يمكن رؤية الموارد المتجددة يوميًا حول العالم. إن التركيز على الموارد المتجددة والمستدامة، للطاقة بالإضافة إلى السلع المادية الأخرى، يمكن أن يحدث تأثيرًا بيئيًا كبيرًا من خلال خلق بصمة بيئية أصغر.
ما الذي يجعل المورد متجددًا؟
يُعرّف المورد المتجدد بأنه المورد الطبيعي الذي يجدد نفسه بمعدل أسرع، أو يساوي معدل الاستهلاك، وفقًا لجامعة ولاية أوريغون. تختلف الموارد المتجددة عن الموارد التي بمجرد استنفادها لا تعود أبدًا، مثل الوقود الأحفوري.إن استخدام وزراعة الموارد المتجددة يساعد على تقليل تأثير البشرية على الأرض مع دعم العدد المتزايد من السكان، كما يشير موقع Investopedia.
- إعادة تدوير الموارد المتجددة:في بعض الأحيان يمكن أن تسير الموارد المتجددة وإعادة التدوير جنبًا إلى جنب. على سبيل المثال، يمكن للورق والأشجار أن تكون مصدرًا متجددًا عندما يتم توفير الوقت الكافي للأشجار لإعادة زرع البذور وتجديد الغابات المحصودة.
- المساواة في مصادر الطاقة المتجددة: جميع الموارد المتجددة ليست متساوية كما تؤكد منظمة Nature Education. يتم تجديد كل مورد على فترات زمنية مختلفة. لذلك يمكن تقسيم أمثلة الموارد المتجددة إلى ثلاث فئات: الموارد المستدامة أو التي لا تنضب، والموارد المتجددة بشكل طبيعي، والسلع المتجددة.
خمسة مصادر رئيسية للطاقة المتجددة
وفقًا للمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)، هناك بعض الفوائد التي تعود على البيئة والمجتمع من استخدام الطاقة المتجددة. تشير الأسئلة الشائعة لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA) إلى أن مصادر الطاقة المتجددة أنتجت 15% من الطاقة في الولايات المتحدة خلال عام 2016.
1. طاقة الرياح
وثيقة واجهة الشبكة القابلة للتحكم الخاصة بـ NREL توضح تفاصيل عملية تحويل طاقة الرياح إلى كهرباء. وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية (EERE)، قد تؤدي التكنولوجيا الجديدة إلى زيادة استخدام توربينات الرياح على الأرض وفي المحيط. في عام 2016، كان 5.6% من الطاقة المنتجة في الولايات المتحدة مصدرها طاقة الرياح. يتضمن النوعان الرئيسيان لتوليد طاقة الرياح التي أوضحها تقييم الأثر البيئي ما يلي:
- المحور الرأسي - يعمل هذا النوع من التوربينات بعمود دورانها الرئيسي المرتب عموديًا. يعمل توربين المحور العمودي بشكل جيد في المناطق ذات سرعات الرياح المتغيرة.
-
المحور الأفقي - يحتوي هذا النوع من التوربينات على عمود دوار مثبت أفقيًا على برج أو عمود رأسي. يعمل هذا التوربين بشكل جيد في المساحات المسطحة والواسعة مثل الحقل أو المحيط.
توربينات الرياح في البحر
2. الطاقة الكهرومائية
وفقًا للأسئلة الشائعة لتقييم الأثر البيئي، يتم تشغيل 6.5% من الطاقة المولدة في الولايات المتحدة عن طريق تسخير طاقة الماء. توضح وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) أنه يمكن إنتاج هذا المصدر الديناميكي للطاقة بطرق متعددة:
- الطاقة الكهرومائية المحتجزة أو السدود: تستخدم هذه السدود لتخزين كميات كبيرة من المياه، والتي يتم إطلاقها عند الحاجة إلى الكهرباء لتشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء لعدة أسابيع وأشهر. هناك 2400 سد في الولايات المتحدة تنتج الطاقة الكهرومائية.
- الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ:هنا يتم تخزين المياه في الخزان السفلي والعلوي. خلال أوقات فائض الطاقة يتم ضخ المياه، ثم إطلاقها إلى الخزان السفلي من خلال التوربينات لإنتاج الكهرباء في أوقات الطلب
- الطاقة الكهرومائية لجريان الأنهار أو تحويلها: يتم استخراج هذا النوع من الطاقة من التدفق الطبيعي للأنهار.
- طاقة المد والجزر أو الطاقة الكهرومائية البحرية: يتم توليد هذا النوع من الطاقة عن طريق المد والجزر في المحيطات والبحار، وفقًا للجمعية الدولية للطاقة الكهرومائية.
3. الطاقة الحرارية الأرضية
يمكن إنتاج طاقة خالية من الانبعاثات تقريبًا باستخدام درجات حرارة الأرض الثابتة. يمكن للطاقة الحرارية الأرضية تسخين وتبريد المنازل والشركات باستخدام المضخات الحرارية الأرضية (GHPs). يشير تقرير عالم الطاقة المتجددة لعام 2017 إلى أن الولايات المتحدة هي الرائدة عالميًا في إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية حيث ساهمت بنسبة 0.4% من احتياجات الطاقة الأمريكية في عام 2016.
تعمل الطاقة الحرارية الأرضية إما من خلال أنظمة الحلقة المغلقة أو المفتوحة. ستجد الكثير من المزايا للطاقة الحرارية الأرضية، ولكن هناك أيضًا أشياء سيئة بشأن المضخات، اعتمادًا على النظام المختار. يمكن أن يشمل ذلك تلوث التربة في بعض أنظمة الحلقة المغلقة القديمة. تشير تقارير المؤتمر العالمي للطاقة الحرارية الأرضية إلى أن 90% من الأنظمة الموجودة في الولايات المتحدة والبالغ عددها 1.4 مليون نظام عبارة عن حلقة مغلقة و10% فقط عبارة عن أنظمة حلقة مفتوحة.
4. الطاقة الشمسية
في عام 2016، أنتجت الولايات المتحدة 0.9% من طاقتها من الطاقة الشمسية. وتشير بلومبرج إلى أن ذلك العام شهد أيضًا زيادة بنسبة 95% في توليد الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة. S. تشرح وزارة الطاقة "هناك نوعان رئيسيان من تقنيات الطاقة الشمسية: الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) والطاقة الشمسية المركزة (CSP)."
- الخلايا الكهروضوئية تقوم بتوجيه الشمس عبر وسط معين مثل النحاس أو السيليكون لاستغلال الطاقة الناتجة عن الإشعاع الشمسي. وهو النوع الذي يستخدم على أسطح السكان والمباني.
- تستخدم الطاقة الشمسية المركزة في توليد الطاقة على نطاق واسع باستخدام المرايا للمساعدة في توصيل أشعة الشمس إلى أجهزة الاستقبال من أجل إنتاج الحرارة والكهرباء.
تعمل أنظمة الطاقة الشمسية السلبية على تقليل كمية الطاقة اللازمة تقليديًا لتشغيل موقع ما، مثل مبنى أو منزل.
5. الكتلة الحيوية والوقود الحيوي
في عام 2016، أنتجت الكتلة الحيوية 1.5% من إنتاج الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة. يوضح عالم الطاقة المتجددة كيف يمكن استخدام الكتلة الحيوية في الطاقة الحيوية وإنتاج الوقود الحيوي.
- الطاقة الحيوية هي الحرارة الناتجة عن حرق الخشب مباشرة.المصادر هي بقايا المحاصيل والغابات والمطاحن الأولية والثانوية والنفايات، وفقًا لصفحة خرائط الكتلة الحيوية الخاصة بالمركز الوطني للطاقة المتجددة. وقد تم استخدام هذا لعدة قرون للطهي وتدفئة المنزل. يشير عالم الطاقة المتجددة.
- الوقود الحيوي يمكن أن يكون وقودًا حيويًا سائلًا أو غازًا حيويًا. يمكن تحويل محاصيل الطاقة الحيوية مثل عشب التبديل وغيرها والمحاصيل الزراعية ومواد النفايات إلى وقود حيوي سائل. في حين أن نفايات مدافن النفايات تنتج غاز الميثان الذي يتم استغلاله، يمكن إنتاج الغاز الحيوي من مياه الصرف الصحي البشرية والنفايات الحيوانية، كما توضح صفحة شرح الكتلة الحيوية التابعة لتقييم الأثر البيئي.
تأتي الطاقة من الكتلة الحيوية في الولايات المتحدة "43% من الخشب والكتلة الحيوية المشتقة من الخشب، و46% من الوقود الحيوي (الإيثانول بشكل رئيسي)، وحوالي 11% من النفايات البلدية،" وفقًا لصفحة شرح الكتلة الحيوية التابعة لإدارة معلومات الطاقة.
الموارد المستدامة
الموارد المستدامة هي تلك المتوفرة بشكل دائم أو التي تبدو غير محدودة. هذه الموارد لا تنضب ويمكن استخدامها لأجل غير مسمى.
الشمس والطاقة الشمسية
يبدو أن الشمس، التي من المتوقع أن تبقى ستة مليارات سنة أخرى، مقارنة بعمر الإنسان، ستستمر إلى الأبد. وهذا يجعل الطاقة الشمسية مصدرا موثوقا.
طاقة الهواء
الأرض هي الكوكب الوحيد المعروف الذي يحتوي على غلاف جوي مصنوع من الهواء مما يجعل الحياة ممكنة، كما يقول موقع Space.com. المكونات الهامة والرئيسية هي النيتروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون والهيدروجين. ومع ذلك، فإن تلوث الهواء يتطور إلى تهديد.
- الهيدروجين هو العنصر الأكثر شيوعًا في الكون. يوضح تقييم الأثر البيئي أنه يستخدم في معالجة المعادن والنفط وإنتاج الأسمدة. كما أنه يستخدم كوقود في الصواريخ، ومؤخراً في السيارات.
- الرياح هو الهواء الذي يتحرك استجابة لاختلاف درجات الحرارة في منطقة ما. وينتقل من أماكن الضغط المرتفع إلى الضغط المنخفض، وتعتبر سرعته مصدراً ثميناً للطاقة بحسب المؤسسة الجامعية لأبحاث الغلاف الجوي.لقد تم استخدام طاقة الرياح لعدة قرون.
طاقة المد والجزر
كما تقول الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، "المد والجزر هي واحدة من الظواهر الأكثر موثوقية في العالم." وهي ناجمة عن الجاذبية التي تمارسها الشمس والقمر على المحيطات، والقصور الذاتي الذي يحافظ على حركة المياه. تعتبر الشواطئ القارية عاملاً رئيسياً يؤثر على الاتجاه وقوة المد والجزر. طاقة المد والجزر هي مصدر بديل رئيسي.
الطاقة الحرارية الأرضية
تستخدم هذه الطاقة الحرارة شبه الثابتة المتوفرة في مستويات أعمق في التربة لتدفئة وتبريد المباني سواء كانت منازل أو مؤسسات أو دفيئات. الطاقة الحرارية الأرضية متوفرة في كل مكان على الأرض.
الموارد المتجددة
الموارد المتجددة هي تلك التي تجدد نفسها بشكل طبيعي بمعدل مستدام، عندما لا تلوثها أو تتحلل بسبب الأنشطة البشرية، وفي هذه الحالة يكون لها أوقات طويلة قابلة للتجديد.
الماء
تعتمد المياه الجوفية ومصادر المياه المفتوحة مثل الأنهار والجداول على مستجمعات المياه الوظيفية والنباتية لإعادة شحنها، وهي ضرورية للشرب وزراعة المحاصيل والعديد من عمليات التصنيع. علاوة على ذلك، كما تشير تقارير ناشيونال جيوغرافيك، فإن إزالة الغابات تقلل من هطول الأمطار وتتعطل دورة المياه. وتتلوث هذه المصادر أيضًا بالتلوث الذي يمكن أن يؤثر على صحة البيئة والإنسان. ومن الضروري الحفاظ على المياه واستخدامها بكفاءة لمنع نقصها.
الكهرباء الكهرومائية
يتم إنتاج الطاقة الكهرومائية عادة باستخدام السدود، ويمكن أن تجف الأنهار بسبب إزالة الغابات مما يقلل من الطاقة الكهرومائية، ما لم تتم حماية الغابات في منطقة مستجمعات المياه.
التربة
توفر التربة الركيزة اللازمة للعيش ونمو المحاصيل. ويمكن أن تتدهور وتتلوث وتفقد خصوبتها وإنتاجيتها، مما يجعل الحفاظ على التربة أمرًا مهمًا.
السلع المتجددة
السلع المتجددة هي تلك العناصر المستنفدة، ولكن الحصاد الدقيق والزراعة وإعادة التدوير يمكن أن تجعل السلع متجددة والتي قد تُفقد لولا ذلك.
الأشجار والمحاصيل
تتطلب الأشجار سنوات أكثر لتنمو وتنضج مقارنة بالمحاصيل الحولية وكل سنتين، مما يعني أن قابلية تجدد الأخيرة أعلى. ونظرًا للطقس الجيد وإمدادات المياه، فمن الممكن حصاد ثلاثة محاصيل أو أكثر في العام، وفقًا لمنظمة الأغذية والزراعة.
- المحاصيل الغذائية السنويةتنتج معظم الغذاء - الحبوب والبقول والبذور الزيتية والخضروات والعديد من الفواكه.
- الألياف مشتقة من القطن والكتان والقنب والجوت.
- المراعي والأعلاف تعتبر المحاصيل المصدر الرئيسي لغذاء الحيوانات حيث تدر الحليب واللحوم والجلود.
- الأشجار المعمرة تنتج العديد من الفواكه والزيوت والمواد مثل المطاط.
-
يتم الحصول على الأخشاب واللب عن طريق قطع الغابات والأشجار، وهو ما يحدث حاليا بمعدلات غير مستدامة. ويخشى الصندوق العالمي للحياة البرية (WWF) من أن "قطع الأشجار بشكل غير مستدام من قبل بعض الشركات في صناعة الورق يؤدي إلى تدهور الغابات، ويسرع من تغير المناخ ويؤدي إلى فقدان الحياة البرية". ويستخدم أربعون في المائة من الخشب في صناعة الورق والورق المقوى وحده. الصندوق العالمي للطبيعة يحث على إنتاج 70% من الورق بحلول عام 2020 من مصادر معاد تدويرها لحماية الغابات.
الحبوب في السوق
أسمدة طبيعية
هناك العديد من المصادر المتجددة التي كانت تستخدم قبل ظهور الأسمدة الكيماوية غير المتجددة في الزراعة. وتعتمد عليها الزراعة العضوية والحدائق. وهي تشمل السماد والسماد من مخلفات المزارع والحيوانات، ووجبة الأسماك والدم من مخلفات المصانع، وذرق الطيور والخفافيش، وعشب البحر البحري.
الطاقة الحيوية
يشمل هذا المصدر البديل الشائع للطاقة نفايات الكتلة الحيوية، ومحاصيل الطاقة الحيوية مثل عشب القمح، والحور، والميسكانثوس، ومن إنتاج غاز الميثان من مدافن النفايات أو النفايات الحيوانية. ويمكن أيضًا استخلاص الغاز الحيوي والإيثانول الحيوي من محاصيل الكتلة الحيوية والطاقة.
التحول نحو السلع المستدامة والمتجددة
تعتبر الموارد المتجددة ضرورية لاستمرار بقاء الحياة على الأرض. في حين تمت زراعة السلع المتجددة لعدة قرون، فإن استخدام الموارد مثل الطاقة من المحيطات، والطاقة الشمسية أمر جديد. زيادة استخدام هذه الموارد يمكن أن تحسن نوعية الحياة على الأرض.
