ما هو المورد المتجدد؟
المورد المتجدد هو مورد يمكن تجديده بشكل طبيعي مع مرور الوقت. ونتيجة لذلك، فإنه يعتبر مستدامًا على الرغم من استهلاكه من قبل البشر.
تُعتبر الموارد المتجددة لإنتاج الطاقة ذات أهمية خاصة نظرًا لإمكانية استبدالها بالموارد غير المتجددة أو المحدودة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للموارد المتجددة أن تقدم حلولًا للطاقة أنظف من تلك التي توفرها الموارد غير المتجددة مثل الفحم والوقود الأحفوري.
تشمل أمثلة الموارد المتجددة الشمس والرياح والماء وحرارة الأرض (الطاقة الحرارية الجوفية) والكتلة الحيوية.
النقاط الرئيسية
- الطلب على الموارد المتجددة يزداد مع استمرار نمو السكان.
- تُعتبر الطاقة المولدة من الموارد المتجددة غير محدودة تقريبًا بسبب قدرة هذه الموارد على التجدد بشكل طبيعي.
- يمكن للطاقة المتجددة أن تخفف الضغط على الإمدادات المحدودة من الوقود الأحفوري، والتي تعتبر موارد غير متجددة.
- استخدام الموارد المتجددة على نطاق واسع مكلف، وهناك حاجة إلى المزيد من الأبحاث لجعلها فعالة من حيث التكلفة.
- بغض النظر عن الطبيعة المتجددة لبعض الموارد، فإن جهود الحفاظ عليها مهمة، على سبيل المثال، عندما يتعلق الأمر بالمياه.
فهم الموارد المتجددة
المورد المتجدد هو مورد يبدو أن لديه إمدادًا لا ينتهي لأنه يمكن تجديده. على سبيل المثال، تُعتبر الموارد المتجددة مثل الشمس والرياح والحرارة الجوفية موارد لا تنضب.
يُعتبر الماء أيضًا موردًا طبيعيًا متجددًا، طالما هناك هطول للأمطار. وقد أبرزت التغيرات في أنماط المناخ الحاجة إلى جهود الحفاظ على الموارد لحماية إمدادات المياه.
تُعتبر الموارد الطبيعية الأخرى متجددة حتى وإن كان يتطلب تجديدها بعض الوقت والجهد. بالإضافة إلى ذلك، تُعتبر معظم المعادن الثمينة متجددة لأنها قابلة لإعادة الاستخدام. نظرًا لأنها لا تُدمر أثناء استخراجها واستخدامها، يمكن إعادة تدويرها.
على عكس الموارد المتجددة، بمجرد استنفاد مورد غير متجدد، لا يمكن استعادته. ومع استمرار نمو السكان البشريين وندرة الموارد المحدودة بشكل متزايد، يزداد الطلب على الموارد المتجددة.
الموارد المتجددة المستخدمة في الطاقة
تم استخدام الوقود الأحفوري منذ أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر لإنتاج الطاقة التي نستخدمها. وقد تم استخدام الموارد المتجددة مثل الطاقة الكهرومائية والخشب لفترة أطول بكثير. في الواقع، كانت هاتان الموردان هما المصدران الرئيسيان للطاقة المتجددة حتى تسعينيات القرن العشرين.
في السنوات التي تلت ذلك، أصبحت إنتاج الطاقة المتجددة يأتي بشكل متزايد من موارد الكتلة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الشمسية والمياه والرياح.
الموارد المتجددة التي يمكن أن تحل محل الوقود الأحفوري في إنتاج الطاقة هي محور رئيسي للدول حول العالم. تشمل التحديات لتحقيق إنتاج ناجح للطاقة المتجددة الموثوقية والتكلفة.
يجري الكثير من الأبحاث لتحديد جدوى وأفضل طرق تنفيذ الطاقة المتجددة على نطاق واسع.
اتفاقية باريس للمناخ هي اتفاقية تشمل أكثر من 180 دولة تهدف إلى تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة والحد من زيادة درجة الحرارة العالمية إلى أقل من درجتين مئويتين (3.6 درجة فهرنهايت) فوق مستويات ما قبل الصناعة بحلول عام 2100. في 20 يناير 2021، وقع الرئيس جو بايدن أمرًا تنفيذيًا لإعادة انضمام الولايات المتحدة إلى اتفاقية باريس بعد أن انسحبت منها إدارة ترامب في 4 نوفمبر 2020.
أمثلة على الموارد المتجددة
شمس
يُعتبر ضوء الشمس مصدرًا متجددًا معروفًا على نطاق واسع. في الواقع، تم استخدامه عبر تاريخ البشرية لتدفئة الملاجئ، وتجفيف وطهي الأطعمة، وتسخين المياه. توجد تقنيات مختلفة وتستمر في التطور لجمع وتحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة حرارية يمكن استخدامها لأغراض متنوعة.
على سبيل المثال، تقوم الأجهزة الكهروضوئية الشمسية (PV)، أو الخلايا الشمسية، بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء. وبناءً على عدد الخلايا الشمسية المستخدمة، يمكنها تشغيل الأجهزة الصغيرة أو توفير الكهرباء للعديد من المنازل.
التحدي في استخدام ضوء الشمس لتلبية احتياجاتنا من الطاقة هو أنه يمكن أن يتغير وفي بعض الأحيان يكون غير موثوق به. يعتمد توفر ضوء الشمس على الوقت من اليوم، والظروف الجوية الحالية، وفصل السنة، والموقع الجغرافي.
رياح
الرياح لها علاقة مباشرة بالشمس. تنشأ الرياح اليومية عندما يتم امتصاص حرارة الشمس بشكل غير متساوٍ من قبل الأسطح المختلفة على الأرض، بما في ذلك المحيطات والكتل المائية الأخرى. يسخن الهواء فوق اليابسة أسرع من الهواء فوق الماء خلال النهار عندما تكون الشمس مشرقة. يتمدد الهواء الدافئ ويرتفع. ويحل محله الهواء البارد. هذا يخلق الرياح.
في السنوات السابقة، كانت تُستخدم طواحين الهواء في جميع أنحاء الولايات المتحدة لالتقاط الطاقة وضخ المياه من الآبار. ولا تزال موجودة في بعض المناطق الزراعية لتوفير المياه للماشية.
اليوم، يتم تسخير الرياح لإنتاج الكهرباء. تتدفق الرياح فوق الشفرات في توربينات الرياح. تدور الشفرات، وهذا يدفع مولدًا كهربائيًا. وبدوره، ينتج ذلك الكهرباء.
عادةً، لا تنتج توربينات الرياح انبعاثات قادرة على تلويث الهواء أو الماء. كما أنها لا تحتاج إلى التبريد بواسطة الماء. على الرغم من أن ذلك نادر، إلا أنها قد تكون لها بعض الآثار السلبية على البيئة إذا تسربت منها سوائل التزييت أو اشتعلت فيها النيران. كما يمكن أن تؤثر سلبًا على حياة الطيور والأنواع.
في عام 2023، وفرت توربينات الرياح حوالي 10.2% من إجمالي توليد الكهرباء على نطاق المرافق في الولايات المتحدة.
ماء
الطاقة الكهرومائية هي الطاقة التي تنتجها المياه. كانت مصدرًا مبكرًا للطاقة المتجددة حتى قبل استخدامها في توليد الكهرباء. على سبيل المثال، كانت الطاقة الكهرومائية تدير العجلات المجدافية على الأنهار للسماح بطحن الحبوب والأخشاب. ومع ذلك، يمكن أن تؤثر التغيرات في هطول الأمطار ونقص المياه بسبب الجفاف على إنتاج الطاقة الكهرومائية.
تم استخدام الطاقة الكهرومائية لتوليد الكهرباء في الولايات المتحدة بدءًا من عام 1880. واليوم، يتم إنتاج معظم الكهرباء الكهرومائية في البلاد في منشآت تقع عند السدود الكبيرة التي بُنيت في السبعينيات.
حتى عام 2019، كانت الطاقة الكهرومائية هي المصدر الأكبر لتوليد الكهرباء السنوي المتجدد في الولايات المتحدة.
في عام 2023، شكّلت الطاقة الكهرومائية نسبة 5.7% من إجمالي توليد الكهرباء على نطاق المرافق.
الطاقة الحرارية الجوفية
الطاقة الحرارية الأرضية هي مورد متجدد يستخدم حرارة الأرض لتوليد الطاقة. لقد تم استخدام الينابيع الساخنة التي تسخنها الأرض لقرون لأغراض الاستحمام. كما تم استخدام الطاقة الحرارية الأرضية، ولا تزال تُستخدم، في أنظمة التدفئة المركزية.
يتم استخدام الطاقة الحرارية الجوفية لتوليد الكهرباء أيضًا. تُبنى محطات الطاقة لهذا الغرض تحت الأرض، على عمق يقارب ميلًا واحدًا من سطح الأرض.
في عام 2023، كانت هناك سبع ولايات أمريكية تحتوي على محطات طاقة حرارية جوفية: كاليفورنيا، وهاواي، وأيداهو، ونيفادا، ونيو مكسيكو، وأوريغون، ويوتا. في ذلك العام، أنتجت هذه المحطات حوالي 17 مليار كيلوواط ساعة (kWh) من الكهرباء.
في عام 2023، شكّلت الطاقة الحرارية الأرضية حوالي 0.4% من إجمالي توليد الكهرباء على نطاق المرافق في الولايات المتحدة.
مضخات الحرارة الجوفية هي طريقة أخرى لاستخدام حرارة الأرض. فهي تنقل الحرارة من الأرض (أو الماء) إلى المباني خلال فصل الشتاء وتعكس العملية في الصيف للمساعدة في التدفئة والتبريد.
الكتلة الحيوية
المنتجات العضوية المتجددة التي تنتج الطاقة تُعرف بالكتلة الحيوية. عملية التمثيل الضوئي تستخدم الطاقة من الشمس لتحويل موارد الكتلة الحيوية إلى طاقة كيميائية.
في عام 2023، وفرت الكتلة الحيوية ما يقرب من خمسة كوادريليون وحدة حرارية بريطانية (Btu) وحوالي 5% من إجمالي استخدام الطاقة الأولية في الولايات المتحدة. وفي نفس العام، شكلت حوالي 1.1% من إجمالي توليد الكهرباء على نطاق المرافق في الولايات المتحدة.
تشمل موارد الطاقة المتجددة من الكتلة الحيوية الخشب ونفايات الخشب، والمحاصيل الزراعية والنفايات (التي تُستخدم بشكل رئيسي في الوقود الحيوي)، والنفايات البلدية بما في ذلك الورق والقطن والنفايات الغذائية ونفايات الحدائق، وروث الحيوانات ومياه الصرف الصحي.
يشير الوقود الحيوي إلى الوقود السائل ومكونات المزج التي تُنتج من مواد الكتلة الحيوية الخام. يُستخدم معظم الوقود الحيوي كوقود للنقل، ولكنه قد يُستخدم أيضًا للتدفئة وتوليد الكهرباء. أصبح هذا المورد المتجدد أكثر انتشارًا في السنوات الأخيرة كبديل للموارد غير المتجددة مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي.
في يناير 2023، كانت قدرة إنتاج الوقود الحيوي في الولايات المتحدة حوالي 23 مليار جالون، وهو زيادة مقارنة بنفس الفترة في عام 2022. بالإضافة إلى ذلك، كانت الولايات المتحدة مصدّراً صافياً للوقود الحيوي. وقد شكّل الإيثانول المستخدم كوقود نسبة 78% من إنتاج الوقود الحيوي.
على الرغم من أن أسعار الوقود الحيوي لا تزال مرتفعة، يتوقع بعض الخبراء أنه مع ارتفاع أسعار الوقود الأحفوري، ستصبح أسعار الوقود الحيوي أكثر تنافسية.
الموارد المتجددة مقابل الموارد غير المتجددة
الموارد المتجددة
الموارد المتجددة هي تلك الموارد التي يمكن أن تستمر في الوجود على الرغم من استهلاكها أو يمكنها أن تتجدد بمرور الوقت حتى أثناء استخدامها. وتشمل هذه الموارد الشمس والرياح والمياه والطاقة الحرارية الأرضية والكتلة الحيوية.
العيب في الموارد المتجددة هو أنها قد لا تكون متاحة للاستخدام عند الحاجة.
على سبيل المثال، القدرة على جمع واستخدام الطاقة الشمسية تكون محدودة في الليل وعندما تكون السماء ملبدة بالغيوم. يعتمد توفر المياه المستمر على هطول الأمطار المستمر وظروف الطقس.
تُعتبر الموارد المتجددة أقل تأثيرًا سلبيًا على البيئة مقارنةً بالموارد غير المتجددة.
الموارد غير المتجددة
الموارد غير المتجددة هي تلك الموارد التي تعتبر محدودة بسبب الوقت الطويل للغاية الذي تستغرقه الطبيعة في تكوينها. بمجرد استنفادها، تصبح غير متاحة. وتشمل هذه الموارد الفحم والغاز الطبيعي والنفط.
الميزة في الموارد غير المتجددة هي أنها متوفرة حاليًا والبنية التحتية لاستخدامها موجودة لإنتاج الطاقة عند الطلب.
ومع ذلك، فإن لها تأثيرًا سلبيًا أكبر على البيئة مقارنة بالموارد المتجددة. فالحرارة المحبوسة بواسطة غاز ثاني أكسيد الكربون عند حرق الفحم والنفط تساهم في ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي وتغير المناخ العالمي.
النشطاء والمستهلكون وقادة الحكومات يروجون للطاقة المتجددة كوسيلة لتوليد الطاقة اللازمة دون الانبعاثات التي تسهم في ارتفاع حرارة الكوكب وتهدد الحياة على الأرض.
اعتبارات خاصة
اتجاه عالمي نحو الموارد المتجددة
أصبحت الموارد المتجددة محور اهتمام الحركة البيئية، سواء من الناحية السياسية أو الاقتصادية. إن الطاقة المستمدة من الموارد المتجددة تضع ضغطًا أقل بكثير على الإمدادات المحدودة من الوقود الأحفوري، الذي يعتبر من الموارد غير المتجددة.
المشكلة في استخدام الموارد المتجددة على نطاق واسع هي أنها مكلفة. في معظم الحالات، هناك حاجة إلى المزيد من الأبحاث لتحديد كيفية استخدامها بأكثر الطرق فعالية من حيث التكلفة.
إلى جانب محدودية إمداداتها، فإن مصادر الطاقة مثل الوقود الأحفوري تلحق الضرر بالبيئة عند إنتاجها واستهلاكها، وتساهم في الاحتباس الحراري العالمي.
أول اتفاقية دولية رئيسية للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والاحتباس الحراري كانت بروتوكول كيوتو، الذي تم توقيعه في عام 1997. في الآونة الأخيرة، اجتمعت القوى العالمية في باريس في عام 2015 للتعهد بتخفيض الانبعاثات والتركيز على الاعتماد بشكل أكبر على الموارد المتجددة للطاقة.
الحوافز للاستخدام
يمكن أن تشجع الحوافز على استخدام الطاقة البديلة. على سبيل المثال، تفرض الضرائب على الطاقة رسومًا إضافية على الوقود الأحفوري. يمكن أن يجعل هذا أسعار الموارد المتجددة أكثر تنافسية وجاذبية. ونتيجة لذلك، قد يكون الناس أكثر ميلاً لاستخدام الطاقة المتجددة. كما أن مكافأة شهادات الطاقة المتجددة (RECs) تعمل كحافز لإنتاج الطاقة باستخدام المصادر الخضراء.
الصناديق الخضراء، وهي استثمارات مثل صناديق الاستثمار المشتركة، تدعم الشركات الصديقة للبيئة والمستدامة من خلال الاستثمار فيها. تساعد هذه الاستثمارات أيضًا في تعزيز الوعي البيئي.
تبدو هذه الحوافز وكأنها تؤثر بشكل إيجابي. وفقًا لـ إدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA)، في عام 2022، وفرت الطاقة المتجددة ما يقرب من 13.2 كوادريليون وحدة حرارية بريطانية (Btu). وهذا يمثل 13% من إجمالي استهلاك الطاقة في الولايات المتحدة.
في عام 2023، تم توليد 21.4% من الكهرباء على نطاق المرافق في الولايات المتحدة من مصادر الطاقة المتجددة.
لقد شجعت الحكومات على مستوى الولايات والمستوى الفيدرالي على زيادة استهلاك الوقود الحيوي من خلال المتطلبات والحوافز لاستخدام الطاقة المتجددة. تتوقع إدارة معلومات الطاقة (EIA) أن يستمر استهلاك الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة في الزيادة حتى عام 2050.
ماذا يعني المورد المتجدد؟
يشير مصطلح "المورد المتجدد" إلى مورد يتجدد بشكل طبيعي على مدى فترة من الزمن. يمكن استخدامه دون القلق من نفاده بشكل دائم. تحظى الموارد المتجددة باهتمام خاص كمصادر للطاقة المتجددة.
ما هو مثال على الموارد المتجددة؟
الرياح هي مثال واحد. وكذلك الشمس والماء. الكتلة الحيوية هي مصدر للطاقة المتجددة من النباتات والحيوانات. وتشمل الخشب والمحاصيل الزراعية ومخلفات الطعام وروث الحيوانات.
ما الذي يتم فعله لتشجيع استخدام الموارد المتجددة؟
تفرض الضرائب على الطاقة رسومًا إضافية على الوقود الأحفوري. الأمل هو أن تصبح أسعار خيارات الطاقة المنتجة من الموارد المتجددة أكثر جاذبية وتشجع اهتمام المستهلكين. تدعم صناديق الاستثمار المشتركة الخضراء الشركات الصديقة للبيئة والمستدامة من خلال الاستثمار فيها والمساعدة في تعزيز الوعي البيئي.
ما هو بروتوكول كيوتو؟
بروتوكول كيوتو هو اتفاقية دولية تهدف إلى تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2) والغازات الدفيئة (GHG) في الغلاف الجوي. المبدأ الأساسي لبروتوكول كيوتو هو أن الدول الصناعية تحتاج إلى تقليل كمية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الخاصة بها. تم اعتماد البروتوكول في كيوتو، اليابان، في عام 1997، عندما كانت الغازات الدفيئة تهدد بشكل سريع مناخنا والحياة على الأرض والكوكب نفسه.
الخلاصة
تشمل الموارد المتجددة الشمس والرياح والماء وحرارة الأرض (الطاقة الحرارية الجوفية) والكتلة الحيوية.
الموارد المتجددة هي الموارد الطبيعية التي تجدد نفسها أو توجد بشكل مستمر. في السنوات الأخيرة، كانت موضع اهتمام خاص للدور الحيوي الذي يمكن أن تلعبه في إنتاج الطاقة. كما يُنظر إليها على أنها ذات تأثير سلبي أقل على البيئة.
بالطبع، تم استخدام الموارد المتجددة لآلاف السنين قبل أن يبدأ استخدام الموارد غير المتجددة مثل الفحم والنفط بشكل واسع في أواخر القرن التاسع عشر.
نظرًا للطبيعة المحدودة للفحم والنفط، بالإضافة إلى التهديد الناجم عن تغير المناخ، يركز المجتمع العالمي على زيادة استخدام الموارد المتجددة لتلبية احتياجات الطاقة.