الإعلانات
ماذا سيحدث لو نفد الوقود الأحفوري في العالم؟ لا مزيد من السيارات ، لا مزيد من الكهرباء ، لا مزيد من التكييف. بمجرد أن يتم تفريغ البطاريات الأخيرة ، سنعود في العصور الوسطى. نحن لا تستطيع دع ذلك يحدث.
الطاقة باهظة الثمن ، وبينما نستمر في استنزاف الأرض من نفطها سعر الطاقة سيزداد فقط لا ، أسعار الغاز المنخفضة ليست نهاية السيارة الكهربائيةهل يشير انخفاض أسعار الغاز إلى نهاية السيارات الكهربائية مثل Tesla Model S؟ ليس بهذه السرعة. أسعار الغاز ليست القصة الكاملة. قراءة المزيد - ما لم نتمكن من إيجاد طريقة أخرى لتوليد الكهرباء. عندما يكون الوقود في غاية الأهمية تطبيقات موفرة للغاز 8 تطبيقات فريدة من نوعها لمساعدتك على توفير أموال الغازإن توفير المال على الغاز ليس جيدًا لنفسك فحسب ، بل لكوكب الأرض أيضًا. تساعدك هذه التطبيقات على إدارة الأميال وتكاليف الوقود في سيارتك بكفاءة أثناء بناء عادات قيادة جيدة. قراءة المزيد تصبح شائعة ، هذا عندما تعرف أن المشكلة حقيقية.
بجدية ، يمكننا نفد الوقود الأحفوري بحلول عام 2060.
الطاقة الشمسية هي أفضل أمل لدينا طاقة المستقبل ، اليوم: كيف تعمل الألواح الشمسية وهليوستاتس؟ موارد متجددة. إنها مشكلة نواجهها كل يوم سواء أدركناها أم لا. مع كل مضخة لمقبض الغاز ، مع كل ضغطة على مسرع السيارة ، مع كل قابس ... قراءة المزيد ، ولكن تطوير التكنولوجيا المذكورة على مدى العقود القليلة الماضية كان باهتًا. كم من الوقت قبل أن تفي الطاقة الشمسية بوعودها؟ ما أخذ وقتا طويلا؟ هل ستصل ثورة الطاقة في الوقت المناسب؟
العالم بحاجة إلى الطاقة الشمسية ...
لكي نكون منصفين ، الطاقة الشمسية ليست كذلك فقط بديل للوقود الأحفوري. هناك الكثير من السبل الأخرى التي يتم استكشافها من قبل العقول اللامعة حول العالم ، وبينما تظهر جميعها كميات متفاوتة من الإمكانات ، إلا أنها جميعها تعاني من عيوب خطيرة.
فمثلا، قوة الرياح. الرياح في كل مكان ومليئة بإمكانات الطاقة. إنه أخضر ، ولديه ناتج تلوث ضئيل ، وهو فعال نسبيًا عندما يتعلق الأمر بمتطلبات المساحة.
لسوء الحظ ، لا يمكن التنبؤ بالرياح وغالبًا ما تأتي في طفرات متقطعة ، وهو أمر غير مفيد للغاية إلا إذا تمكنا من تطوير تخزين طويل الأمد للطاقة المنتجة. ناهيك عن حقيقة أن توربينات الرياح يمكن أن تكون عالية بشكل مزعج وخطير في صيانتها.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون لمزارع الرياح الكبيرة تأثير مباشر على الطقس المحلي (من خلال التأثير على دوران الهواء) والحياة البرية المحلية (توربينات تقتل الطيور والخفافيش). قد يتم تخفيف هذا من خلال تطوير توربينات الرياح الخالية من الشفرة، لكن لا يزال من السابق لأوانه تحديد ذلك.
طاقة هيدروالكترونية هو مصدر وقود آخر أثبت فعاليته ولكنه مثير للمشاكل. إن سدود الطاقة الكهرمائية مدمرة للنظم البيئية المائية ، وتخلق مسطحات راكدة من الماء ، وتعطل عادات الهجرة ، وتقتل صراحة العديد من أنواع الأسماك.
أشكال أخرى من الطاقة البديلة بما في ذلك الوقود الحيوي والهيدروجين، لديك صعوبات في التغلب على أبسط المشاكل: يستغرق المزيد من الطاقة ل ينتج منهم من الطاقة المقدمة عندما مستهلك.
خيار لائق آخر هو الطاقة النووية ، وهو صديق للبيئة أكثر بكثير من الوقود الأحفوري على أساس كل وحدة. ومع ذلك ، يبقى التخلص من النفايات مشكلة ، ولا تزال هناك مشكلة الوقود المحدود. الطاقة النووية يمكن أن تمدنا بالوقت ، لكنها ليست حلاً دائمًا للمشكلة.
والتي ، في الوقت الحالي ، لا تتركنا سوى طاقة شمسية باعتباره الحل الوحيد المعقول على المدى الطويل.
... لكن العوائق كثيرة
لقد تناولنا لفترة وجيزة لماذا لم تقلع الطاقة الشمسية ما هي الطاقة الشمسية ولماذا لم تنطلق؟ما هي المشكلة الكبرى للطاقة الشمسية؟ إذا كانت حقًا مهمة وضرورية كما يدعي الكثيرون أنها كذلك ، فلماذا لم تستحوذ على صناعة الطاقة بعد؟ قراءة المزيد من قبل ، لكن دعنا نستكشفها بمزيد من التفاصيل. إذا كانت الشمس هي المنقذ المفترض لنا من استنفاد الوقود الأحفوري ، فما الذي يمنع الثورة الشمسية من الانهيار؟
اتضح أن لدينا بعض العوائق للقفز.
بادئ ذي بدء ، مثل طاقة الرياح ، الطاقة الشمسية متقطعة. من المعروف جيدًا أن الخلايا الشمسية تولد الطاقة فقط بينما تشرق الشمس عليها. هذه المشكلة البسيطة تجعل الخلايا الشمسية غير فعالة تمامًا في أجزاء كبيرة من العالم.
خذ مدينة مثل سياتل أو لندن. هذه هي المناطق التي تشهد هطول أمطار أكثر من أشعة الشمس على مدار العام. من أجل تزويد هذه المدن بالطاقة الشمسية وحدها ، يجب أن تساوي كل يوم من أشعة الشمس ما لا يقل عن يومين من الكهرباء. تكنولوجيا الطاقة الشمسية ليست قريبة من هذه القدرة في أي مكان الآن.
ماذا عن غابات الأمازون المطيرة؟ هذه مساحة 2.1 مليون ميل مربع من الأرض غير قادرة على تسخير أشعة الشمس من أجل الكهرباء. ماذا عن البلدان المحيطة بدائرة القطب الشمالي؟ قد ترى هذه الأماكن أشعة الشمس لمدة ستة أشهر متتالية ، ثم الظلام في الأشهر الستة التالية. سيحصلون على الكهرباء لمدة نصف عام فقط. يمثل تجميع الطاقة بين مناطق مختلفة مشكلة أيضًا ، لأن فقدان الطاقة عبر خطوط الطاقة الطويلة يصبح محظورًا. يمكننا إصلاح ذلك باستخدام الموصلات الفائقة في درجة حرارة الغرفة ، لكن هذه التكنولوجيا بعيدة جدًا.
وهذا يقودنا إلى المشكلة الكبيرة التالية: تخزين الطاقة الشمسية. إذا كان إنتاج الطاقة الشمسية متاحًا فقط في أوقات معينة من اليوم في مناطق معينة من العالم ، فإن الإجابة الواضحة هي تعبئة هذه الطاقة وحفظها لوقت لاحق. لسوء الحظ ، هذا كثير القول اسهل من الفعل.
تكمن المشكلة في أن حزم البطاريات الرخيصة لديها مشاكل طول العمر أو الموثوقية في حين أن إنتاج حزم البطاريات ذات الجودة الباهظة باهظة الثمن. في عام 2013 ، حومت بطاريات الليثيوم أيون واسعة النطاق حول نقطة سعر 1000 دولار / كيلووات ساعة.
لحسن الحظ بالنسبة لنا جميعًا ، بشر عام 2015 بعصر جديد عندما كان الرئيس التنفيذي لشركة Tesla Elon Musk كشف النقاب عن حزم البطارية من الجيل التالي هل أنقذنا إيلون ماسك من الوقود الأحفوري؟ قراءة المزيد لكل من استخدام المستهلكين على نطاق صغير واستخدام الشركات على نطاق واسع. من المقرر أن تبدأ الأسعار بحوالي 350 دولارًا / كيلووات ساعة وستصبح أرخص من الآن فصاعدًا.
لكن تخزين الطاقة الشمسية مهم فقط إذا كان بإمكاننا إنتاج كهرباء أكثر مما نحتاجه بالفعل حتى نتمكن من تخزين الفائض ، ولهذا السبب نحتاج أيضًا إلى التحدث عن كفاءة الخلايا الشمسية.
يتطلب المنزل الأمريكي العادي حوالي 24 كيلو واط في الساعة في اليوم (أو 1 كيلو واط في الساعة). ومع ذلك ، لا يتم توزيع هذا الرقم بالتساوي: استخدام الكهرباء ثابت نسبيًا خلال اليوم ، المسامير في المساء بعد أن يعود الناس إلى المنزل من العمل ، ثم ينخفض إلى لا شيء تقريبًا بعد أن يذهب الجميع إليه ينام. هذا يمثل مشكلة.
من أجل الحصول على الكهرباء خلال الليل ، يجب التقاط الطاقة الشمسية وتخزينها خلال النهار بينما لا تزال الشمس في الخارج. ولكن إذا كان الناس يستخدمون الكهرباء أثناء اليوم ، تحتاج الخلايا الشمسية إلى التقاط أكبر قدر ممكن من الشمس: ما يكفي لتلبية متطلبات الكهرباء أثناء النهار و يكفي لملء البطاريات ليلا.
أو بعبارة أخرى ، إذا افترضنا أننا نحصل على ست ساعات من "شمس جيدة" يوميًا - وهذا هو الحال سخية - إذًا يجب أن تكون الطاقة الشمسية كافية لالتقاط 24 ساعة من الطاقة خلال تلك الساعة الست فترة. بعد كل شيء ، تستند تقييمات الخلايا الشمسية على الظروف المثالية: شمس صافية ظهيرة عند خط الاستواء للأرض.
لذا ، لنتحدث عن الكفاءة. في المتوسط ، يمكن أن تولد الألواح الشمسية المصنفة من قبل المستهلك حوالي 10 واط في الساعة لكل متر مربع. قدم لذلك ، لتوليد 1kWh ، ستحتاج إلى 100 متر مربع. قدم من الألواح الشمسية. ولكن هذا يفترض أن الشمس مشرقة طوال اليوم كل يوم ، ونعلم أن هذا ليس صحيحًا.
إذا افترضنا ست ساعات من "الشمس الجيدة" ، فسوف نحتاج إلى أربعة أضعاف كمية الألواح الشمسية ، مما يجعلنا يصل إلى 400 متر مربع. قدم من الألواح الشمسية لتلبية متطلبات الكهرباء لأسرة أمريكية عادية. ويجب تقييم مجموع كل هذه الألواح بقدرة 4 كيلو وات.
بمتوسط 5 دولارات لكل واط ، سيكلف نظام 4 كيلو وات حوالي 20000 دولار. بفضل Tesla ، يمكننا الآن شراء ثلاث بطاريات 10kWh بسعر 3500 دولار لكل منها بإجمالي صافي 10500 دولار. لذلك ، يمكن أن يكون لديك نظام تشغيل يفي باحتياجاتك اليومية من الكهرباء وما يصل إلى 30 ساعة من البطارية مقابل حوالي 30500 دولار (على افتراض أن لديك 400 متر مربع. قدم من الأرض المتوافقة مع اللوحة).
بالطبع كل هذا يفترض أن لديك 400 متر مربع. قدم من الأرض المتوافقة مع اللوحة ، وهذا ليس صحيحًا بالنسبة لمعظم الناس (خاصة في المناطق الحضرية). لكي يكون هذا حلاً عمليًا حقيقيًا ، نحتاج إلى تحسين كفاءة الخلايا الشمسية بشكل كبير ، أو تغطية جميع المباني معها بشكل أساسي ، باستخدام شيء مثل رذاذ على الخلايا الشمسية فعالة. رخيص. مدهش. إليك سبب أهمية الخلايا الشمسية الجديدة التي تعمل بالرشمن المقرر أن تنخفض تكلفة الطاقة الشمسية بشكل كبير بعد فريق من العلماء العاملين في أعلنت جامعة شيفيلد في المملكة المتحدة عن تطوير الخلايا الشمسية باستخدام الرش معالجة. قراءة المزيد تقنية.
أخيرًا ، لدينا مشكلات كبيرة تتعلق البنية التحتية للطاقة الشمسية عبر العالم. يأتي جوهر هذه المسألة إلى هذا: فكر في كل شيء يعمل حاليًا على الوقود الأحفوري (مثل السيارات ومحطات الطاقة ، وما إلى ذلك) ، ثم فكر في مقدار العمل المطلوب للتحويل كل ذلك لتكون متوافقة مع الطاقة الشمسية.
ستحتاج العديد من محطات توليد الطاقة إلى إغلاق ، حتى هدمها ، من أجل إعادة بنائها كمزارع شمسية. وسيتعين التخلي عن السيارات التي تعمل بالغاز والديزل والهجين لصالحها سيارات كهربائية كاملة مثل تسلا كيف ستتغلب السيارات الكهربائية على حدود الشحنالسيارات الكهربائية رائعة - باستثناء مداها. هل يمكن للسيارات الكهربائية التغلب على تقنيات المدى؟ قراءة المزيد . ثم هناك تكاليف طرفية ، مثل تحويل محطات الوقود إلى محطات شحن.
هذا كل شيء غالي جدا.
ولكن إذا نظرنا إلى مستقبل البنية التحتية الشمسية على نطاق أوسع ، فقد أصدرت MIT للتو دراسة وجدت أنه من الممكن تحقيقها نشر الطاقة الشمسية على نطاق تيراوات بحلول 2050. هذا يكفي لتشغيل 41.7 مليار أسرة بمتوسط معدل استهلاك الكهرباء الأمريكي.
ربما يكون اعتماد الطاقة الشمسية على نطاق واسع قبل نفاد الوقود الأحفوري ممكنًا على كل حال.
أخبار سارة: المستقبل يبدو مشرقًا
إذا كنت قد وصلت إلى هذا الحد وما زلت تشك في مستقبل تكنولوجيا الطاقة الشمسية ، فلن ألومك. لقد تم وصفها بأنها تغير قواعد اللعبة لعقود وقد تبدو كل هذه التطورات الأخيرة مثل المزيد من الدخان المتطاير.
حسنا ، الحقيقة هي ذلك طاقة بديلة يستطيع عمل.
ذهبت كوستاريكا في الآونة الأخيرة أكثر من 75 يومًا متتالية دون استخدام سوى الطاقة المتجددة. من المسلم به أن معظمها تم من خلال محطات كهرومائية خلال موسم الأمطار الغزيرة ، ولكنه يوفر بصيص أمل لأولئك منا الذين يرغبون في كسر اعتمادنا على النفط.
علاوة على ذلك ، وقعت فرنسا مؤخرًا على مرسوم يتطلب من جميع المباني التجارية الجديدة تغطية أسطحها بألواح شمسية أو نباتات. إنها خطوة صغيرة ولكنها مهمة تظهر أن العالم بدأ يتقبل أن الطاقة الشمسية ليست فقط ضروري للمستقبل معقول كحل حقيقي.
إذا سمحنا بذلك ، فإن الطاقة الشمسية لديها القدرة على أن تكون واحدة منها العديد من التقنيات التي ستغير العالم إلى الأبد أفضل 10 تقنيات ناشئة تغير العالممن الزراعة إلى الطب إلى الطاقة ، يتم إحراز تقدم كل يوم. تعرف على المزيد حول هذه التقنيات الناشئة العشرة التي يمكن أن تؤثر بشكل مباشر على حياتك خلال السنوات القليلة القادمة. قراءة المزيد . وبفضل التطورات والتحولات الاجتماعية الأخيرة ، قد يأتي هذا التغيير في وقت أقرب مما نعتقد أنه سيحدث.
هل لديك تحفظات على الطاقة الشمسية؟ إلى متى تعتقد قبل أن يتخلى العالم عن الوقود الأحفوري إلى الأبد؟ هل سيأتي ذلك اليوم؟ شاركنا أفكارك في التعليقات!
ائتمانات الصورة: مزرعة طاقة الرياح عبر Shutterstock, وقود الذرة الحيوي عبر Shutterstock, الأفق الشمسي عبر Shutterstock, البطاريات الشمسية عبر Shutterstock, المصباح الشمسي عبر Shutterstock, أسطح المنازل الشمسية عبر Shutterstock, موقف الحافلات الشمسية عبر Shutterstock
جويل لي لديه بكالوريوس. في علوم الكمبيوتر وأكثر من ست سنوات من الخبرة في الكتابة المهنية. وهو رئيس تحرير MakeUseOf.