3 أسباب للانتقال إلى التكنولوجيا المستدامة

3 أسباب للانتقال إلى التكنولوجيا المستدامة
TT

3 أسباب للانتقال إلى التكنولوجيا المستدامة

3 أسباب للانتقال إلى التكنولوجيا المستدامة

تكشف الإحصاءات أن الغالبية العظمى من قدرات الطاقة الجديدة، التي سيجري تركيبها داخل الولايات المتحدة هذا العام، ستكون مستدامة، خصوصاً الطاقة الشمسية وبطاريات التخزين.

ولا يعد هذا أمراً مفاجئاً، نظراً لانخفاض تكلفة تركيب المعدات الجديدة مقارنة بالمصادر غير المستدامة، علاوة على الدواعي البيئية التي تدفع أحياناً باتجاه تبنّي سياسة مناخية تميل نحو الطاقة المتجددة.

01-فوائد الطاقة المتجددة

ومع أن الدوافع الاقتصادية والبيئية للتحول إلى الطاقة المستدامة قوية في حد ذاتها، تظل الحقيقة أن هناك 3 فوائد أخرى للطاقة المستدامة لا تحظى بالقدر نفسه من الاهتمام، تعزز الحجة الداعية لتسريع وتيرة التحول.

> العبء الفني. بتدخل الدولة أو من دونه، ستصبح الهيمنة في غضون عقدين من نصيب التقنيات المستدامة، مثل البطاريات والطاقة الشمسية ومضخات الحرارة والمحركات الكهربائية. أما السبب فواضح: التكنولوجيا المستدامة أقل إهداراً.

مقارنة السيارات التقليدية والكهربائية

دعونا نقارن بين السيارات التي تعمل بالبنزين والسيارات الكهربائية، فالبنزين يستهلك قدراً كبيراً من الطاقة في الحفر والتكرير والنقل إلى محطة الوقود، قبل أن يتسنى ضخه في السيارة. الواقع أن أكثر من 20 في المائة من تكلفة الكربون في السيارة يمكن أن تُعزى إلى ما يُطلق عليها الانبعاثات «من البئر إلى الخزان».

وبمجرد ضخ البنزين في سيارتك، يضيع ما يزيد على 70 في المائة من الطاقة المنبعثة من الوقود بسبب الحرارة. في المجمل، أكثر من 85 في المائة من الطاقة اللازمة لتشغيل محرك الاحتراق الداخلي، لا تسهم في دفع السيارة إلى الأمام.

قارن انبعاثات البنزين من «البئر إلى الخزان» بـ«خسارة الخطوط» (ويقصد بها كمية الطاقة الكهربائية المفقودة في أثناء النقل من منشأة التوليد إلى نقطة الاستخدام)، التي يقدر متوسطها بنحو 5 في المائة داخل الولايات المتحدة.

وللمقارنة فإنه وبمجرد شحنها، تدفع بطارية المركبة الكهربائية السيارة إلى الأمام بكفاءة تبلغ 87 في المائة. بعبارة أخرى، يمكن للسيارات الكهربائية أن تقطع مسافة أطول بنسبة 550 في المائة بكمية الطاقة نفسها التي تستهلكها السيارة التي تعمل بالبنزين. وتبدو هذه التحسينات المذهلة شائعة في الجيل الجديد من صور التكنولوجيا المستدامة.

وعليه، فإن الدولة التي لا تبذل جهوداً لتسريع وتيرة تبني التكنولوجيا المتقدمة، ستجد نفسها نهاية المطاف مثقلة ببنية أساسية عتيقة، بينما يتقدم منافسوها نحو الأمام.

02-توزيع لامركزي للمنشآت

> اللامركزية. عند إمعان النظر، نجد أن مصادر الطاقة المستدامة «موزعة»، ما يعني أنها أقل اعتماداً على العقد المركزية، مثل محطات الطاقة الكبيرة. تعمل منشآت الرياح ومحطات الطاقة الشمسية الصغيرة، بالقرب من أماكن استهلاك الطاقة الصادرة عنها، الأمر الذي يعزّز المرونة الاقتصادية، مقارنة بسبل توليد الطاقة التقليدية.

بوجه عام، ثمة صعوبة أكبر في التعامل مع النظام المركزي، إضافة لكونه أكثر كلفة، خصوصاً أنه يتطلب أميالاً من الخطوط الكهربائية المعرضة للتلف. وباستثناء عدد محدود، يمكن للدول الغنية التعامل مع هذا الخطر. أما على مستوى العالم، فإن انقطاع التيار الكهربائي من الأنظمة المركزية يُعد مشكلة مزمنة، تتفاقم مع ارتفاع الطلب على الطاقة وتقلبه بسبب التغيرات المناخية.

وفي إطار عملي بمجال تمويل مشروعات الطاقة الشمسية عبر مختلف دول الجنوب العالمي عبر منظمة «رينيوأبيلس» (Renewables.org)، يتسم هذا الأمر بأهمية مضاعفة.

تقليل انقطاعات التيار الكهربائي

داخل المناطق التي ندعم فيها جهود توليد الطاقة الشمسية، تفتقر شبكات الطاقة إلى الاستقرار لدرجة أن انقطاع التيار الكهربائي يتكرر يومياً تقريباً، ما يجعل من الصعب على الاقتصادات الصناعية هناك أن تتشكل بكفاءة. وهنا، لا توفر التركيبات الشمسية التجارية المتواضعة المال فحسب، بل إنها تسمح للأعمال التجارية بالاستمرار عندما يحدث انقطاع التيار الكهربائي.

وعبر اللامركزية في إنتاج الطاقة، فإن جهود توليد الطاقة الموزعة تقلل من خطر انقطاع التيار الكهربائي، والتكاليف والتعقيد المتأصل في الشبكات الإقليمية الضخمة. ويتيح ذلك الاستقرار للأنظمة القائمة، ويقلل من كثافة رأس المال اللازم للأنظمة الجديدة في الأسواق الناشئة، وداخل كل من البلدان المتقدمة اقتصادياً. وقد خلفت جهود الطاقة الموزعة تأثيرات إيجابية.

03-سلسلة إمدادات مستقرة

> استقرار سلسلة الإمداد. باستمرار، يكرر المناهضون للطاقة الشمسية شعاراً مفاده أن الطاقة الشمسية «متقطعة»؛ بمعنى أنها لا تولد الطاقة إلا في ساعات النهار، الأمر الذي يخضع لتغيرات موسمية وأخرى ترتبط بالطقس. وعلى النقيض، يقول أعضاء هذا الفريق إن محطات الطاقة النووية والفحم والغاز توفر «حملاً أساسياً»؛ ما يعني أنها قادرة على توليد القدر نفسه من الطاقة في جميع الظروف.

من المفترض أن هذا تحديداً يمثل نقطة الضعف في مصادر الطاقة المستدامة؛ لأن المجتمع لا يستطيع تحمُّل تبعات الاعتماد على شبكة كهرباء مضطربة.

والسؤال هنا: هل يتطابق هذا الخطاب مع الواقع؟

الحقيقة أن بناء وصيانة محطات الطاقة غير المتجددة يعتمدان على حفنة من التكتلات الهندسية متعددة الجنسيات القادرة على تصميمها وتمويلها وتشغيلها. ويخلق هذا التركيز خطراً كامناً يمكن أن يسبب صدمات لأنظمة الطاقة الدولية المعتمدة على طاقة «الحمل الأساسي» المفترضة.

على سبيل المثال، اضطرت فرنسا إلى إغلاق 32 من أصل 56 منشأة نووية على امتداد الجزء الأكبر من عام 2022، بسبب التصميم الخاطئ للخرسانة المستخدمة في معظم المفاعلات النووية. وتسبّب ذلك بدوره في ارتفاع شديد بالأسعار، مع تحول فرنسا من مصدر صافٍ للطاقة إلى مستورد.

في هذا السياق، من السهل أن نرى مدى خواء الحجة المرتبطة بـ«الحمل الأساسي»؛ إذ إن تعقيد المرافق الضخمة لتوليد الطاقة، بالإضافة إلى التقلبات في أسواق السلع الأساسية، يعني أن التقطع المتوقع للطاقة الشمسية يجري استبداله بمخاطر كلية يمكن أن تدفع اقتصادات بأكملها نحو شفا الانهيار.

طاقات متجددة متكافلة

لا تتطلب الطاقة الشمسية سوى مدخل واحد، ضوء الشمس، وهو مجاني ووفير. كما يجري بناء مرافق توليد الطاقة الشمسية من قبل مجموعة من مصنعي الوحدات والمشغلين وشركات البناء والموردين الآخرين. ومن غير المحتمل هنا ظهور مشكلات نظامية، مثل وجود عيوب في سلسلة التوريد أو ظهور عيوب هندسية؛ ما يفسر نجاحها بين المستثمرين المؤسسيين ودوائر السياسة.

ومع تكيف الاقتصادات مع القيود المرتبطة بالطاقة الشمسية ومصادر الطاقة المتجددة، ستتضاءل أهمية فكرة «الحمل الأساسي». في هذا الإطار، سيتركز الطلب على الكهرباء حول ساعات ذروة إنتاج الطاقة الشمسية، في حين ستخفف البطاريات من الضغوط على العرض في الساعات بعيداً عن الذروة. وسينطوي هذا النظام على تكلفة أرخص من النظام المعتمد على ما يسمى بـ«الحمل الأساسي» الملوث، وسيقضي على مخاطر العرض التي تخلقها الأنظمة المركزية.

الانتقال المحتوم

في الغالب، لا يوصى بالانتقال من نظام قائم بالفعل، خصوصاً أن تكلفة هذا الانتقال ضخمة للغاية. ومع ذلك، فإنه عند نقطة معينة تصل مزايا النموذج الجديد إلى كتلة حرجة، بمعنى أن مزاياه تصبح عظيمة لدرجة أن التأخير في التحول إليه سيخلق مصاعب سيكون من الصعب التعافي منها.

واليوم، يبدو واضحاً أن البلدان والمنظمات التي تتبنى التكنولوجيا المستدامة في طريقها لأن تشهد ظروفاً إيجابية؛ الكفاءة والاستقرار وتقليل المخاطر الجيوسياسية وإمدادات الطاقة الأكثر قابلية للتنبؤ. في المقابل، فإن أولئك الذين يعرقلون الانتقال إلى الطاقة المتجددة عبر استرضاء أنصار البنية التحتية للطاقة القديمة، سيجدون أنفسهم مثقلين بنظام أكثر هشاشة وأعلى تكلفة وأشد خطورة.

* رئيس منظمة «رينيوأبيلس»، مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا»



استخراج مواد لاصقة ودهانات من مياه الصرف الصحي

يتم إنتاج كميات كبيرة من الكتل الحيوية من مياه الصرف الصحي يومياً (جامعة ولاية بنسلفانيا)
يتم إنتاج كميات كبيرة من الكتل الحيوية من مياه الصرف الصحي يومياً (جامعة ولاية بنسلفانيا)
TT

استخراج مواد لاصقة ودهانات من مياه الصرف الصحي

يتم إنتاج كميات كبيرة من الكتل الحيوية من مياه الصرف الصحي يومياً (جامعة ولاية بنسلفانيا)
يتم إنتاج كميات كبيرة من الكتل الحيوية من مياه الصرف الصحي يومياً (جامعة ولاية بنسلفانيا)

يتجه فريق بحثي من جامعة آلبورغ في الدنمارك إلى إحداث ثورة في مجال تطبيقات البوليمرات الحيوية المستخرجة من «محطات معالجة مياه الصرف الصحي»، واستغلالها في إنتاج المواد البلاستيكية والألياف النسيجية والمواد اللاصقة والدهانات.

وتُستخرج البوليمرات الاصطناعية المنتجة اليوم من النفط الخام، كما ينتج بعضها كذلك من الأعشاب البحرية المهددة بالانقراض، وذلك للاستخدام في العديد من صناعات البتروكيماويات.

تقول مقالة علمية جديدة نشرت في دورية «كرنت أوبنين إن بايوتكنولوجي» إن البحث أصبح الآن جاهزاً للإنتاج الصناعي والاستخدام العملي لهذه المنتجات.

«إن هذا المنظور الجديد هائل؛ لأنك تأخذ شيئاً يعدّ حالياً نفايات وتصنع منه منتجات عالية القيمة». هذا ما يقوله البروفسور بير هالكجير نيلسن، من قسم الكيمياء والعلوم البيولوجية بجامعة آلبورغ، عن نتائج مشروع بحثي يستخدم الكتلة الحيوية الزائدة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي بطرق جديدة مبتكرة.

ويوضح نيلسن في بيان منشور على موقع الجامعة، الجمعة: «يعتمد استخراج البوليمرات الحيوية على إنتاج قدر كبير من الكتلة الحيوية في محطات معالجة مياه الصرف الصحي، وهي عبارة عن بكتيريا تأكل كل ما يدخل محطة المعالجة، بحيث لا يبقى سوى الماء النقي فقط».

وأضاف: «كل يوم، يتم إنتاج أطنان عديدة من الكتلة الحيوية وفق حجم محطة المعالجة، وعادة ما يتم تحويلها إلى مفاعل الغاز الحيوي لإنتاج الطاقة. ويتكون جزء كبير من البكتيريا المعالجة من مادة لاصقة محيطة بها، تعرف بالبوليمرات الحيوية التي يمكن أن تدخل في الصناعة بوصفها بديلاً مستداماً للبوليمرات المستخرجة من النفط».

وتستخدم البوليمرات الحيوية عاملَ لصق في الورق ومواد البناء، ويمكن استخدامها في عمليات تنقية المياه من الحمأة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي، كما تبدو مثبطة للحرائق. وبالتالي، هناك سوق كبيرة محتملة لها إذا أمكن إنتاجها تجارياً بطريقة مستدامة، وفقاً لمشروع بحثي يحمل اسم «ريثينك RETHiNk».

ويهدف مشروع RETHiNk إلى التوسع الصناعي في عمليات إعادة تدوير الكتلة الحيوية المستخرجة من محطات معالجة مياه الصرف الصحي في جميع أنحاء العالم.

ومن المزمع إنشاء مصانع لإنتاج البوليمرات الحيوية من محطات معالجة مياه الصرف الصحي الدنماركية، حيث يتم إنتاج مئات الآلاف من الأطنان من البكتيريا سنوياً في الدنمارك وحدها.

وتشير الورقة البحثية إلى أنه، كفائدة إضافية، يمكن حصاد المعادن والمكونات القيمة الأخرى من مياه الصرف الصحي التي تصل إلى محطات المعالجة، مثل الفوسفور، الذي يوجد على قائمة الاتحاد الأوروبي للمواد الخام الحرجة التي قد يكون من الصعب الحصول عليها في المستقبل.

ويذهب نيلسن إلى أنه «يمكننا أخذ 20 إلى 30 في المائة من الكتلة الحيوية وتحويلها إلى بوليمرات تحل محل المنتجات البترولية، وبوصفها بديلاً للعديد من البوليمرات الحيوية التي تنتج حالياً من الأعشاب البحرية المهددة بالانقراض»، مشدداً على أنه «إذا تمكنا من إيجاد طرق أخرى لاستخراج البوليمرات الحيوية، فإن ذلك يشكل ميزة كبيرة للبيئة والتنوع البيولوجي أيضاً».