تتناول هذه المقالة الطلب العالمي على الطاقة وتوزّعه، وسيناريو إنتاج الطاقة العالمي، ومشاكل الطاقة العالمية وقضاياها، ومصادر إنتاج الطاقة المتجددة في العالم وتوزيعها، وتكاليف طرائق إنتاج الطاقة المتجددة والتنافس بينها، وتطبيقات الطاقة المتجددة حسب طريقة الإنتاج، وأهمية الطاقة المتجددة ومُحدِّداتها ومستقبلها

مع حلول القرن الحادي والعشرين، يشهد نموذج الطاقة العالمي تحولاً جذرياً. فالوقود الأحفوري، الذي هيمن على قطاع الطاقة العالمي لأكثر من قرن، يُنظر إليه الآن بشكل متزايد على أنه غير مستدام نظراً لتداعياته البيئية والاقتصادية والجيوسياسية. وقد حفّز تغير المناخ، وندرة الموارد، وعدم المساواة في الطاقة، وتقلبات السوق، البحثَ المُلِحّ عن بدائل مستدامة. في هذا السياق، تبرز الطاقة المتجددة - المُستمدة من عمليات طبيعية مثل ضوء الشمس والرياح والحرارة الجوفية والمياه - ليس فقط كحلٍّ سليم بيئياً، بل أيضاً كعنصرٍ مجدٍ اقتصادياً وضروري استراتيجياً في عصر الطاقة الجديد.

تتناول هذه المقالة الطلب العالمي على الطاقة وتوزّعه، وسيناريو إنتاج الطاقة العالمي، ومشاكل الطاقة العالمية وقضاياها، ومصادر إنتاج الطاقة المتجددة في العالم وتوزيعها، وتكاليف طرائق إنتاج الطاقة المتجددة والتنافس بينها، وتطبيقات الطاقة المتجددة حسب طريقة الإنتاج، وأهمية الطاقة المتجددة ومُحدِّداتها ومستقبلها.

لوحات طاقة شمسية

1. الطلب العالمي على الطاقة واحتياجاتها.

يستمر الطلب العالمي على الطاقة في النمو، مدفوعاً بالزيادة السكانية، والتصنيع، والتحضّر، والرقمنة.

• في عام 2022، بلغ الطلب العالمي على الطاقة الأولية حوالي 604 إكساجول، مرتفعاً من 583 إكساجول في عام 2021.

• من المتوقع أن ينمو عدد سكان العالم إلى 9,7 مليار نسمة بحلول عام 2050، حيث تُمثّل الاقتصادات النامية 90% من هذه الزيادة.

• من المتوقع أن ينمو الطلب على الكهرباء وحدها بأكثر من 50% بحلول عام 2040، مدفوعاً بشكل كبير بالمركبات الكهربائية، ومراكز البيانات، والكهرباء الصناعية.

2. التوزيع العالمي للطلب على الطاقة واحتياجاتها.

يتوزع الطلب على الطاقة بشكل غير متساوٍ بين المناطق:

• تستهلك منطقة آسيا والمحيط الهادئ حوالي 43% من الطاقة العالمية، وتُمثّل الصين وحدها ما يقرب من 26%.

• تساهم أمريكا الشمالية بحوالي 19%، بينما تستهلك أوروبا حوالي 13%.

• يتميز كل من أفريقيا وأمريكا الجنوبية بانخفاض نسبي في استهلاك الفرد، مما يعكس التفاوتات الاقتصادية وقيود البنية التحتية.

يؤكد هذا الخلل على الحاجة إلى حلول لامركزية وقابلة للتكيّف محلياً في مجال الطاقة المتجددة.

3. سيناريو إنتاج الطاقة العالمي ومصادرها وتوزيعها.

لا يزال الوقود الأحفوري يهيمن على مزيج الطاقة العالمي:

في عام 2023، كان 80% من إنتاج الطاقة العالمي قائماً على الوقود الأحفوري: النفط (31%)، والفحم (27%)، والغاز الطبيعي (22%).

تساهم الطاقة النووية بحوالي 4,3%، بينما تُمثل مصادر الطاقة المتجددة (بما في ذلك الطاقة الكهرومائية) 16,7%.

• يتركز النفط في الشرق الأوسط وأمريكا الشمالية وروسيا.

• الفحم هو المصدر الرئيسي للطاقة في الصين والهند والولايات المتحدة.

• ينتشر الغاز الطبيعي على نطاق واسع، لكن الولايات المتحدة وروسيا وإيران هي الرائدة في هذا المجال.

• مصادر الطاقة المتجددة أكثر انتشاراً جغرافياً وقابلية للتوسُّع، مما يمنحها مزايا استراتيجية في مجال السيادة على الطاقة.

تولّد مصادر الطاقة المتجددة، وخاصة الطاقة الكهروضوئية الشمسية والرياح، حصة متزايدة من الكهرباء.

4. مشاكل الطاقة العالمية وقضاياها على المديين القريب والبعيد.

التحديات على المدى القريب:

• تقلُّب أسعار الوقود الأحفوري.

• تهديدات أمن الطاقة الناجمة عن الصراعات الجيوسياسية (مثل الحرب بين روسيا وأوكرانيا).

• اضطرابات سلسلة التوريد في مواد الطاقة الحيوية.

التحديات على المدى البعيد:

• تغير المناخ والاحتباس الحراري الناجم عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

• احتياطيات محدودة من الوقود الأحفوري.

• التدهور البيئي، بما في ذلك إزالة الغابات وندرة المياه بسبب إنتاج الطاقة التقليدي.

بلغت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية من الطاقة رقماً قياسياً بلغ 36,8 مليار طن في عام 2022.

5. مصادر إنتاج الطاقة المتجددة في العالم وتوزيعها.

• الطاقة الشمسية: تهيمن على مناطق الصين والهند والولايات المتحدة ومنطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا.

• طاقة الرياح: قوية في أوروبا والولايات المتحدة ومناطق آسيا البحرية.

• الطاقة الكهرومائية: أساسية في أمريكا الجنوبية وأفريقيا وأجزاء من آسيا.

• الطاقة الحرارية الأرضية: تتركز في أيسلندا وكينيا والفلبين وغرب الولايات المتحدة.

• الكتلة الحيوية والوقود الحيوي: بارزان في البرازيل وجنوب شرق آسيا والاتحاد الأوروبي.

6. تصنيف قدرات طرائق إنتاج الطاقة المتجددة.

اعتباراً من عام ٢٠٢٣:

المصدر                                            القدرة المركبة (غيغاوات)

الطاقة الكهرومائية                                         ١٢٥٠

الطاقة الشمسية الكهروضوئية                        ١٢١٧

طاقة الرياح                                                   ٩٤٠

الطاقة الحيوية                                               ١٥٠

الطاقة الحرارية الأرضية                                  ١٦

نمت سعة الطاقة المتجددة بشكل مطرد، بقيادة الطاقة الشمسية الكهروضوئية

7. تصنيف تكاليف طرائق إنتاج الطاقة المتجددة.

تكلفة الطاقة المُسواة (levelized cost of energy LCOE) في عام ٢٠٢٣:

تكلفة الطاقة المُسواة                                (دولار أمريكي/ميغاواط/ساعة)

الطاقة الشمسية الكهروضوئية                                         ٤٥

طاقة الرياح البرية                                                          ٤٧

الطاقة الكهرومائية                                                         ٥٥

الكتلة الحيوية                                                                ٧٥

طاقة الرياح البحرية                                                       ٨٢

الطاقة الحرارية الأرضية                                                 ٧٠

8. التنافسية بين طرائق إنتاج الطاقة المتجددة.

تعتمد التنافسية بشكل أساسي على:

• توافر الموارد: هيمنة طاقة الرياح مقابل الطاقة الشمسية حسب المنطقة.

• نُضج التكنولوجيا: تتمتع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح البرية بسلاسل توريد ناضجة.

• تكامل الشبكة: في حال قطع التيار، يُفضَّل الأنظمة الهجينة أو الطاقة الشمسية/طاقة الرياح المدعومة بالتخزين.

• تُشكّل الحوافز والإعانات السياساتية سلوك السوق.

سد كهرومائي كبير على نهر اليانغتسي في الصين

9. تطبيقات الطاقة المتجددة حسب طريقة الإنتاج.

الطريقة أفضل تطبيقات

- الطاقة الشمسية الكهروضوئية   على الأسطح، في المناطق الريفية، على نطاق المرافق

- طاقة الرياح   على نطاق المرافق، على الساحل/البحر

- الطاقة الكهرومائية إمداد الحمل الأساسي، موازنة الشبكة

- الطاقة الحرارية الأرضية  طاقة الحمل الأساسي في المناطق البركانية

- الطاقة الحرارية الطاقة المشتركة (Combined Heat and Power)،

CHP الوقود الصناعي

10. الطاقة المتجددة كمصدر بديل ومساعد

الطاقات المتجددة هي:

• بديلة: استبدال الوقود الأحفوري في الكهرباء والتدفئة والتنقل.

• مساعدة: دعم الطلب في أوقات الذروة، وتقليل ضغط الشبكة، وتمكين تنويع مصادر الطاقة.

• النماذج الهجينة (مثل: الطاقة الشمسية + البطاريات، الرياح + الطاقة الكهرومائية) تُعزز مرونة النظام.

يرتفع البخار من محطة الطاقة الحرارية الأرضية Nesjavellir في أيسلندا

11. لماذا تُعدّ الطاقة المتجددة ضرورية ومفيدة في عصر الطاقة الجديد؟

الفوائد البيئية:

• انبعاثات شبه معدومة،

• قاعدة موارد مستدامة،

• بصمة بيئية منخفضة.

الفوائد الاقتصادية:

• خلق فرص عمل: أكثر من ١٣ مليون وظيفة في عام ٢٠٢٣ في قطاع الطاقة المتجددة.

• انخفاض التكاليف: انخفضت تكاليف الطاقة الشمسية الكهروضوئية بنسبة ٨٩٪ منذ عام ٢٠١٠.

• استقلالية الطاقة وأمنها.

الفوائد الاستراتيجية:

• تعميم الوصول إلى الطاقة،

• تقليل التبعيات الجيوسياسية،

• تحفيز الابتكار التكنولوجي.

12. حدود الطاقة المتجددة ومُحدّداتها.

التحديات:

• انقطاع الطاقة: طاقة الرياح والطاقة الشمسية متغيرتان.

• احتياجات التخزين: الحاجة إلى البطاريات والهيدروجين والطاقة الكهرومائية المضخوخة.

• استخدام الأراضي والمواد: المعادن النادرة، والطلب على الليثيوم، وقضايا إعادة التدوير.

• تكيّف الشبكة: تحديثات البنية التحتية ضرورية لتحقيق التكامل.

13. مستقبل الطاقة المتجددة في العالم.

بحلول عام 2050، قد تُمثل مصادر الطاقة المتجددة 90% من الكهرباء العالمية.

• اقتصاد الهيدروجين: الهيدروجين الأخضر لإزالة الكربون من الصناعة والنقل الثقيل.

• الشبكات الذكية: دمج الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء لأنظمة طاقة سريعة الاستجابة.

• الأنظمة اللامركزية: تُمكّن الشبكات الصغيرة والمستهلكون المنتجون المجتمعات المحلية.

• الابتكار: خلايا البيروفسكايت الشمسية، توربينات الرياح المحمولة جواً، طاقة المحيطات.

الخلاصة.

إن الانتقال إلى الطاقة المتجددة ليس مسألة تفضيل، بل ضرورة. إنه حجر الزاوية لنظام طاقة عالمي مرن وعادل ومستدام. في ظلّ مواجهة العالم لتهديدات المناخ، وعدم المساواة في الطاقة، ومحدودية الموارد، تُوفّر مصادر الطاقة المتجددة مساراً قابلاً للتطوير، سليماً اقتصادياً، وضرورياً بيئياً للمضي قدماً. لن يعتمد عصر الطاقة الجديد على منصات النفط والمداخن، بل على الألواح الشمسية، وتوربينات الرياح، والتقنيات الخضراء المُبتكَرة. يضمن الاستثمار في مصادر الطاقة المتجددة اليوم الرخاء للأجيال القادمة.