Tops Arabia

يُعتبر الفحم الحجري والغاز الطبيعي والنفط من أسوأ مصادر الطاقة، فهي تملأ غلافنا الجوي بغازات سامة وتؤثر بشكل مباشر وسلبي على مناخ الأرض. أما بالنسبة لمصادر الطاقة المتجددة كتوربينات الرياح وألواح الطاقة الشمسية والمفاعلات النووية، فلها عدة عيوب من حيث الفعالية والكلفة العالية.

لهذا يعكف العلماء حالياً على تطوير تصاميم جديدة لمصادر الطاقة المتجددة وجعلها أكثر كفاءة. إليكم أبرز 10 بدائل لـ”الطاقة المتجددة” قد تغير مجرى حياة البشرية:

توربين الرياح المحمول جواً – Buoyant Airborne Turbine

تنتج دولاً كالصين والولايات المتحدة الأمريكية وألمانيا والدنيمارك وإسبانيا والهند أكثر من 175 ألف ميجاوات من الطاقة بإستخدام توربينات هوائية تقليدية، ولكن هذا الرقم مرشح للمضاعفة إذا ما قامت هذه الدول بإستخدام التوربينات المحمولة جواً.

وتُعد فكرة هذه التوربينات بسيطة للغاية من الناحية التقنية، فهي عبارة عن توربين هوائي مثبت داخل منطاد ضخم قادر على الإرتفاع إلى 2،000 قدم ومثبت بحبال إلى الأرض. وبفعل سرعة الرياح العالية على هذا الإرتفاع فإن هذه التوربينات قادرة على مضاعفة إنتاجها من الطاقة المتجددة مقارنة مع مثيلاتها على سطح الأرض. وهي قادرة أيضاً على تحمّل رياح بسرعة 70 كم في الساعة، وفي حال إزدياد سرعة الرياح أكثر من ذلك فبإمكانها الهبوط تلقائياً إلى إرتفاعات آمنة.

وتتميز هذه التوربينات أيضاً جواً بتكلفة منخفضة للغاية، إذ تبلغ 10% فقط من تكلفة التوربينات الهوائية التقليدية من ناحية النقل والتركيب، كما أنه يمكن نقلها من مكان إلى آخر بسرعة ويسر، وبهذا تصبح بديلاً لا يستهان به لـ”الطاقة المتجددة”.

المحار

المحار هو عبارة عن محاولة للإستفادة من طاقة الأمواج في عرض البحر. يعتمد تصميم هذا الجهاز على زعانف مرنة تُحركها الأمواج على عمق 50 قدم تحت سطح البحر وعلى بعد 500 متر من الشاطئ. وبالإسفادة من هذه الحركة اللانهائية من أمواج البحر، يمكن للمحار أن يضخ الطاقة إلى محطة توليد كهرباء على الشاطئ.

وإلى اليوم تم تجربة جهازين بالقرب من الشوطئ الأسكتلندية، إذ إستطاع المحار-1 أن يولد 315 كيلوواط من الطاقة أما المحار-2 فإستطاع إنتاج 800 كيلوواط وهي كافية لمد الكهرباء إلى 80 منزل. ولقد بدأ بناء أول شبكة من أجهزة المحار في الشمال الغربي لاسكتلندا وسوف تكون قادرة على إنتاج 40 ميجاواط من الطاقة المتجددة الكهربائية.

الوقود الحيوي من الطحالب

يُنتَج الوقود الحيوي حالياً من الإيثانول أو الديزل الحيوي المُستخرج من محاصيل الذرة والقمح وقصب السكر واللفت والصويا. ولكن هذه المحاصيل بحاجة لأراضٍ خصبة ومياه للري. فلا يمكن إستخدام الأراضي الزراعية المخصصة لمحاصيل الغذاء ولا يمكن أيضاً قطع أشجار الغابات لإفساح المجال لزراعة محاصيل الطاقة.

لهذا لجأ العلماء إلى الطحالب التي تعيش في مياه البحر، فالزيوت الطبيعية تشكل 75% من مكوناتها وبإمكان إستخدام المكونات الأخرى كسماد طبيعي لإنتاج المزيد من هذه الطحالب. وهي قادرة على النمو بسرعة كبيرة وليست بحاجة إلى أراض زراعية أو مياه ري عذبة. وعلى سبيل المثال، يمكننا إستخراج 9،000 لتر من الإيثانول من كل هكتار طحالب، مقارنةً بـ1،500 لتر فقط من هكتار قصب السكر.

ومن مزايا هذه الطحالب البحرية أيضاً قدرتها على إنتاج مياه نظيفة خالية من النيترات والفسفات والبكتيريا، ففي ولاية ألاباما الأمريكية تم بناء أول مصنع لمعالجة مياه الصرف الصحي وإنتاج الوقود الحيوي بإستخدام الطحالب.

النوافذ الشمسية

تستطيع الألواح الشمسية التقليدية أن تستغل 20% فقط من طاقة الشمس لإنتاج الكهرباء، وبتكلفة باهظة جداً. ومؤخراً إكتشف علماء من جامعة كاليفورنيا طريقة لجعل هذه الألواح شفافة مستخدمين مواد بلاستيكية شفافة قادرة على إمتصاص الأشعة تحت الحمراء من ضوء الشمس. كما أن تكلفة إنتاج هذه الألواح الجديدة منخفضة جداً مقارنةً بالألواح التقليدية بسبب إعتمادها على مادة البلاستيك الرخيصة الثمن. لذلك أصبح بالإمكان جعل جميع النوافذ في العالم تعمل على إنتاج الطاقة المتجددة الكهربائية.

الكهرباء من البراكين

تعتمد بعض محطات إنتاج الكهرباء على طاقة حرارة الأرض فتقوم بضخ المياه في أنفاق عمقها 3-9 كم في باطن الأرض حيث تكون درجة الحرارة مرتفعة جداً. ويُستخدم بخار الماء المُستخرج من هذه الأنفاق في تشغيل توربينات قادرة على إنتاج الكهرباء.

ومؤخراً وأثناء حفر أحد هذه الأنفاق في آيسلاندا، قام بعض المنهدسين بإختراق جيب من المواد المنصهرة لأحد البراكين عن طريق الخطأ. ثم قرروا ضخ المياه في هذا النفق لتجربته وإذ به يُخرِج بخار بحرارة تبلغ 450 درجة مئوية وهي صادمة إذا ما قارنّاها بالبخار الناتج من الأنفاق الأخرى والذي تبلغ حرارته 70 درجة مئوية فقط.

وعلى الرغم من إستمرار التجارب على هذه التقنية الجديدة، إلا أن العلماء يعتقدون بأن هذه المحطات ستكون قادرة على إنتاج 10 أضعاف كمية الكهرباء المُنتجة من المحطات التقليدية.

البيتاراي

إبتكر المهندس الألماني «أندري بروسيل» طريقة رائعة لزيادة كفاءة إنتاج الكهرباء من الخلايا الضوئية. فعند وضع الألواح الشمسية تحت كرة زجاجية مليئة بالسوائل يمكن زيادة إنتاج الكهرباء بنسبة تصل إلى 34%. وقد أضاف «بروسيل» جهاز تعقب ضوئي حتى تتمكن الكرة الزجاجية من متابعة حركة الشمس مما زاد قدرة إنتاجها للكهرباء إلى أربعة أضعاف الكمية المنتجة من الألواح الشمسية التقليدية. ولقد إستطاعت أيضاً إنتاج الكهرباء من ضوء القمر أثناء الليل !

وقد صُمّم جهاز «البيتاراي» ليلائم أسطح البيوت والأبنية وعند الإنتهاء من التجارب سوف يقوم هذا الجهز بتغيير شكل أسطح البيوت حول العالم ويصبح من اهم مصادر الطاقة المتجددة في العالم.

الفيروسات، أغرب مصادر الطاقة المتجددة

قام علماء في مختبر «لورينس بيركلي الوطني» في كاليفورنيا بإختراع فيروس «M13» قادر على إنتاج شحنات كهربائية عند تعرضه للضغط. ويستطيع هذا الفيروس التكاثر داخل البكتيريا مما يسهل عملية إنتاجه. فبإختصار شديد، سنستطيع إنتاج أجهزة تعتمد على هذا الفيروس قادرة على إنتاج الكهرباء بمجرد الضغط على شاشتها بإصبعنا.

وهناك عدد لا محدود من التطبيقات التي يمكن أن تستفيد من إنتاج الكهرباء من الفيروسات، كالهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر. والمثير للإعجاب أنه يمكن رش هذا الفيروس على سطح كرسي على سبيل المثال، ثم إنتاجه للكهرباء بمجرد الجلوس عليه.

الثوريوم

يُعتبر الثوريوم من المعادن المشعة كاليورانيوم، إلا أنه قادر على إنتاج طاقة تصل إلى 90 ضعف ما ينتجه اليورانيوم. وبمقياس آخر يمكن لجرام واحد فقط من الثوريوم أن ينتج طاقة تعادل ما ينتجه 28،000 لتر من الغاز ! ومن مزايا معدن الثوريوم أيضاً كثرة وجوده في الطبيعة، بالإضافة إلى أنه لا يترك أية نفايات صناعية عند إستخدامه لهذا فهو من أهم مصادر الطاقة المتجددة على كوكب الأرض. اقرأ أيضا:10 حقائق مثيرة عن كوكب الأرض

أما بالنسبة لتطبيقاته، فقد قامت شركة ليزر باور سيستمز الأمريكية بتصميم سيارة يعتمد محركها على معدن الثوريوم وهي قادرة على قطع مسافة 1.6 مليون كم مستخدمة 8 جرامات من الثوريوم فقط ! ولكن لا يزال الطريق طويلاً أمام إستبدال مفاعلات اليورانيوم بمفاعلات الثوريوم نظراً لكلفة بنائها المرتفعة وإسمترار التجارب على هذا المعدن الذي قد ينقذ البشرية في المستقبل القريب.

صواريخ الميكرويف الـ«المستحيلة»

سيزداد الطلب على السفر إلى الفضاء في العقود القادمة، لهذا يولي العلماء اليوم أهمية كبيرة للصواريخ التي تعتمد على تقنية الميكرويف. فمن المعروف أن الوقود يشكل نصف حمولة أي صاروخ، ومع تقنية الميكرويف ستتمكن الصواريخ من الإقلاع من دون الحاجة لأي وقود على الإطلاق.

ولقد لُقّبت هذه التقنية بالـ«مستحيلة» لأنها تخالف قانون نيوتن الثالث والذي تقوم على مبدأ أن الصاروخ قادر على الإندفاع إذا ما أطلق الوقود المحترق في الإتجاه المعاكس فقط. ولكن العلماء إستطاعوا تحقيق مبدأ الإندفاع بإطلاق أشعة الميكرويف داخل حجرة مغلقة ومن دون الحاجة إلى وقود.

وقد بدأ العمل على هذه التقنية في سنة 2006 من قِبَل العالم «روجر شويار»، ثم تبعه بعض العلماء الصينيين في سنة 2012 إلا أن هذه الأبحاث لم تُأخذ على محمل الجد لأنها تناقض قوانين الفيزياء. وفي سنة 2014 قام العالم «جيدو فيتا» من وكالة الفضاء الأمريكية – ناسا – بإثبات أن هذه التقنية قادرة على دفع الصواريخ بالفعل على الرغم من عدم معرفة كيفية عملها إلى يومنا هذا !

المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي، مستقبل الطاقة المتجددة – ITER

ويعتبر مشروع المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي ITER من أهم المشاريع في مجال الطاقة المتجددة النووية وتشارك فيه عدة دول من الإتحاد الأوروبي والصين والهند واليابان وكوريا الجنوبية وروسيا والولايات المتحدة الأمريكية. وهو عبارة عن مفاعل نووي يتم بناءه في جنوب فرنسا وهو قادر على إنتاج الطاقة بطريقة شبيهة بما يحدث داخل الشمس – إلتحام النوى الذرية أو Fusion.