تتصدر التطورات الجديدة في مجال الطاقة المتجددة عناوين الأخبار وتبعث الأمل في المجتمعات المحلية في جميع أنحاء العالم، من قرية نائية في القطب الشمالي تعمل على تسخير الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في ظل ظروف صعبة إلى قاعدة للقوات الجوية الأمريكية تخطط لإنشاء نظام طاقة حرارية أرضية متقدم على نطاق المرافق.
بينما يصارع الكثير من دول العالم للتخفيف من آثار التغير المناخي والاحتباس الحراري، برز الابتكار والتقدم في مجال الطاقة المتجددة كنقطة مضيئة. إن توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية والطاقة الحرارية الأرضية وطاقة الكتلة الحيوية أفضل لكوكب الأرض من حرق الوقود الأحفوري بما في ذلك النفط والغاز الطبيعي والفحم.
ولكن على الرغم من كل مزايا الطاقة المتجددة، فإن تطويرها واستخدامها له عيوب أيضًا. دعونا نلقي نظرة على كليهما.
مزايا مصادر الطاقة المتجددة واسعة النطاق، وبعضها أكثر وضوحًا من البعض الآخر.
واحدة من الفوائد الرئيسية لمصادر الطاقة المتجددة مثل الشمس والرياح والمياه هي أنها لن تنفد أبدًا. وعلى النقيض من ذلك، فإن الموارد غير المتجددة ليست محدودة فحسب، بل تكلف أكثر مع انخفاض توافرها وتتطلب أساليب استخراج أكثر تطرفًا مع تأثيرات بيئية أكبر.
هدف التحول إلى الطاقة النظيفة هو إزالة الكربون. وصلت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى 11.2 جيجا طن في عام 2022 من النفط وحده، في حين أن توليد الطاقة المتجددة لا ينبعث منه سوى انبعاثات كربونية قليلة أو معدومة لتشغيل المنازل والسيارات والشركات.
يطلق حرق الوقود الأحفوري، مثل الفحم، ملوثات محمولة في الهواء مثل أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت، في حين أن تعدين هذه الموارد يمكن أن يؤدي إلى تلوث المياه والإضرار بموائل الحيوانات. يمكن أن يؤدي استخدام الطاقة المتجددة بدلاً من الوقود الأحفوري إلى تقليل هذه الملوثات والمساعدة في تخفيف المخاطر على صحة الإنسان والبيئات الطبيعية.
توفر الطاقة المتجددة أمناً أقوى للطاقة من خلال إتاحة فرص جديدة لإنتاج الطاقة محلياً، وبالتالي تقليل الاعتماد على إمدادات الطاقة من مصادر خارجية. على سبيل المثال، منذ الغزو الروسي لأوكرانيا، سعت الدول الأوروبية إلى تقليل وارداتها من النفط والغاز الروسي. في عام 2023، ارتفع إنتاج الطاقة المتجددة المحلي في أوروبا ليشكل رقماً قياسياً بنسبة 44% من مزيج الكهرباء في الاتحاد الأوروبي بينما انخفضت الواردات من روسيا، مما ساعد على بناء شبكة كهرباء أكثر استقراراً ومرونة.
بالنسبة لأنواع معينة من مصادر الطاقة المتجددة، تكون تكاليف الصيانة والصيانة للبنية التحتية الخاصة بها ضئيلة للغاية. فالأنظمة الشمسية الكهروضوئية، على سبيل المثال، لا تحتوي عموماً على أجزاء متحركة ويمكن أن تدوم 25 عاماً أو أكثر مع القليل من الصيانة. وعادةً ما تكون محطات الطاقة الكهرومائية تتمتع بتكاليف تشغيل منخفضة وتتطلب القليل من الصيانة أيضًا، مع معدات طويلة الأمد يمكن أن تظل تعمل لعقود.
عندما يتعلق الأمر بالتكاليف، فإن مصادر الطاقة المتجددة كانت تقارن بشكل غير مواتٍ بالوقود الأحفوري. ولكن مع ارتفاع أسعار الوقود الأحفوري، برزت الطاقة المتجددة كخيار للطاقة البديلة بأسعار معقولة. وتشير التقديرات إلى أن 96% من مشاريع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الجديدة على نطاق المرافق كانت تكاليف توليدها أقل من محطات الطاقة الجديدة العاملة بالفحم والغاز الطبيعي. مع دمج المزيد من مصادر الطاقة المتجددة في شبكات الطاقة، تقوم الشركات أيضًا بتنفيذ برامج إدارة الطاقة لتحسين استخدام الطاقة وتقليل تكاليف الطاقة الإجمالية.
في حين شهدت كل من صناعات الطاقة النظيفة والوقود الأحفوري نموًا في الوظائف في السنوات الأخيرة، إلا أن النمو كان أسرع بشكل ملحوظ في الصناعات الأولى. ونتيجة لذلك، تمثل وظائف الطاقة النظيفة الآن أكثر من نصف الوظائف في قطاع الطاقة العالمي البالغ عددها 67 مليون وظيفة. هذا النمو يغذي الطلب على عمال إضافيين وإعادة تدريب عمال الوقود الأحفوري الحاليين للانتقال إلى صناعة الطاقة المتجددة.
على الرغم من جميع الفوائد الشهيرة للطاقة المتجددة، فإن هذا القطاع له بعض الجوانب السلبية أيضًا. يساعد فهم مزايا الطاقة المتجددة وعيوبها المؤسسات على التخطيط بشكل أفضل لعمليات النشر الخاصة بها. فيما يلي بعض سلبيات مشاريع الطاقة المتجددة اليوم:
إن التحول إلى تقنيات الطاقة المتجددة يوفر المال على المدى الطويل ولكن تكاليف المكونات والتكاليف الأولية للإعداد قد تكون باهظة الثمن. على سبيل المثال، يمكن للشركات الصغيرة أن تتوقع دفع 100,000 دولار أمريكي أو أكثر لمنشآت الطاقة الشمسية التجارية، اعتمادًا على احتياجاتها من الطاقة. ومع ذلك، يمكن أن تساعد التشريعات الخاصة بالحوافز والإعفاءات الضريبية والخصومات المختلفة في تعويض هذه التكاليف.
تعتمد معظم عمليات توليد الطاقة المتجددة على الموقع—تتطلب المزارع الشمسية ضوء الشمس دون عائق، وتتطلب الطاقة الكهرومائية حركة المياه، وتتطلب مزارع الرياح مساحات مفتوحة، وتتطلب الطاقة الحرارية الأرضية التقليدية القرب من مصادر المياه الساخنة. في كثير من الحالات، تتطلب أنظمة الطاقة المتجددة مساحة كبيرة—أكثر من محطات الطاقة التقليدية. ووجدت الأبحاث التي أجراها مركز ICF Climate Center أن منشآت الطاقة المتجددة واسعة النطاق تتطلب مساحة أكبر 10 أضعاف ما تتطلبه محطات الطاقة التي تعمل بالفحم والغاز الطبيعي.
توليد الكهرباء المتجددة عرضة للتأثر بالظروف الجوية: فالطاقة الشمسية عرضة للتأثر بالأيام الغائمة، والطاقة الكهرومائية بالجفاف، وطاقة الرياح بالأيام الهادئة. على هذا النحو، فإن ضمان كمية الطاقة المنتجة في أي وقت يمثل تحديًا. لمساعدة الشركات على التكيف مع هذا التقلب، تستخدم حلول مثل IBM Environmental Intelligence Suite أجهزة الاستشعار والبيانات الجغرافية المكانية والتحليلات المتقدمة والتعلم الآلي والذكاء الاصطناعي (AI) وبيانات الطقس لتوليد تنبؤات الرياح والطاقة الشمسية في اليوم التالي.
نظرًا للطبيعة المتقطعة للطاقة المتجددة، فإن البطاريات مطلوبة لتجميع الطاقة خلال فترات ذروة الإنتاج لتوزيعها بطريقة متناسقة ومتحكمة خلال فترات انخفاض الإنتاج إلى عدم الإنتاج. إن أنظمة تخزين الطاقة لدعم تطبيقات تخزين الطاقة على نطاق المرافق العامة مكلفة، ولكن يجري تطوير التكنولوجيا لدعم التخزين طويل الأجل بأسعار معقولة.
عقبات سلسلة التوريد تعيق تركيب مشاريع الطاقة المتجددة. ووفقًا لتقرير صادر عن McKinsey، يواجه مطورو المشاريع ثلاثة تحديات رئيسية: الوصول إلى المواد الخام والمعادن الأرضية النادرة في ظل النقص المتوقع؛ والوصول إلى المواهب والآلات اللازمة؛ وقلة تنويع الموردين للمكونات الأساسية. على سبيل المثال، في حالة البولي سيليكون، وهي مادة مستخدمة في الألواح الشمسية، تتركز 79% من القدرة العالمية في الصين، مما يجعل صناعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية عرضة للاضطرابات في ذلك البلد.
على الرغم من أن الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لا تصدر أي انبعاثات ضارة أثناء توليد الطاقة، إلا أن تصنيع وتركيب ونقل معدات الطاقة المتجددة غالبًا ما ينتج انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. بالإضافة إلى ذلك، يتم إنشاء نفايات أثناء عملية إنتاج الأصول والتخلص منها، حيث تشغل شفرات توربينات الرياح والألواح الشمسية مساحة في مدافن النفايات.
يمكن للشركات العاملة في مجال الطاقة المتجددة أو المهتمة بالحصول على الطاقة المتجددة أن تراقب اتجاهات الطاقة المتجددة بشكل استباقي باستخدام الأدوات المناسبة. تستخدم IBM Environmental Intelligence Suite بيانات توليد الطاقة التاريخية وبيانات الطقس والمزيد لتوليد تنبؤات طاقة عالية الدقة لأصول الرياح والطاقة الشمسية لإبلاغ عملية صنع القرار الرئيسية على مستوى المؤسسة.