2000 ساعة من الشمس القوية  أي المشرقة بالكامل دون سحب  في السنة، الأمر الذي يعادل نحو 6 ساعات يومياً من الشمس القادرة على توليد فعّال للطاقة الكهربائية. في المقابل، فإن تبدّل الفصول وخصوصاً في فترات الخريف والشتاء ينتج عنه أكثر من ثلاثة أشهر على الأقل من طاقة هوائية تتراوح سرعتها ما بين 4 أمتار في الثانية و 12 متراً في الثانية،  علماً أن سرعة الرياح في بعض فترات الشتاء أو حتى خلال السنة  تتجاوز الـ 18 متراً في الثانية، وهذه الطاقة الهوائية قادرة على توليد الحد الأقصى من الطاقة التي يمكن أن تصله المراوح الهوائية. .
في هذه الصورة الطاقة المشية والهواء يزودان المنزل بالطاقة وفي الخلف مروحة تشغل مضخة المياه
في هذه الصورة الطاقة المشية والهواء يزودان المنزل بالطاقة وفي الخلف مروحة تشغل مضخة المياه

كيف تتولّد الطاقة الكهربائية
كما قلنا سابقاً، فإن الطاقة الشمسية في لبنان موجودة في أغلب أيام السنة، لذلك وعند وضع الألواح الفوتوفولطية تحت الشمس وفي الاتجاه الصحيح (نحو الجنوب)، فينتج عن ذلك طاقة كهربائية يتم نقلها عبر جهاز تحكم Controller إلى شاحن يقوم بشحن البطاريات التي تستخدم كخزان للطاقة. وهذه الطاقة يمكن استخدامها في المساء بعد غياب الشمس، وبالطبع يمكن لهذه البطاريات أن تخدم يوماً أو أياماً عدة، وذلك وفقاً لحجم الاستهلاك من جهة، ولحجم النظام المستخدم وقدرته على تعبئة البطاريات من جهة ثانية. وهناك طريقة أخرى لتوليد الطاقة لا تعتمد اطلاقاً على البطاريات وتستخدم في المصانع والمؤسسات التي تعمل في النهار فقط، حيث يتم التوليد مباشرة من الألواح الشمسية والتوربينات الهوائية من دون تخزين الطاقة في البطاريات وحتى من دون اللجوء الى شبكة الكهرباء العامة. وبالتأكيد عندما ينقطع تدفق الرياح أو تخف سرعتها في بعض أيام الصيف فإن الطاقة الشمسية تصبح هي المصدر الوحيد لتوليد الطاقة والعكس صحيح. ففي أيام الطقس العاصف تضعف أشعة الشمس وتتولى الطاقة الهوائية إنتاج الكهرباء، أما عندما يتوافر الاثنان معاً فتزداد القدرة، ويمكن الاستعانة بالشبكة العامة وربط الشبكتين مع بعض، وهكذا فإن الفاتورة الشهرية للكهرباء تنخفض تدريجياً. هذا في المصانع أما في المنازل فيجب إضافة البطاريات لتخزين الطاقة واستعمالها في فترة الليل.
الوضع اللبناني
إن مشاكل الكهرباء في لبنان كثيرة ومزمنة وهي مرشّحة للاستمرار فترة من الزمن، لذلك وبعد أن سئم المواطن انتظار الحلول فإنه اتجه لإنتاج الكهرباء والاعتماد على مصادره بالطاقة عن طريق شراء المولدات التي تعمل بالفيول، لكن وبسبب ارتفاع أسعار الوقود فقد أصبح بعض اللبنانيين يفكرون فعلاً بالطاقة النظيفة لأنها مجانية على المدى الطويل وغير ناضبة. وسنعرض في هذا النص مؤشرات عن تكلفة إنتاج هذه الطاقة البديلة . ولكن قبل ذلك يجب أن نطالب الدولة بأن تشجّع المواطن على تركيب الطاقة البديلة بل إلزامه باستخدامها عبر سن القوانين والإجراءات اللازمة مثل عدم إعطائه أي رخصة بناء لا يتضمن كجزء من التصميم توفير مصادر الطاقة النظيفة كتركيب نظام تسخين المياه على الطاقة الشمسية أو تركيب الألواح الفوتوفولطية، ولا ننسى أيضاً توربينات (مراوح) الهواء. إن هذا النوع من الإجراءات يؤدي إلى خفض الضغط على الشبكة العامة والذي يزداد سنة بعد سنة بسبب النمو السكاني واتساع رقعة العمران وحركة البناء، ونكون بذلك قد اقتربنا قليلاً من حال الدول المتقدمة التي بدأت تأخذ موضوع الطاقة البديلة بكل جدية بسبب الرغبة في خفض الاعتماد على النفط والغاز وفي الوقت نفسه حماية البيئة الأرضية من مخاطر التبدّل المناخي. وقد بدأت حرارة الكوكب الأرضي في الارتفاع بسبب الإفراط في استخدام الطاقة النفطية وزيادة نسبة الكربون في الغلاف الجوي. وربما لا تعني هذه المشكلة الكثير بالنسبة لبعض المجتمعات، لكنها تعني الكثير بالنسبة للمنظمات الدولية المهتمة بشؤون المناخ والطقس، خصوصاً مع ازدياد التلوث والدخان المشبّع بالكربون المتصاعد من مداخن المصانع والسيارات، والذي يؤدي إلى زيادة حرارة الأرض على المدى البعيد وبالتالي حدوث كوارث طبيعية مثل الفيضانات والأعاصير وذوبان المتجمدات.

 

 

كل كهرباء هذا البيت مستمدة من الطاقة الشمسية
كل كهرباء هذا البيت مستمدة من الطاقة الشمسية
renewable-tax-oregon
renewable-tax-oregon

تكلفة الطاقة المتجددة
لنقم بعملية حسابية لكلفة استهلاك الطاقة لمنزل عادي. ففي لبنان مثلاً قد يكلّف 5 أمبيراشتراك في مولّد نحو 80 دولاراً شهرياً، بالاضافة الى تكلفة فاتورة الكهرباء من الشبكة العامة حوالي 40 دولاراً شهرياً. هذا اذا اعتبرنا أن سعر برميل النفط ثابت ولن يتغيّر أو يتجه إلى المزيدٍ من الارتفاع في الفترة المقبلة. بذلك يكون الإنفاق السنوي على الطاقة الكهربائية للأسرة نحو 1440 دولاراً، وهذا مبلغ كبير حتى في ظل الأسعار المخفضة أو المدعومة للطاقة الكهربائية في لبنان.
بالمقارنة، فإن إدخال المولدات التي تعمل بقوة الهواء أو بأشعة وحرارة الشمس يمكن أن يؤدي للحصول على طاقة نظيفة ومستمرة مجاناً ومن دون الحاجة الى صيانة، باستثناء البطاريات التي تحتاج الى التبديل طبقاً لمواصفاتها من 3 الى 7 سنوات.
أما تكلفة تركيب نظام للطاقة البديلة فإنها تتراوح ما بين 7 و 10 آلاف دولار، وذلك حسب مواصفات ونوعية الأجهزة وكمية الطاقة المتوقع إنتاجها. وهذه التكلفة تدفع مرة واحدة في الانظمة المستقلة التي لا تحتاج الى بطاريات كالتي تستعمل في المصانع التي تعمل في النهار ولا تحتاج الى الكهرباء في الليل . هنا تكون كلفة الكهرباء على المدى البعيد محدودة مقارنة بتكلفة استهلاك نظام التوليد على مدى سنوات طويلة قد تزيد عن عشرين أو ثلاثين سنة. أما في الأنظمة العادية في المنازل التي تحتاج إلى البطاريات، فإن التكلفة تتضمن استهلاك النظام على مدى عقدين من الزمن، وكذلك استهلاك البطاريات على مدى ثلاث إلى خمس سنوات، وبعض البطاريات يمكن أن يعمل بكفاءة لمدة سبع سنوات لكنها أغلى ثمناً. نشير هنا إلى أن احتساب تكلفة الكيلواط من الطاقة الهوائية أو الشمسية ليس سهلاً لأنه يتوقف على ظروف المناخ والتشغيل السليم وتصميم النظام وغير ذلك من العوامل، لكن المؤكد هو أن هذه التكلفة أصبحت الآن وفي بعض الحالات أقل بالمقارنة مع تكلفة الطاقة التي يمكن الحصول عليها من المولد والشبكة العامة. ولا ننسى أن المستخدم لنظام الطاقة البديلة يحصل على الطاقة الكهربائية بلا انقطاع، كما أنه يساهم في حماية البيئة في لبنان.

 

مصادر الطاقة في العالم وتكلفتها المقارنة
مصادر الطاقة في العالم وتكلفتها المقارنة

المنزل الذكي
إن الاتجاه الحديث في هذه الأيام هو للتصميم الهندسي الذكي للبناء بحيث تتم دراسة المبنى من جميع نواحيه ومدى ملاءمته وصداقته للبيئة. ففي الدول المتقدمة، يعطي بعض الدول شهادات مصدقة من وزارة البيئة مع تخفيض 50% من رسوم البناء لكل منزل يتمتع، حسب تصميمه، بمواصفات الطاقة الخضراء. لكن متى يبدأ في لبنان تطبيق إجراءات مماثلة؟.بموجب مفهوم المنزل الذكي فإن الخطوة الأولى هي دراسة جميع النواحي الهندسية بحيث يكون المنزل دافئاً في الشتاء في بعض الغرف المجهزة لتنتج طاقة حرارية من الشمس – وهي قليلة وضعيفة في فصل الشتاء- بحيث تحتفظ هذه الغرف بالحرارة طوال فترة الليل، وبعدم تسريبها الى الخارج. وفي الصيف تجهّز غرف أخرى لا تواجه الشمس ويتم تبريدها من الطاقة الشمسية نفسها، بحيث أنه وكلما اشتد الحر في الخارج تقوم بعض أنابيب الغاز المزروعة في جدران الغرف المجهزة لذلك بتبريد المنزل وسوف نتطرق الى هذا الموضوع بالتفصيل لاحقاً في نصوص أخرى.
لذلك وعندما نصمم بيوتاً ذكية فإننا لا نحتاج إلى الكثير من الطاقة الكهربائية وتصبح كميات قليلة من الطاقة تكفينا في الصيف والشتاء معاً، فلذلك عندما نقوم بحساب حاجة المنزل من اللوازم الكهربائية نختار ما هو ملائم للبيئة وأكثر توفيراً للكهرباء معاً كما في الأمثلة التالية:
نختار لمبات تعمل بتقنية LED وهي أحدث التقنيات والأكثر توفيراً ًللطاقة.
نختار جهاز تلفزيون يعمل بالتقنية نفسها ويكون مصروفه 50 واط.
نختار الثلاجة والغسالة الصديقة للبيئة بحيث لا يتعدى مصروف كل واحدة الـ100 واط، وبالتالي إذا عملت كل تلك الأجهزة مع بعضها مع أجهزة أخرى كالكمبيوتر والتلفون النقّال والراديو وأجهزة أخرى فإن المصروف التراكمي اليومي لا يتعدى الـ 5000 واط. وهكذا فإن تركيب أربعة ألواح فوتوفولطية بقدرة 200 واتطلكل واحدة مع توصيلها بأربع بطاريات قدرتها 200 أمبير/ساعة يمكن أن يوفّر لنا مصروفنا اليومي بكل سهولة. ومع شروق الشمس في اليوم التالي تبدأ الخلايا الشمسية بإنتاج الكهرباء وستعطي الأولوية لشحن البطاريات، كما سيذهب قسم من الإنتاج لتزويد البيت بالتيار الكهربائي، وبعد انتهاء عملية الشحن يتحول إنتاج الكهرباء المباشر من الخلايا الشمسية نحو شبكة المنزل تعاونه البطاريات للمحافظة على قوة التيار في حال انخفاض أشعة الشمس، كما سيلعب هذا الاحتياط دوراً هاماً في تزويد هذا المنزل بالكهرباء أثناء الليل.

الجدوى الاقتصادية
نستطيع القول إن تركيب الأجهزة الكهربائية القليلة الاستهلاك للطاقة الكهربائية قد يوفّر على أصحاب المنازل حوالي 70% من قيمة الفاتورة الإجمالية، فما الفائدة مثلاً من تركيب لمبة كلاسيكية بقوة 100 واط في حين أننا نستطيع الحصول على كمية الاضاءة نفسها بتركيب لمبة بتقنية “الديود” بمصروف 3 أو 5 واط. لذلك نشجع على استخدام الأجهزة الكهربائية المنخفضة المصروف لما لها من جدوى اقتصادية عالية، كما نطلب من جميع البلديات اعطاء أهمية قصوى لهذا الموضوع وخصوصاً في المناطق الجبلية، وذلك عبر دراسة وبحث كيفية تمويل وتركيب كميات كبيرة من الألواح الشمسية في المناطق الشاسعة الجبلية، بحيث يتم إنتاج واحد ميغاواط في كل قرية، وهذه الطاقة قادرة أن تغذي أكثر من 600 منزل. وأيضاً نطالب بصيانة حسّاسات إضاءة لمبات الشوارع في جميع البلدات ليتم اطفاؤها أوتوماتيكياً عند بزوغ الفجر. ويجب أيضاً التفكير بتركيب لمبات تعمل بالطاقة الشمسية في الشوارع البعيدة عن الشبكة العامة كما في جميع الدول النامية لما لها من قيمة في توفير الكهرباء ولا تحتاج الى تمديدات جديدة في الشبكة العامة والتي تكَلف الدولة الكثير لتنفيذها.

مشاركة المقال

التعليقات

Leave a Reply

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

اترك تعليقاً

Leave a Reply

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

المقالات ذات صلة

السابق
التالي

اكتشاف المزيد من Dhoha Magazine

اشترك الآن للاستمرار في القراءة والحصول على حق الوصول إلى الأرشيف الكامل.

Continue reading