تعتبر الطاقة الشمسية مصدرًا رئيسيًا للطاقة المتجددة ولديها القدرة على مواجهة العديد من التحديات التي تواجه العالم. هناك أسباب عديدة لتعزيز حصتها في سوق الطاقة. تتزايد شعبية مصدر الطاقة هذا لأنه متعدد الاستخدامات وله العديد من الفوائد للأشخاص والبيئة.
أهمية حماية البيئة
بحسب وزارة الطاقة الأمريكية، فإن كمية ضوء الشمس التي تستقبلها الأرض في ساعة واحدة هي أكثر من إجمالي الطاقة التي يستخدمها العالم بأكمله لمدة عام كامل! في عام 2015، كانت الطاقة الشمسية هي قطاع الطاقة الأسرع نموًا مع ارتفاع بنسبة 33٪ وفقًا لبلومبرج.المزايا البيئية هي المحرك الرئيسي لترويج الطاقة الشمسية.
الطاقة الشمسية نظيفة وآمنة
الطاقة الشمسية هي بديل آمن يمكن أن يحل محل الوقود الأحفوري الحالي مثل الفحم والغاز لتوليد الكهرباء التي تنتج الهواء والماء وتلوث الأرض. ويشير الصندوق العالمي للطبيعة، المعروف أيضًا باسم الصندوق العالمي للحياة البرية (WWF)، إلى أن توليد الكهرباء من الوقود الأحفوري يسبب تلوث الهواء مما يؤدي إلى هطول الأمطار الحمضية، ومناطق الغابات المتضررة، والإنتاج الزراعي المتضرر مما يؤدي إلى خسارة مليارات الدولارات في جميع أنحاء العالم. يستخدم التكسير الهيدروليكي في الولايات المتحدة آلاف اللترات من الماء الممزوج بالمواد الكيميائية لاستخراجه، مما يؤدي إلى تلويث المياه المستخدمة، إلى جانب المسطحات المائية القريبة، ويسبب أيضًا الزلازل. فالطاقة النووية تلوث المياه والأرض وتسببت في كوارث بيئية. سيؤدي استخدام الطاقة الشمسية إلى القضاء على هذه العواقب غير الآمنة وغير النظيفة الناجمة عن استخدام الوقود الأحفوري التقليدي.
يمنع تدمير الموائل
يتم تدمير الغابات البكر لاستخراج المواد الخام مثل الوقود الأحفوري أو النووي. تقوم الأشجار باستمرار بإزالة ثاني أكسيد الكربون من الهواء واستخدامه لصنع طعامها، ومن ثم يتم تخزين هذا الكربون فيها. وعندما يتم قطع الغابات لاستخراج المواد الخام اللازمة لإنتاج الطاقة التقليدية، يختفي مخزن الكربون الرئيسي هذا ويزيد أيضًا من تغير المناخ. يعيش "ثمانية من كل عشرة حيوانات على الأرض" في الغابات، وفقًا للصندوق العالمي للطبيعة، وفقدان الموائل يقلل من أعدادها. يعد التحول إلى الطاقة الشمسية أمرًا مهمًا للحفاظ على هذه الموائل سليمة للحيوانات التي تعيش هناك وكذلك الاستمرار في الحفاظ على الهواء نظيفًا.
مكافحة تغير المناخ
وفقًا لوكالة حماية البيئة (EPA)، كانت انبعاثات الغازات الدفيئة لعام 2017 أقل بنسبة 13٪ عن مستويات عام 2005. في الواقع، انخفضت الانبعاثات بنسبة 0.5% في الفترة من 2016 إلى 2017. ويُلقى اللوم على الانبعاثات في ارتفاع درجات الحرارة العالمية، والتغيرات في أنماط الطقس التي تؤدي إلى سلسلة من التأثيرات.موجات الحر وزيادة الحشرات الناقلة للأمراض تسبب مشاكل صحية خاصة للأطفال وكبار السن.
أدى التغير المناخي إلى زيادة الفيضانات والأعاصير بسبب أنماط الطقس المضطربة. ارتفاع تركيز ثاني أكسيد الكربون يجعل المحيطات حمضية ويقتل الحياة البحرية، مثل الشعاب المرجانية. يتسبب تغير المناخ في انقراض الأنواع من الغابات الشمالية في منطقة القطب الشمالي إلى غابات الأمازون الاستوائية. يؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى ذوبان القمم الجليدية القطبية، مما يقلل من موائل الحياة البرية ويؤدي أيضًا إلى ارتفاع مستوى سطح البحر. ويؤدي ذلك إلى غمر المياه وفقدان الأراضي على طول الساحل، مما يؤدي إلى نزوح الناس. يؤثر عدم انتظام هطول الأمطار أو زيادة حالات الجفاف على الزراعة وسبل عيش الشرائح الأضعف في المجتمع على مستوى العالم.
يمكن للطاقة الشمسية أن تحد من تغير المناخ لأنها لا تنتج أي انبعاثات كربونية. يمكن تعويض البصمة الكربونية للألواح الشمسية في غضون أربع سنوات وفقًا لتقرير منظمة السلام الأخضر حول أساطير الطاقة (الأسطورة الخامسة).
فوائد اجتماعية واقتصادية
بحلول الربع الثاني من عام 2019، كان لدى الولايات المتحدة قدرة مركبة تبلغ 69.1 جيجاوات (GW) تكفي لتزويد أكثر من 13 مليون منزل بالطاقة، وفقًا لتقرير جمعية صناعات الطاقة الشمسية.
مصدر كهرباء صغير ولامركزي
أعظم جاذبية للطاقة الشمسية هو أنه يمكن إنتاجها على نطاق صغير مباشرة من قبل المستهلكين النهائيين على النقيض من مصادر الطاقة التقليدية المركزية الكبيرة التي تسيطر عليها الشركات الكبيرة.
- الطاقة الشمسية مناسبة للتدفئة وتوليد الكهرباء باستخدام الخلايا الكهروضوئية المثبتة على أسطح المباني الفردية. وهذا مفيد كمصادر لامركزية للكهرباء للمنازل والشركات التجارية، وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA). يعد تسخين المياه بالطاقة الشمسية والتصميم الشمسي السلبي للمباني لتبريد أو تدفئة المساحة من تقنيات الطاقة الشمسية الأخرى المتاحة للمباني الفردية وفقًا للمختبر الوطني للطاقة المتجددة.
- أصبحت الأنظمة متوسطة الحجم لتوليد الطاقة على مستوى المجتمع شائعة أيضًا. وذكر تحليل مكتب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة (Energy.gov) أن 13 ولاية في الولايات المتحدة قامت بتركيب 100 ميجاوات في عام 2015 وحده، ووصلت الوحدات السكنية إلى 2 جيجاوات. تم تركيب منشآت الطاقة الشمسية المجتمعية بقدرة 100 ميجاوات بين عامي 2010-2015. تعتبر هذه التركيبات مهمة للحفاظ على عمل المجتمعات بتكلفة أقل للجميع.
-
الطاقة الخضراء في المناطق الريفية بالإضافة إلى ذلك، تنص إدارة معلومات الطاقة على أنه على نطاق واسع "تولد محطات الطاقة الحرارية/الكهربائية الشمسية الكهرباء عن طريق تركيز الطاقة الشمسية لتسخين السائل وإنتاج البخار الذي يستخدم بعد ذلك لتشغيل المولد".
- الطبيعة اللامركزية للطاقة الشمسية تجعلها مصدر طاقة عملي وقابل للتطبيق في المناطق النائية البعيدة عن شبكة الكهرباء. وهذا أمر بالغ الأهمية للأعمال التجارية الزراعية في المزارع لتشغيل الري، والدفيئات الزراعية، ومجففات المحاصيل والقش، مما يجعل الزراعة خالية من المخاطر وفقا لاتحاد العلماء المعنيين.
مصدر طاقة رخيص وموثوق
أدت التطورات التكنولوجية والسياسات والدعم الحكومي إلى خفض التكاليف المرتفعة لأنظمة الطاقة الشمسية. انخفض سعر الألواح الشمسية الكهروضوئية بنسبة 60% وتكلفة نظام الكهرباء بالطاقة الشمسية بنسبة 50% وفقًا لتقرير موقع Energy.gov. لذا أصبحت الطاقة الشمسية الآن قادرة على المنافسة مع مصادر الطاقة التقليدية.
تكاليف التشغيل أقل ويتم استعادة الاستثمار الأولي مما يؤدي إلى توفير لاحق في تكاليف الطاقة وفقًا لمنظمة السلام الأخضر. يحدث هذا لأن مدخلات الطاقة الشمسية عبارة عن ضوء شمس مجاني ونظيف بينما يتم استخراج الوقود الأحفوري ونقله لمسافات طويلة وفقًا لتقرير أسطورة منظمة السلام الأخضر (الأسطورة 1). ويقدر تقرير منظمة السلام الأخضر أن تكاليف التعامل مع المشاكل البيئية الناجمة عن استخدام "مصادر الطاقة القذرة" في الولايات المتحدة تضاعف أو حتى ثلاثة أضعاف تكلفة الكهرباء من المصادر التقليدية مثل الفحم. تعتبر الطاقة الشمسية مهمة للمساعدة في تعويض هذه التكاليف الإضافية وربما القضاء عليها.
توليد الوظائف
كانت الولايات المتحدة خامس أكبر منتج للألواح الشمسية في العالم في عام 2016، وقد خلقت آلاف فرص العمل في البلاد، وفقًا لصحيفة الغارديان. يشير تقرير Energy.gov لعام 2016 إلى أن التوظيف في قطاع الطاقة الشمسية زاد بنسبة 123% خلال خمس سنوات منذ عام 2010. وبحلول عام 2015، كان هناك 209000 شخص يعملون في وظائف الطاقة الشمسية. وكان معظمهم من الشركات الصغيرة العاملة في مجال التركيبات، يليها مصممو الطاقة الشمسية ومندوبو المبيعات ومتخصصو الخدمة. ونمت الصناعة بنسبة 12% أسرع من متوسط سوق العمل الأمريكي، مما أدى إلى استمرار حركة الاقتصاد.
وظائف في صناعة الطاقة الشمسية
في عام 2018، وفّر الوقود الأحفوري والفحم والنفط والغاز الطبيعي والغازات الأخرى 64% من الكهرباء في الولايات المتحدة. تم توليد 19% من الطاقة النووية، وحوالي 17% من مصادر الطاقة المتجددة. هذه الأرقام هي نفسها في عام 2015. في عام 2018، وفقًا لتقرير مؤسسة الطاقة الشمسية، وظفت صناعة الطاقة الشمسية 242 ألف عامل في مجال الطاقة الشمسية.
زيادة في القوى العاملة بالطاقة الشمسية
يبلغ عدد العاملين في تقرير الطاقة والتوظيف الأمريكي (USEER) لعام 2017 في قطاعات الطاقة التقليدية وكفاءة الطاقة حوالي 6.4 مليون أمريكي. وفي عام 2016، شهدت الوظائف زيادة بنسبة 5٪ تقريبًا أي 300 ألف وظيفة جديدة. وشكلت هذه الصناعة 14% من الوظائف الجديدة التي تم إنشاؤها في الولايات المتحدة في عام 2016. ويعمل 55% من العاملين في مجال الطاقة في هذه الصناعات بينما يعمل حوالي 374000 بدوام كامل أو جزئي في صناعة الطاقة الشمسية. ويعمل حوالي 260 ألف من هؤلاء الموظفين بدوام كامل في قطاع الطاقة الشمسية. وفي عام 2016 ارتفع عدد العاملين في مجال الطاقة الشمسية بنسبة 25%.
تمويل الأبحاث والابتكارات
تعد وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) وكالة التمويل الرئيسية منذ عام 1977. وقد تم اقتراح تمويل أكثر من 150 مليون دولار في عام 2006 للطاقة الشمسية وحدها. في عام 2013، تلقت الأبحاث في مجال الطاقة الشمسية 310 مليون دولار بالإضافة إلى 65 مليون دولار في عام 2016. وكان الهدف هو تطوير التكنولوجيا لتحسين كفاءة الألواح الشمسية، وتطوير مجمعات جديدة للطاقة الشمسية وقدرة تخزينية وخفض تكاليف توليد الكهرباء لتحقيقها. أكثر بأسعار معقولة للجميع من خلال مبادرة SunShot.لقد كان هناك تقدم سريع، مثل:
- تحاول الأبحاث العثور على أجهزة كهروضوئية جديدة من خلال تقليل استخدام السيليكون باهظ الثمن، وتجربة أشكال وأشكال مختلفة من الألواح، والمواد الحيوية، وإنتاج الطاقة الشمسية بدون ألواح وما إلى ذلك، وفقًا لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
- تحسين قدرة البطاريات على تخزين الطاقة الشمسية في أوقات الفائض لاستخدامها لاحقًا لزيادة الكفاءة وضمان الإمداد المستمر هو خيار آخر يتم استغلاله. بطاريات الليثيوم أيون مع البرمجيات، و" المكثفات الفائقة الهجينة البوليمرية" الجديدة التي يجري تطويرها ستؤدي إلى خفض التكاليف.
مستقبل مشمس
يتضاعف إنتاج الطاقة من الطاقة الشمسية كل عشرين شهرًا منذ عام 2010 وفقًا لبلومبرج. بحلول عام 2050، تتصور منظمة Greenpeace Energy [R]Evolution أن الطاقة سيتم إنتاجها بنسبة 100% عن طريق مصادر الطاقة المتجددة، حيث ستكون مساهمة الطاقة الشمسية 32% (ص 11). ومن المؤكد أن أهمية الطاقة الشمسية تلعب دورا كبيرا في إنقاذ البيئة، ومساعدة الناس اجتماعيا واقتصاديا، وخلق فرص العمل والأبحاث.
