اكثر مصادر الطاقة استخداما في توليد الطاقة الكهربائية في العالم هناك العديد من مصادر الطاقة في كوكب الارض لاكن ياترى ماهي اكثر المصادر استخداما لتوليد الكهرباء.
الكهرباء ضرورية للحياة الحديثة، ومع ذلك يعيش ما يقرب من مليار شخص دون الوصول إليها. تتطلب التحديات مثل تغير المناخ والتلوث وتدمير البيئة أن نغير طريقة توليد الكهرباء.
على مدى القرن الماضي، كانت مصادر الطاقة الرئيسية المستخدمة لتوليد الكهرباء هي الوقود الأحفوري، والطاقة الكهرومائية، ومنذ الخمسينيات، الطاقة النووية. على الرغم من النمو القوي لمصادر الطاقة المتجددة على مدى العقود القليلة الماضية. لا يزال الوقود الأحفوري هو السائد في جميع أنحاء العالم. يستمر استخدامهم لتوليد الكهرباء في الزيادة من الناحيتين المطلقة والنسبية: اكثر مصادر الطاقة استخداما في توليد الطاقة الكهربائية في العالم في عام 2017، ولّد الوقود الأحفوري 64.5٪ من الكهرباء في جميع أنحاء العالم، مقارنة بـ 61.9٪ في عام 1990.
مواضيع قد تعجبك
يعد الوصول إلى الكهرباء الموثوقة أمرا حيويا لرفاهية الإنسان. حاليا واحد من كل سبعة أشخاص في العالم لا يحصل على الكهرباء. على هذا النحو، سيستمر الطلب على الكهرباء في الارتفاع. في الوقت نفسه، يجب أن تنخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بشكل كبير. إذا أردنا التخفيف من تغير المناخ، ويجب علينا التحول إلى مصادر طاقة أنظف للحد من تلوث الهواء. سيتطلب هذا على الأرجح زيادات كبيرة في جميع مصادر الطاقة منخفضة الكربون. والتي تعد الطاقة النووية جزءا مهما منها.
من أجل تحقيق عالم مستدام، ستحتاج جميع قطاعات الاقتصاد إلى إزالة الكربون. بما في ذلك النقل والتدفئة والصناعة. توفر الكهرباء وسيلة لاستخدام مصادر الطاقة منخفضة الكربو. ولذا ينظر إلى الكهرباء على نطاق واسع على أنها أداة رئيسية لقطاعات إزالة الكربون التي تعمل تقليديا بالوقود الأحفوري. مع نمو الاستخدامات النهائية للكهرباء، ومع انتشار فوائد الكهرباء لجميع الناس، سيزداد الطلب بشكل كبير.
اكثر مصادر الطاقة استخداما في توليد الطاقة الكهربائية في العالم
- الفحم والغاز والنفط
- الطاقة الهيدروالكترونية
- الطاقة النووية
- الرياح والطاقة الشمسية
- الكتلة الحيوية
1. الفحم والغاز والنفط
تحرق محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري الفحم أو الزيت لتوليد الحرارة التي تستخدم بدورها لتوليد البخار لتشغيل التوربينات التي تولد الكهرباء. في محطات الغاز، تعمل الغازات الساخنة على تشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء. بينما تستخدم محطة التوربينات الغازية ذات الدورة المركبة (CCGT) أيضا مولد البخار لزيادة كمية الكهرباء المنتجة. في عام 2017، ولّد الوقود الأحفوري 64.5٪ من الكهرباء في جميع أنحاء العالم.
تولد هذه المحطات الكهرباء بشكل موثوق على مدى فترات طويلة من الزمن، وهي رخيصة بشكل عام. ومع ذلك، فإن حرق الوقود الكربوني ينتج كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى تغير المناخ. تنتج هذه المصانع أيضا ملوثات أخرى، مثل أكاسيد الكبريت والنيتروجين، والتي تسبب المطر الحمضي.
يتسبب حرق الوقود الأحفوري للطاقة في حدوث أعداد كبيرة من الوفيات بسبب تلوث الهواء. على سبيل المثال، تشير التقديرات إلى أنه في الصين وحدها يموت 670 الف شخص قبل الأوان – كل عام بسبب استخدام الفحم.
تتطلب محطات الوقود الأحفوري كميات كبيرة جدا من الفحم أو الزيت أو الغاز. في كثير من الحالات، تحتاج هذه الأنواع من الوقود إلى النقل لمسافات طويلة. مما قد يؤدي إلى مشكلات محتملة في الإمداد.تاريخيا، كان سعر الوقود متقلبا، ويمكن أن يرتفع بشكل حاد في أوقات النقص أو عدم الاستقرار الجيوسياسي. مما قد يؤدي إلى عدم استقرار تكاليف التوليد وارتفاع أسعار المستهلك.
2. الطاقة الهيدروالكترونية
تولد معظم محطات الطاقة الكهرومائية الكبيرة الكهرباء عن طريق تخزين المياه في خزانات شاسعة خلف السدود.تتدفق المياه من الخزانات عبر التوربينات لتوليد الكهرباء. يمكن أن تولد السدود الكهرومائية كميات كبيرة من الكهرباء منخفضة الكربون، ولكن عدد المواقع المناسبة للسدود الجديدة واسعة النطاق محدود.يمكن أيضا إنتاج الطاقة الكهرومائية عن طريق محطات جريان النهر ولكن تم بالفعل تطوير معظم الأنهار المناسبة لذلك.
في عام 2017، شكلت الطاقة الكهرومائية 16٪ من توليد الكهرباء في جميع أنحاء العالم.
يمكن أن يكون لغمر الخزانات خلف السدود وإبطاء تدفق نظام النهر أسفل السد تأثير خطير على البيئة والسكان المحليين. على سبيل المثال. في أثناء بناء أكبر سد لتوليد الطاقة الكهرومائية في العالم – سد الخوانق الثلاثة في الصين – نزح نحو 1.3 مليون شخص.
من حيث عدد الوفيات الناجمة عن الحوادث، فإن الطاقة الكهرومائية هي أكثر مصادر الطاقة فتكا. وكان الحادث الذي سجل أعلى حصيلة للقتلى هو انهيار سد بانكياو في مقاطعة خنان الصينية عام 1975. مما أسفر عن مقتل 171 الف شخص بشكل مباشر وغير مباشر وفقا للتقديرات الرسمية.
3. الطاقة النووية
تستخدم مفاعلات الطاقة النووية الحرارة الناتجة عن انقسام الذرات لتوليد البخار لتشغيل التوربينات. لا يتم إنتاج أي غازات دفيئة في عملية الانشطار، ويتم إنتاج كميات صغيرة جدا فقط عبر دورة الحياة النووية بأكملها. الطاقة النووية هي شكل صديق للبيئة لتوليد الكهرباء. ولا تساهم في تلوث الهواء. في عام 2018، ولّدت الطاقة النووية 10.5٪ من كهرباء العالم.
محطات الطاقة النووية، مثل محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري، موثوقة للغاية، ويمكن أن تعمل لعدة أشهر دون انقطاع، وتوفر كميات كبيرة من الكهرباء النظيفة، بغض النظر عن الوقت من اليوم أو الطقس أو الموسم. يمكن أن تعمل معظم محطات الطاقة النووية لمدة 60 عاما على الأقل، وهذا يساهم في جعل الكهرباء النووية أكثر تكلفة عند مقارنتها بمولدات الكهرباء الأخرى.
يمكن استخدام الوقود النووي في المفاعل لعدة سنوات، وذلك بفضل كمية الطاقة الهائلة الموجودة في اليورانيوم. الطاقة من كيلوغرام واحد من اليورانيوم تعادل نحو 1 طن من الفحم.
نتيجة لذلك، يتم إنشاء كمية صغيرة مماثلة من النفايات. في المتوسط. ينتج عن المفاعل الذي يوفر احتياجات الفرد من الكهرباء لمدة عام نحو 500 جرام من النفايات – يمكن وضعها داخل علبة صودا. يستخدم 5 جرامات فقط من هذه الكمية وقودا نوويا – أي ما يعادل ورقة. هناك العديد من استراتيجيات الإدارة المتاحة للوقود المستخدم. مثل التخلص المباشر أو إعادة التدوير في المفاعلات لتوليد المزيد من الكهرباء منخفضة الكربون.
4. الرياح والطاقة الشمسية
تنتج مصادر الطاقة المتجددة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة المائية الصغيرة الحجم. كهرباء بكميات منخفضة من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري عبر دورة حياتها بأكملها. في عام 2017. أنتجت طاقة الرياح والطاقة الشمسية 4.4٪ و1.3٪ على التوالي من الكهرباء في العالم. لا ينتجون الكهرباء بشكل متوقع أو ثابت بسبب اعتمادهم المتأصل على الطقس. يختلف توليد الكهرباء من توربينات الرياح باختلاف سرعة الرياح. وإذا كانت الرياح ضعيفة جدا أو قوية جدا، فلا يتم إنتاج الكهرباء على الإطلاق. يعتمد ناتج الالواح الشمسية على قوة أشعة الشمس، والتي تعتمد على عدد من العوامل المختلفة. مثل الوقت من اليوم وكمية الغطاء السحابي (وكذلك كمية الغبار على الالواح).
مشكلة أخرى هي أنه قد لا تكون هناك مساحة كافية أو رغبة عامة في استيعاب العدد الهائل من التوربينات أو الالواح المطلوبة لإنتاج ما يكفي من الكهرباء. هذا يرجع إلى حقيقة أن الطاقة من الرياح أو الشمس منتشرة. مما يعني أن كميات كبيرة جدا من الأرض مطلوبة لتوليد كمية كبيرة من الكهرباء.
نظرا لأنه لا يمكن تخزين الكهرباء بسهولة، يجب دعم مصادر الطاقة المتجددة بأشكال أخرى من توليد الكهرباء. أكبر البطاريات لا يمكن أن تعمل لأيام، ناهيك عن الأسابيع التي ستكون مطلوبة لدعم مصادر الطاقة المتجددة من أجل ضمان توفير الكهرباء على مدار الساعة. من أجل ضمان إمداد ثابت بالكهرباء، تقدم محطات الغاز خدمات احتياطية بشكل متزايد للكهرباء المتجددة. تنبعث محطات الغاز الطبيعي كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في أثناء التشغيل، وغالبا ما يتم إطلاق كميات كبيرة من الميثان في أثناء استخراج الغاز ونقله، وكلاهما يساهم في تغير المناخ.
5. الكتلة الحيوية
تعمل محطة الكتلة الحيوية بطريقة مشابهة جدا لمحطات الطاقة التي تعمل بالغاز والفحم. بدلا من حرق الغاز أو الفحم، يتم تغذية المصنع بأشكال مختلفة من الكتلة الحيوية (مثل الأشجار المزروعة لغرض معين أو رقائق الخشب أو النفايات المنزلية أو “الغاز الحيوي”). في عام 2017، أنتجت الكتلة الحيوية 2.3٪ من الكهرباء في العالم.
يمكن أن يتطلب إنتاج الكتلة الحيوية الكثير من الطاقة، سواء من حيث إنتاج الكتلة الحيوية نفسها أو من حيث النقل. نتيجة لذلك، يمكن أن تكون الطاقة المطلوبة أكبر من قيمة الطاقة في الوقود النهائي، ويمكن أن تكون انبعاثات غازات الاحتباس الحراري عالية، أو حتى أكبر، من تلك الناتجة عن الوقود الأحفوري المكافئ. بالإضافة إلى ذلك، قد يستغرق امتصاص ثاني أكسيد الكربون المنبعث أكثر من 100 عام، مما يؤدي إلى زيادة الانبعاثات على المدى القصير.
يمكن أن تكون الآثار البيئية الأخرى المتعلقة باستخدام الأراضي والاستدامة البيئية كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، كما هو الحال مع الفحم، يمكن أن يساهم استخدام الكتلة الحيوية في تلوث الهواء، وبالتالي يكون له آثار صحية سلبية على السكان المحليين لنباتات الكتلة الحيوية.
ما الذي سيدعم مستقبلنا الكهربائي؟
الكهرباء تزداد أهمية. إذا أردنا معالجة تغير المناخ والحد من تلوث الهواء، فسنحتاج إلى زيادة استخدام جميع مصادر الطاقة منخفضة الكربون، والتي تعد الطاقة النووية جزءا مهما منها.
لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة المستدامة، أدخلت الرابطة النووية العالمية برنامج Harmony، الذي يحدد هدفا للطاقة النووية لتوفير ما لا يقل عن 25٪ من الكهرباء قبل عام 2050. وهذا يعني أن التوليد النووي سيتضاعف ثلاث مرات على مستوى العالم بحلول ذلك الوقت. من أجل خفض مستويات الوقود الأحفوري بشكل كبير، يجب أن تعمل الطاقة النووية والمتجددة معا لتأمين إمدادات طاقة مستقبلية موثوقة وبأسعار معقولة ونظيفة.