تعتبر الطاقة المتجددة ضرورية لمكافحة تغيير المناخ والاحتباس الحراري العالمي. يعود أصل استخدام الطاقة النظيفة وموارد الطاقة المتجددة —مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية —إلى بداية التاريخ البشري؛ وقد تطورت الطريقة التي استغل بها العالم الطاقة من هذه الموارد لتلبية احتياجاته من الطاقة بمرور الوقت. فيما يلي نظرة سريعة على كيفية تطور الأشكال المختلفة لتوليد الطاقة المتجددة لتنويع قطاع الطاقة العالمي وإمدادات الطاقة في العالم.

يعود تاريخ الجهود المبذولة لتسخير قوة الشمس إلى العصور القديمة، عندما استخدم الإغريق والرومان المرايا المحترقة—مرايا مقعرة تركز أشعة الشمس—لإضاءة المشاعل. تم اختراع أول مجمّع شمسي معروف في العالم، وهو جهاز يجمع الإشعاع الشمسي في عام 1767 واستخدم فيما بعد في طهي الطعام. ثم شهدت أواخر القرن التاسع عشر ظهور أول سخان مياه شمسي تجاري وأول خلية شمسية، وهو جهاز يمكنه تحويل الضوء إلى كهرباء.

ووفقًا للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ التابعة للأمم المتحدة، فقد شهد عقد الخمسينيات من القرن العشرين العصر الحديث لأبحاث الطاقة الشمسية مع تشكيل الجمعية الدولية للطاقة الشمسية والمزيد من البحث والتطوير في مجال الطاقة الشمسية من قبل صناعات متعددة. بحلول أوائل الستينيات، تم استخدام الطاقة الحرارية الشمسية (تركيز ضوء الشمس لتوليد الحرارة) على نطاق واسع لتوفير الماء الساخن للمنازل في إسرائيل بينما أصبحت الخلايا الشمسية، المعروفة أيضًا باسم الخلايا الشمسية الكهروضوئية، أكثر كفاءة. أدت أزمة الطاقة وارتفاع أسعار النفط في السبعينيات إلى دفع تطوير الطاقة الشمسية إلى أبعد من ذلك، حيث استثمرت المزيد من البلدان في تكنولوجيا الطاقة الشمسية كمصدر طاقة بديل للوقود الأحفوري.¹

منذ تسعينيات القرن العشرين، حفز الابتكار المستمر في إنتاج الطاقة وسياسات الطاقة الحكومية، مثل الحوافز الضريبية، نمو صناعة الطاقة الشمسية واستخدام الطاقة الشمسية. بدأ البناء في محطات الطاقة الشمسية واسعة النطاق، بما في ذلك محطات الطاقة الشمسية الحرارية، وكان هناك توسع في الكهرباء الشمسية الموزعة—توليد الكهرباء في المواقع السكنية والتجارية من خلال الألواح الشمسية المثبتة على الأسطح. أصبحت الطاقة الشمسية أيضًا مصدرًا للطاقة للسيارات الكهربائية، حيث يقوم السائقون بشحن سياراتهم من خلال أنظمة الأسطح المنزلية الخاصة بهم وفي محطات الشحن العامة التي تعمل بالطاقة الشمسية. في عام 2022، وصل توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى ما يقرب من 1300 تيراواط/ساعة من الكهرباء، بزيادة قياسية بلغت 26% عن العام السابق.²

الطلب على الطاقة الشمسية مدفوع جزئيا بالشركات التي تسعى إلى الانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة لتحقيق أهداف ESG الخاصة بها. بالنسبة لبعض الناس، أصبح إنتاج الطاقة الشمسية عملية داخلية؛ قامت شركات مثل GPT Group ، وهي مجموعة عقارية متنوعة مدرجة في بورصة الأوراق المالية الأسترالية (ASX)، بتثبيت مجموعات من الألواح الشمسية الكهروضوئية في الموقع. لتتبع نتائج هذه الجهود، بما في ذلك كفاءة الطاقة وخفض الانبعاثات، تستخدم مجموعة GPT أداة SaaS تعمل على توحيد بيانات ESG الخاصة بالمؤسسة للتحليل وإعداد التقارير.

لطالما استخدم البشر طاقة الرياح لأغراض ميكانيكية. تم استخدام طواحين الهواء البسيطة في الصين لضخ المياه واستخدمت طواحين الهواء ذات المحور الرأسي لطحن الحبوب في الشرق الأوسط بحلول عام 200 قبل الميلاد. كما أصبح الشرق الأوسط موطنا لإنتاج الغذاء الذي يعمل بطواحين الهواء بحلول القرن 11. في وقت لاحق، في أوروبا، قام الهولنديون بتكييف طواحين الهواء لمختلف الاستخدامات الصناعية، بما في ذلك صنع الورق وتجفيف البحيرات. وفي القرن التاسع عش، استخدم المستوطنون في الأمريكتين طواحين الهواء لضخ المياه للزراعة.³

وفي النهاية تحول استخدام طاقة الرياح من تطبيقاتها الميكانيكية إلى توليد الكهرباء. يرجع الفضل إلى المهندس الكهربائي James Blyth في بناء أول توربينات رياح في العالم في الفناء الخلفي لمنزله في اسكتلندا في عام 1887، بينما تابع زملائه المبتكرين في مجال طاقة الرياح Charles Brush وPoul la Cour بتوربيناتهم الخاصة في أوهايو والدنمارك، على التوالي، قبل نهاية القرن التاسع عشر. وقام Blyth لاحقًا ببناء توربين رياح ثانٍ لتشغيل ملجأ محلي، واستخدم Brush توربينه لإمداد قصره بالطاقة، واستخدم la Cour طاقة الرياح لإضاءة مدرسة.⁴

ومع ذلك، استغرق الأمر عقودًا لتوليد طاقة الرياح لتحقيق الجدوى على نطاق تجاري. وكما هو الحال مع الطاقة الشمسية، زادت أزمات الطاقة في سبعينيات القرن العشرين من الاهتمام بطاقة الرياح. فقد برزت الدنمارك كقائد مبكر في طاقة الرياح التجارية حيث دعمت سياسات الحكومة الدنماركية تطوير صناعة طاقة الرياح في البلاد. ثم تم تركيب مزارع الرياح على نطاق المرافق في كاليفورنيا في ثمانينيات القرن العشرين، تليها مزارع الرياح في ألمانيا وإسبانيا في تسعينيات القرن العشرين.

اليوم، تنتج توربينات الرياح في جميع أنحاء العالم أكثر من 2,100 تيراواط/ساعة من الكهرباء كل عام. وبينما تقع معظم توربينات الرياح على اليابسة، لعبت مزارع الرياح البحرية دورًا متزايدًا في توليد الكهرباء عالميًا في السنوات الأخيرة، حيث تمثل 18% من نمو طاقة الرياح في عام 2022^.5

كما تشير البادئة "hydro" ، فإن الطاقة الكهرومائية هي الطاقة المستمدة من الماء - على وجه التحديد ، تدفق المياه. كما هو الحال مع طاقة الرياح ، استفاد البشر منذ فترة طويلة من التطبيقات الميكانيكية للطاقة الكهرومائية. على سبيل المثال، استخدم الإغريق القدماء الطاقة الكهرومائية لتحويل عجلات المياه التي تطحن القمح إلى دقيق^.6

ومع ذلك، فإن استخدام الطاقة الكهرومائية لتوليد الكهرباء لم يصبح شائعًا حتى وقت لاحق. وحدثت ابتكارات في تكنولوجيا التوربينات المائية طوال القرن التاسع عشر، بما في ذلك اختراع توربين Francis على يد المهندس البريطاني الأمريكي James Francis الذي لا يزال يُستخدم على نطاق واسع حتى اليوم. وبحلول أواخر القرن التاسع عشر، بلغت هذه الابتكارات ذروتها في مشاريع الطاقة الكهرومائية التي تراوحت بين مشروع لتوليد الطاقة الكهرومائية بدءًا من مشروع لتشغيل مصباح واحد في منزل في إنجلترا عام 1878 إلى محطة طاقة كهرومائية كاملة بقدرة 12.5 كيلوواط، بعد أربع سنوات، كانت تخدم مصنعين للورق ومسكن واحد.^{6, 7}

وسرعان ما أصبحت البلدان في جميع أنحاء العالم موطنًا لمشاريع الطاقة الكهرومائية، من أستراليا إلى كندا. بعد الحرب العالمية الثانية، تسارعت وتيرة تطوير الطاقة الكهرومائية بشكل أكبر، مع مشاريع مملوكة للدولة في أوروبا وأمريكا الشمالية واليابان والاتحاد السوفيتي السابق. واليوم، أكبر مشروعين للطاقة الكهرومائية في العالم هما سدان في أمريكا الجنوبية والصين: سد إيتايبو الذي تبلغ طاقته 14,000 ميغاواط، على نهر بارانا على حدود البرازيل وباراغواي، وسد الخوانق الثلاثة الذي تبلغ طاقته 22,500 ميغاواط، على طول نهر يانغتسي في الصين.

تلعب الطاقة الكهرومائية دورًا مهمًا ليس فقط في توليد الكهرباء ولكن أيضًا في تخزين الطاقة. من خلال الطاقة الكهرومائية المعتمدة على التخزين بالمضخات، وهو نموذج لتخزين الطاقة يعود تاريخه إلى تسعينيات القرن التاسع عشر، يتدفق الماء بين خزانين للمياه على ارتفاعات مختلفة. عندما تكون الطاقة وفيرة من مصادر أخرى (مثل مزارع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح)، يتم استخدام الطاقة لضخ المياه في الخزان العلوي. عند الضرورة، يتم إطلاق المياه من الخزان العلوي إلى الخزان السفلي لتوليد الكهرباء، "لسد الفجوات خلال ذروة الطلب"، وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية (DOE).⁸

الطاقة الحرارية الأرضية تنبع من الحرارة داخل الأرض. يمكن استخدامه لتدفئة المباني وتبريدها وتوليد الكهرباء (الطاقة الحرارية الأرضية). لقد استفاد البشر من الطاقة الحرارية الأرضية منذ فترة العصر الحجري القديم على الأقل ، عندما استُخدمت ينابيع المياه الساخنة في السباحة. ومع ذلك ، لم يحدث أول استخدام تجاري معروف للطاقة الحرارية الأرضية حتى عام 1830 ، عندما كان بإمكان الناس دفع دولار واحد لاستخدام الحمّامات التي تغذيها ثلاثة ينابيع ساخنة في مدينة هوت سبرينغز ، أركنساس. وبعد حوالي 60 عامًا، تم تركيب أول نظام تدفئة في بويز بولاية أيداهو في أسوأ حالاتها، حيث تم ضخ المياه من الينابيع الساخنة إلى أكثر من 200 منزل وشركة^.9

ورغم جميع ابتكارات الطاقة الحرارية الجوفية في الولايات المتحدة، فقد أنشأ الأوروبيون أول محطة للطاقة الحرارية الجوفية. ففي عام 1904، قام الأمير الإيطالي، بييرو كونتي، بتشغيل لمبات كهربائية من خلال تجربة للطاقة الحرارية الجوفية التي استفادت من البخار من حقل لاردريلو الحراري الجوفي في توسكانا. وقد أدت أعماله لاحقًا إلى بناء محطة للطاقة التجارية والتي تعتمد على البخار في المنطقة.

واليوم، تساعد أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية في تلبية جزء كبير من الطلب على الطاقة في البلدان في جميع أنحاء العالم. تاريخياً، كان تطوير محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية محدوداً بالظروف الطبيعية—حيث كان الموقع المحتمل يحتاج إلى وجود حرارة طبيعية، وسوائل لنقل تلك الحرارة، ومسارات عبر الصخور لينتقل إليها ذلك السائل. ومع ذلك، يأمل بعض العلماء في أن يؤدي التقدم التكنولوجي إلى تمكين بناء محطات الطاقة الحرارية الأرضية واستهلاك الطاقة الحرارية الأرضية في المزيد من الأماكن.

يمكن أن تكون الطاقة الحرارية الأرضية جزءًا من مزيج مصادر الطاقة المتجددة التي تستخدمها الشركات لتحقيق أهداف الممارسات البيئية والاجتماعية وحوكمة الشركات الخاصة بها. خفضت سيليستيكا، وهي شركة متعددة الجنسيات متخصصة في حلول التصميم والتصنيع وسلسلة التوريد، اعتمادها على الغاز الطبيعي من خلال الانتقال إلى الطاقة الحرارية الأرضية في مرفقها في أوراديا، رومانيا. وتستخدم الشركة، التي استثمرت أيضًا في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الموقع، برامج لتبسيط البيانات المتعلقة بجهودها في مجال الطاقة المتجددة.

الطاقة الحيوية هي مصدر للطاقة المتجددة مشتق من الكتلة الحيوية والمواد العضوية من النباتات. استفاد الناس من الطاقة الحيوية عبر تاريخ البشرية عن طريق عملية حرق الأخشاب التي وفرت الحرارة والضوء. وكان الخشب هو الوقود الرئيسي للطهي والتدفئة، في حين أن شكلاً آخر من أشكال الكتلة الحيوية—زيوت النبات—كان الوقود الأساسي لمصابيح الإضاءة قبل القرن التاسع عشر.

يمكن تحويل الكتلة الحيوية إلى وقود سائل يعرف باسم الوقود الحيوي. أكثر أنواع الوقود الحيوي شيوعًا هما الإيثانول، وهو نوع من الكحول، والديزل الحيوي الذي يتم إنتاجه من خلال عملية كيميائية تعرف باسم الأسترة التبادلية باستخدام الزيوت النباتية أو الدهون الحيوانية. يعود استخدام الوقود الحيوي في محركات الاحتراق الداخلي إلى أكثر من قرن. جرّب Rudolf Diesel، المهندس الميكانيكي الألماني الذي اخترع محرك الديزل في عام 1897، الزيوت النباتية في عمله، في حين أن الإيثانول مدرج من قِبل وزارة الطاقة الأمريكية كأحد أوائل أنواع وقود السيارات. ارتفع الاهتمام بالإيثانول، لا سيما كمادة مضافة للبنزين، بعد أزمات الطاقة في سبعينيات القرن العشرين وارتفاع أسعار النفط.

وتستمر تقنيات إنتاج الوقود الحيوي والمواد الخام في التطور. يعمل العلماء على استخدام مخلفات الصناعات الغذائية ومخلفات النباتات والطحالب للتغلب على القيود المفروضة على الإمدادات واستخدام الأراضي المرتبطة بالمحاصيل المستخدمة في الأجيال القديمة من الوقود الحيوي.¹⁰وبالإضافة إلى ذلك، شهد الوقود الحيوي المعروف بالديزل المتجدد طلباً متزايداً في السنوات الأخيرة.

يشبه الديزل المتجدد وقود الديزل الحيوي ولكن يتم إنتاجه من خلال عملية كيميائية مختلفة. ترجع شعبيته جزئيًا إلى حقيقة أنه وقود ”قابل للاستخدام“—يمكن استخدامه في محركات الديزل دون مزجه مع الديزل النفطي. في عام 2023، على سبيل المثال، أعلنت إحدى الشركات المصنعة لمعدات توليد الطاقة في فرنسا أنها ستتحول من الديزل النفطي إلى الديزل المتجدد لاختبار المولدات، مما أدى إلى انخفاض كبير في انبعاثات غازات الدفيئة.

ومع تحول مزيد من الشركات إلى استخدام الطاقة المتجددة لتلبية المتطلبات التنظيمية وأهداف الممارسات البيئية والاجتماعية وحوكمة الشركات، احتلت إدارة البيانات مركز الصدارة لضمان استمرار جهود الاستدامة على مسارها الصحيح. يقوم برنامج إعداد تقارير الممارسات البيئية والاجتماعية وحوكمة الشركات من ™IBM Envizi بدمج مجموعة من المنتجات لمساعدتك على تسجيل وإدارة جميع بيانات الممارسات البيئية والاجتماعية وحوكمة الشركات الخاصة بك في نظام تسجيل واحد، وكذلك إعداد التقارير بثقة تامة مع العلم أن بياناتك قابلة للتدقيق ومصنفة على المستوى المالي المطلوب.