تمكن الإنسان منذ القدم من استغلال طاقة الرياح في تحريك السفن في الأنهار والبحار، واستخدامها في إدارة بعض طواحين الهواء لرفع المياه أو طحن الحبوب وغير ذلك من الاستخدامات، وتمكن من استغلال الفرق في منسوب المياه من أجزاء بعض الأنهار في إدارة بعض السواقي، وتشغيل الآلات. وقد عرف الفحم منذ أن اكتشف النار ولاحظ أن بعض الأحجار السوداء الموجودة في الطبيعة تقبل الاشتعال، واستخدم الفحم كمصدر للطاقة إلى أن تم اكتشاف النفط، وما يصاحبه من غاز طبيعي.
الطاقة النظيفة
يرى كثير من الباحثين أن الطاقة النظيفة تشكل حلاً مثالياً لمشكلة التلوث التي يعاني منها عالمنا اليوم.
ويقولون إن طاقة الشمس والرياح والمياه.. تشكل مصدراً مهماً لإنتاج طاقة عالمية مستدامة, إضافة إلى استخدام الكتل البيولوجية والحرارة الجوفية والمد والجزر في البحاروالمحيطات.
ولو وظفت الأموال لإنتاج طاقة من هذه المصادر بدلاً من إنفاقها على الطاقة النووية لحصلت نتائج أفضل بكثير.
أرقام
في عام 2004 تزايد إنتاج الطاقة النووية بمعدل 2 % فقط عالمياً. أما إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة الأشعة الشمسية فقد تعاظم عالمياً بمعدل 60 % سنوياً منذ عام 2000 لغاية العام الماضي.
وجاء إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة الرياح في المرتبة الثانية عالمياً حيث تزايد بمعدل 28 % سنوياً. وبلغت التوظيفات العالمية في إنتاج الطاقة النظيفة 30 مليار دولار عام 2004, وفقاً لما جاء في تقرير الوضع العالمي للطاقة المتجددة لعام 2005.
الجسم يحتاج إلى طاقة معينة
كل حركة يقوم بها الإنسان تحتاج إلى استهلاك نوع من أنواع الطاقة، ويستمد الإنسان طاقته لإنجاز أعمال يدوية وذهنية من غذاء متنوع يتناوله كل يوم، إذ يتمّ حرق الغذاء في خلايا الجسم ويتحول إلى طاقة.
النفط و الغاز مثل القمح و الرز
يقال إن جميع أنواع الطاقة لا تعطينا أي من مواد حيوية كالتي يتم استخلاصها من نفط وغاز طبيعيين يزيد عددها عن 500 ألف صنف.
فالنفط والغاز مثل القمح والرز بالنسبة للإنسان ولا يجب استخدامهما إلا في المواقع التي لايمكن استبدالهما على الإطلاق. وكم سيكون حجم التوفير لو أنتج ما نحتاجه من الطاقة الكهربائية بواسطة الأشعة الشمسية وقوة الرياح لتسخين مياهنا وتدفئة منازلنا وإنارتها وطهي طعامنا وكذلك لو حوّلت محطات تحلية المياه المياه للعمل بواسطة الطاقة النظيفة؟
طاقة الشمس
هي المصدر الرئيسي للطاقة منها توزعت وتحولت إلى مصادر أخرى مثل الرياح والحرارة والطاقة المولدة من مساقط المياه والطاقة الشمسية وغيرها من مصادر الطاقة كالفحم الحجري والأخشاب، وبما أن الطاقة الشمسية هي أهم مصادر الطاقة المتجددة فإن جهود كثير من الدول تتوجه لها بمختلف صورها وترصد لها مبالغ كبيرة لتطوير المنتجات والبحوث الخاصة باستغلالها كإحدى أهم مصادر الطاقة البديلة للنفط والغاز، وقد أعطى النصيب الأوفر في البحوث والتطبيقات لمجال تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء وهو ما يعرف باسم ((Photovoltaics.
وهذا المصدر من الطاقة هو أمل الدول النامية في التطور حيث أصبح توفير الطاقة الكهربائية من العوامل الرئيسية لإيجاد البنى الأساسية فيها ولا يتطلب إنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية إلى مركزية التوليد بل تنتج الطاقة وتستخدم بالمنطقة نفسها،وهذا ما سوف يوفر كثيراً من تكلفة النقل والمواصلات.
وتعتمد هذه الطريقة بصورة أساسية على تحويل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية، وتوجد في الطبيعة مواد كثيرة تستخدم في صناعة الخلايا الشمسية التي تجمع بنظام كهربائي وهندسي محدد لتكوين ما يسمى باللوح الشمسي الذي يعرض لأشعة الشمس بزاوية معينة لينتج أكبر قدر من الكهرباء.
أشكال متنوعة
تتوافر الطاقة على أشكال مختلفة حصرها البعض بأربعة مستويات رئيسية:
أولاً: الطاقة الحركية (Kinetic Energy): وهي الطاقة الدافعة لأي جسم متحرك، وهي الطاقة التي تجعل الأشياء دافئة، فالمواد تتكون من ذرات، ومجموع الذرات تسمى جزيئات. وفي غاز كالهواء المحيط بنا مثلاً فإن هذه الجزيئات تتحرك بحرية، ولكن في السوائل والمواد الصلبة فإن الحركة تكون مقيدة نسبياً. وكل جزء أو جسيم يتذبذب بشكل ثابت، والطاقة الحرارية (الحرارة) هي اسم أعطي للطاقة الحركية التي تنتج عن حركة الجزيئات العشوائية السريعة، وكلما كانت الحرارة أكبر كانت السرعة أعلى.
ثانياً: الطاقة الكامنة (Gravitational Energy Or Potential Energy): وهي الطاقة المبذولة اللازمة لرفع جسم، وذلك لكون الجاذبية الأرضية تعاكس هذا الفعل. فعند رفع أي جسم، سواءً كان تفاحة، لارتفاع معين، أو عند رفع عدة آلاف الأطنان من الماء إلى مستوى أعلى، فإنه سيتم خزن طاقة في ذلك، وفي هذه الحالة يمكن تسميتها بطاقة الجاذبية الكامنة (وتسمى دائماً الطاقة الكامنة).
ثالثاً: الطاقة الكهربائية (Electrical Energy): إن قوى الجاذبية هي أكثر القوى وضوحاً عندنا، فهي تؤثر في الأجسام بشكل ملموس، وهي أكبر من الجاذبية تأثيراً بمئات المرات. فالقوى الكهربائية هي التي تربط الذرات والجزيئات للمواد ولكن لا يمكن إدراكها بالعين المجردة. فكل ذرة تتكون من أجزاء مشحونة كهربائياً، فالإلكترونات تدور حول مركز النواة، وعندما تجتمع الذرات لتكوين جزيئات أو مواد صلبة فان توزيع الإلكترونات يتغير. وفي معظم الأحيان يكون التغير كبيراً جداً ولهذا فإن الطاقة الكيميائية المنظورة على مستوى الذرات هي شكل من أشكال الطاقة الكهربائية. فعندما يتم حرق الوقود فإن الطاقة الكيميائية التي تحتويها ستتحول إلى طاقة حرارية. ومن البديهي أن الطاقة الكهربائية التي تتحرر نتيجة تبدل مواضع إلكترونات الذرة تتحول إلى طاقة حركية في جزيئات المنتج المحترق. والشكل المألوف من أشكال الطاقة الكهربائية هو القوه الكهربائية التي نستخدمها في حياتنا اليومية.
فالتيار الكهربائي هو عبارة عن تيار منتظم من الإلكترونات في المادة، وفي معظم الأحيان تكون هذه المادة معدناً (metal)، والمعادن هي مواد يتم فيها تحرر إلكترون واحد أو اثنين من ذراتها. وبوجود هذه الإلكترونات المتحررة يمكن لهذه المعادن حمل التيار الكهربائي.
وتحتاج عادة محطات توليد الطاقة الكهربائية إلى عمليات متتالية في تحويل الطاقة، فإذا كان الوقود هو الطاقة المستخدمة فإن الخطوة الأولى ستكون حرقه واستخدام الحرارة الناتجة عنه لإنتاج بخار أو غاز ساخن ، وهذا البخار أو الغاز سيقوم بتدوير التوربينات (العنفات) التي بدورها تقوم بتدوير المولدات الكهربائية .
رابعاً: الطاقة النووية (Nuclear Energy): هذا النوع من الطاقة هو ما يتعلق بمركز النواة الذي يسمى بالطاقة الذرية أو النووية، وتم تطوير هذه التكنولوجيا خلال الحرب العالمية الثانية لأغراض عسكرية، وتستخدم الآن أيضاً لأغراض سلمية مثل توليد الطاقة الكهربائية، وتعمل محطات الطاقة الكهربائية التي تستخدم الوقود النووي بالطريقة نفسها التي تعمل بها محطات الوقود التقليدي مع فرق يتمثل في أنّ أفران حرق الوقود يتم استبدالها بمفاعل نووي لتوليد الحرارة
عاش الانسان القديم حياة فطرية ، بدأ خلالها شيئا فشيئا يكتشف الطاقة ويتغلغل في مفاهيمها فعرف الشمس ومن ثم النار التي تدفأ بها واستغلها في الطهي والإنارة وسخرها بما استطاع من فكر وذكاء دون رقيب .
غنت الثروات الباطنية كالغاز والبترول البلدان ، وما كان من الإنسان إلا أن جعل يستنفذها ويسرف في استغلالها دون رقيب ، حتى بدأت تنضب وتنذرنا بالشح والزوال .
عرف الإنسان الطاقات الطبيعية بكافة أشكالها الهوائية والمائية وحتى الأمواج استغلها في توليد الكهرباء ، التي كان اكتشافها سبقا علميا فريدا أنار العالم ، وأغدق عليه من التحسينات والتطورات ماجعله يتقدم خطوات جبارة وبخطا سريعة في مختلف حقول العلوم .
ظهرت في مقابل تلك التطورات العلمية والتكنولوجية هيئات والمنظمات عالمية تطالب بالتنبه للأخطار المحدقة بالإنسان والبيئة التي نقطنها وتدعوالى ترشيد استهلاك الطاقات ونشر الوعي البيئي ، وهنا بدأ ظهور الرقيب ، وأخذت تلك الهيئات ترفع من أصواتها ونداءاتها الى أن تمكنت من تشكيل جبهة عالمية يؤخذ بنتائج تقاريرها ، وتناقش وتدرس أفكارها، وبدأت مهامها بالتشعب والتفرع وبدأ المجتمع العالمي بالتنبه للمشكلة ، حتى غدت تلك الجبهة من المنظمات والجمعيات حاجة أساسية للحصول على أفضل النتائج والدراسات والأبحاث المصيرية .
ترشيد استهلاك الطاقة
يتباين مفهوم ' الترشيد ' في فكر عديد الناس ، فالبعض يعتقد أنه يعني التقتير والتقشف لاعتصار وضغط التكاليف إلى أدنى حد ممكن، والبعض الآخر يذهب الى أنه ضوابط صارمة وإجراءات مشددة فيما يشبه القوانين التي تقيد حرية الاستخدام والاستفادة من مصادر الطاقة، وفي أحسن الأحوال فإن الغالبية يتصورون أنه عبارة عن أسلوب خاص للتوفير....
والحقيقة أن الترشيد بالمبداْ هو ما تنطوي عليه الكلمة ذاتها من مدلولات، فترشيد الاستهلاك لا يعني تقليل الاستهلاك، وإنما يعني بالتحديد: الاستهلاك الأمثل، بحيث يتم اعتماد أساليب وتدابير حكيمة 'رشيدة ' في عملية الاستهلاك - ومهما كان مجالها - لتحقيق أفضل الفوائد والنتائج من عملية الاستهلاك تلك، ومنها وقف الهدر، وتجنب الفاقد، وتوفير التكاليف المترتبة على ذلك.
ولنكون أكثر توضيحا ، سنتطرق الى أحد أهم الدراسات التي تمت حديثاً و التي تناقش مباشرة هذا الموضوع ، وتقول هذه الدراسة التي تناقش أحد جوانب موضوع ترشيد الكهرباء المنزلية :
الأجهزة باستخدام وحدة التحكم عن بعد "
لقد منحنا استغلال الك" استهلاكنا للكهرباء لا يتوقف عندما نطفئ هرباء المزيد من الراحة والحرية خلال ممارستنا لمهام حياتنا اليومية العادية، ولكن يرى "جون فيلد"، وهو خبير في شئون الطاقة، أن استهلاكنا للكهرباء لا يتوقف ببساطة عندما نطفئ الأجهزة باستخدام وحدة التحكم عن بعد (الريموت كنترول). " إن أي جهاز كهربائي مثل التلفاز أو الفيديو أو أجهزة التسجيل لا تنطفئ كليا عندما ننهي استخدامها بالريموت. ولذلك فهي تستمر في استهلاك كمية لا يستهان بها من الطاقة، حتى ونحن نظنها مطفأة." وهذا ما يسمى عمليا بوضع الجهاز قيد الاستعداد STANDBY .
وهنا أريد قبل أي شيء أن أعرّف (( الترشيد في مجال استخدام الكهرباء)) بأنه : الاستخدام الأمثل لموارد الطاقة الكهربائية المتوفرة واللازمة لتشغيل (المنشأة أو الأجهزة المنزلية أو ..... ) دون المساس براحة مستخدميها أو إنتاجيتهم، أو المساس بكفاءة الأجهزة والمعدات المستخدمة فيها أو إنتاجها.
بالعودة الى مثالنا السابق ، وإذا أدركنا أنه يستهلك كل جهاز موضوع قيد الاستعداد ما بين 10 إلى 15 واط ، وإذا أخذنا في الاعتبار أن متوسط عدد مثل تلك الأجهزة في كل بيت لا يقل عن 6 فهذا يعادل ما يستهلكه مصباح بقوة 60 واط . ويمكننا القول بناء على ماسبق أن المنزل الذي يعيش فيه كل منا يبقى دوماً في وضع الاستعداد " standby " .
إن المفهوم العام لترشيد الطاقة يغطي معظم مناحي الحياة وسلوك الاستهلاك اليومي الفردي والجماعي، ويشمل كافة المصادر الطبيعية والموارد الأساسية واستعمالات موارد الطاقة المختلفة وفي طليعتها الطاقة الكهربائية .
ولا يخفى على أحد اليوم أن الكهرباء تشكل العنصر الأساسي الأبرز وعصب الحياة في هذا العصر، ومع تزايد معدلات الاستهلاك للكهرباء وارتفاع التكاليف، ومع ما يصاحب هذا الاستهلاك من هدر ومصروفات باهظة تثقل كاهل الأفراد والمؤسسات والمصانع والمنشآت على حد سواء، فقد ظهرت الحاجة إلى ' الترشيد ' في الدول المتقدمة ليصبح له مفهوماً خاصاً وبرامج عملية وأساليب حديثة تطورت كثيراً خلال العقود الأخيرة، وأثبتت فاعليتها وحققت فوائد عظيمة.
وكي نسلط الضوء على المفهوم الخاص لترشيد الطاقة يكفي مثالنا السابق الذي تمت دراسته من قبل هيئة ترشيد الطاقة البريطانية ، حيث تقول الأرقام الصادرة عن هيئة ترشيد استهلاك الطاقة في بريطانيا أن أجهزة التسجيل وحدها تستهلك ما يقدر ب290 مليون جنيه استرليني (أي ما يزيد على نصف مليار دولار أمريكي) وتنتج 1.6 مليون طن من غاز ثاني أكسيد الكربون سنويا ، أما أجهزة الفيديو ومشغلات الأسطوانات المدمجة فتستهلك - وهي في وضع الاستعداد - مايعادل 263 مليون جنيه استرليني وتنتج 1.06 مليون طن من غاز ثاني أكسيد الكربون سنويا ، وبالنسبة للتلفاز- وهو أكثر الأجهزة شيوعا في المنازل - فتستهلك ما يقدر ب 80 مليون جنيه استرليني ويصدر عنها 480 ألف طن من غاز ثاني أكسيد الكربون سنويا. مما يعني أنه في بريطانيا وحدها تصدر الأجهزة الكهربائية في العام الواحدما يزيد على 3.1 مليون طن من غاز ثاني أكسيد الكربون .
وهنا ينبغي أن نقف قليلا عند هذه الأرقام الدقيقة والمخيفة في نفس الوقت والتي توضح لنا أهمية هذه الدراسات والنتائج الهائلة التي لايعيها أغلب المستهلكين لهذه الإمكانات الهائلة من القدرات الطاقية ، لكن القائمين على هذه الدراسات أمثال سكوت ريتشاردز وهو مختص في شئون توليد الطاقة لايكتفون بعرض الأرقام بل يطالبون بالترشيد أي بالمزيد من الحرص والوعي والالتزام ببعض التفاصيل الصغيرة والتي تجنبنا تلك الأرقام الهائلة كالتقيد مثلاً بإغلاق أجهزة الحاسوب - على وجه الخصوص- تماما عند الانتهاء من استخدامها ، ويقول : " إن ترشيد ما يستهلكه مليون جهاز حاسوب يمكن أن يوفر ما يعادل 250 مليون ليتر من الجازولين يوميا."
ولك أن تتخيل حجم الهدر إذا ما علمت أن عدد أجهزة الحاسوب حول العالم قد قارب 820 مليون عام 2004 ، ومن المنتظر أن يزيد العدد إلى بليون بحلول عام 2007، حسب أحد التقارير المتخصصة التي أصدرها مركز "الماناك" المختص بالبحوث المتعلقة بالكمبيوتر.
وأخيراً ...أود القول والنصيحة الى أن الدولة تنفق الكثير لتأمين الطاقة الكهربائية مهما اختلفت طرق التوليد ، ويبقى ترشيد الاستهلاك من مسئولية المواطن أولاً لأنه هو المستهلك المباشر لها ،والاقتصاد في استخدام الكهرباء منفعة لنا أولا وأخيرا ،ومساهمتنا بالاقتصاد في الكهرباء دليل وعي واهتمام ، فترشيد استخدام الكهرباء اليوم هو السبيل للمحافظة عليها غدا ، وعدم الإسراف في الكهرباء مطلب ديني يحثنا عليه ديننا الحنيف .
وبما أن الأمم تنمو وتزدهر بعلمها وعملها ، فيمكننا أن نقول أن ترشيد الطاقة يشكل معياراً لتقدم الدولة وتطورها .