ملف الطاقة البديلة: استغلال أمواج البحار ومشاريع جيوحرارية تحت الأرض

مَزارع الرياح تنعش قطاع الطاقة

اعداد: صباح جاسم

 

شبكة النبأ: دعا مؤتمر عُقد في الاكاديمية الملكية للهندسة في لندن لزيادة الاستثمار في مضخات الحرارة الأرضية التي تستخرج الطاقة من مكان قريب من سطح الأرض لاستخدامها في المباني، بالاضافة إلى الدعوة لزيادة الاستثمار في المشاريع الجيوحرارية التي تشتمل على الحفر لمسافة 1000 متر تحت سطح الأرض.

وفيما كشفَ علماء عن جهاز جديد لتوليد الطاقة من أمواج البحر كأحدث فكرة في مجال استغلال طاقة البحار قال رئيس الوزراء الاسترالي كيفن رود إن استراليا تعتزم بناء أكبر محطة للطاقة الشمسية في العالم بقدرة ألف ميجاوات في استثمار حجمه 1.4 مليار دولار استرالي (1.05 مليار دولار).

بالاضافة الى تقارير وأخبار عن الطاقة البديلة نستعرضها معاً خلال تقرير (شبكة النبأ) العلمي التالي:

المهندسون يدعون الى استغلال حرارة باطن الأرض

وقال جيولوجيون ومهندسون إن بريطانيا لا تقوم باستغلال مخازن الطاقة الهائلة الموجودة في باطن الأرض.

فقد دعا مؤتمر عقد في الاكاديمية الملكية للهندسة في لندن لزيادة الاستثمار في مضخات الحرارة الأرضية التي تستخرج الطاقة من مكان قريب من سطح الأرض لاستخدامها في المباني، كما دعوا إلى زيادة الاستثمار في المشاريع الجيوحرارية التي تشتمل على الحفر لمسافة 1000 متر تحت سطح الأرض.

وقال نيك جنكنز، أستاذ الهندسة في جامعة كارديف : إن الحرارة المنبعثة من باطن الأرض لا تلقى الاهتمام الذي تستحقه. وإذا أرادت بريطانيا أن تحقق أهدافها الرامية الى خفض استهلاكها من الوقود الأحفوري، فإنه يتعين عليها أن تستغل الحرارة الأرضية وغيرها من مصادر الطاقة المتجددة كالرياح.

وقال ديفيد بانكس وهو خبير جيولوجي واستشاري في مصادر الحرارة : إننا نجلس فوق خزان مجاني هائل من الحرارة الطبيعية الموجودة في باطن الأرض . إن كل ما نحتاجه للوصول اليه هو ثقب في الأرض، وخندق، وحفر ثقب ومضخة، لرفعه من درجة حرارة منخفضة ، هي 10- 14 ْ م في المملكة المتحدة، إلى درجة حرارة عالية يمكن توزيعه عندها واستخدامه في التدفئة. بحسب رويترز.

وذكر بانكس أن المضخات الحرارية بدأت تنتشر في بريطانيا وأن حجم سوقها يتضاعف سنوياً . ولكن العدد الاجمالي للمضخات المركبة في المملكة المتحدة والذي يقدر بستة آلاف مضخة، مازال أقل من عدد المضخات المستخدمة في البلاد الاسكندنافية وفي الولايات المتحدة. وقال إن المضخات يمكن أن ترد ثمنها خلال 10- 15 سنة وذلك بالنسبة للأسر التي تعيش في المناطق الريفية التي لا توجد بها شبكة غاز عامة، ويوجد فيها حيز كاف لمد 100 متر، من الأنابيب اللازمة لاستخراج الحرارة. وبالنسبة للمباني التجارية والعامة، فإن العوائد أفضل.

طبيعة الأرض في بريطانيا ليست مناسبة كبعض البلدان الأخرى للحرارة الجيوحرارية العميقة. وقد وفر البرنامج العملي الوحيد المياه الساخنة للمنازل والمكاتب في وسط مدينة ساوثامبتون على مدى أكثر من 20 عاماً. ولكن ديفيد مانينغ، مدير معهد جامعة نيوكاسيل للأبحاث البيئية، قال إن مشروعاً أقيم في مدينة Weardale بمقاطعة دُرهام، أثبت إمكاناته في شمال شرق إنجلترا.

أشرف الاستاذ مانينغ وزملاؤه على حفر ثقب تجريبي حتى عمق كيلومترا وحد في مدينة Eastgate، أنتج إمدادات وفيرة من المياه بدرجة حرارة 40 م. ومن المتوقع أن يتشكل منتجع في ذلك الموقع وأن تتم تدفئة المباني في "قرية حديثة للطاقة المتجددة".

(أناكوندا) جهاز جديد لتوليد الطاقة من أمواج البحر

وكشف علماء بريطانيون عن جهاز جديد لتوليد الطاقة من أمواج البحر. ويعتبر الجهاز المسمى اناكوندا (نوع من الأفاعي الكبيرة) أحدث فكرة في مجال استغلال طاقة البحار.

ويقول مخترعو اناكوندا إن سر نجاحه يكمن في بساطته، فهو ليس أكثر من انبوب مطاطي ملىء بالماء. وتولد الأمواج السارية في المياه انتفاخات على طول الانبوب وتنتقل عبره مما يجمع الطاقة، وفي نهاية الانبوب تدفع شحنة الطاقة توربيناً فتتولد الكهرباء.

وتم تطوير اناكوندا بواسطة شركة "شيكميت سيأنرجي" التي اختبرت نسخة مصغرة يبلغ طولها ثمانية أمتار داخل خزان تنبعث فيه أمواج. ويقول باول استون رئيس شركة شيكميت إن الاختبارات اثبتت امكانية تطبيق الفكرة.

وتسعى الشركة الآن للحصول على سبعة ملايين جنيه استرليني من المستثمرين لصنع نموذج أكبر من الجهاز لتجربته في البحر.

واضاف استون في تصريحات لبي بي سي أن بريطانيا معروفة بالتميز في المجال الهندسي وأن السياسيين من كل الأحزاب يحرصون على تحفيز الشركات لطرح مشروعات للطاقة المتجددة يمكن تسويقها في كافة انحاء العالم.

وقال استوت "لدينا اختراع يغير التفكير التقليدي ويمكن أن يساعد على تحقيق أهداف الحكومة بتقليل ثاني اكسيد الكربون"

من جانبه قال البروفسير رود ريني المشارك في الاختراع إن ميزة طاقة الأمواج هي استمراريتها، لكنه أضاف أن المشكلة التي يمكن أن تعيقها هي تعطل جهاز اناكوندا مع مرور الوقت بفعل بيئة المحيطات القاسية.

وأضاف ريني "اناكوندا ليس ميكانيكياً، إنه من المطاط بالدرجة الأولى، مادة طبيعية لديها مرونة طبيعية، ولذلك لديه أجزاء قليلة فقط يمكن تحريكها للإصلاح".

وتقضي الخطة طويلة المدى بانشاء المئات من هذا الجهاز على الساحل حيث تكون الأمواج قوية كما في شمال اسكتلندا أو سواحل امريكا واستراليا وايرلندا واليابان. ويعتقد أن 50 جهازا من اناكوندا في حجمها النهائي البالغ 200 متر يمكن أن تمد 50 الف منزل بالكهرباء.

مزارع الرياح تنعش قطاع الطاقة في البرازيل

وقضى مانويل دي أوليفييرا قرابة 30 عاما في اصطياد الاسماك من قوارب صيد شراعية صغيرة وأدرك طاقة الرياح لكنه ارتبك عندما بدأ بناء مزارع الرياح البيضاء على طول الساحل بالقرب من بلدته.

وقال مانويل بينما ألقى بشباكه من شاطيء في ولاية سيارا الواقعة شمال شرق البرازيل "اعتقدت أنها غريبة بعض الشيء. لكن الرياح هي الرياح وهي تخدم الجميع. ولحسن الحظ هي بالمجان."

ولقرون ظلت الرياح القوية المتماسكة تحرك قوارب الصيد الخشبية الملونة الجميلة قبالة الساحل الشمالي للبرازيل لكنها حولت المنطقة الان الى مركز لقطاع الطاقة المتنامي بسرعة في البرازيل.

وبعد بداية متعثرة لتوليد الكهرباء من الرياح في البرازيل يتوقع أن تتضاعف قدرة طواحين الهواء هذا العام من 341 ميجاوات في نهاية العام الماضي وهو أمر يؤكده الانتشار المتزايد للطواحين على مدى شواطيء المنطقة.

وينتظر المشروع دفعة يوم 25 نوفمبر تشرين الثاني المقبل عندما تجري الحكومة البرازيلية أول مزاد لطاقة الرياح يتوقع أن تشتري فيه ما يصل الى ألف ميجاوات في شكل قدرة توليد جديدة من شركات متنافسة. ويقدر اتحاد طاقة الرياح في البرازيل أن يجذب المزاد استثمارات بقيمة حوالي خمسة مليارات ريال برازيلي (2.4 مليار دولار).

وتكفي المئة ميجاوات التي ستجري الحكومة مزادا عليها بشكل سنوي لتزويد نحو مليون منزل بالطاقة الكهربائية. لكن هذا الرقم يصبح صغيرا بالمقارنة مع كبار الدول التي تستفيد من طاقة الرياح مثل ألمانيا والولايات المتحدة واسبانيا. بحسب رويترز.

ويتحدث العاملون في توليد الكهرباء من طاقة الرياح في البرازيل بتفاؤل عن قدرة البلاد على توليد 140 ألف ميجاوات أي أكبر بعشرة أمثال من قدرة مشروع سد ايتايبو العملاق في البرازيل لتوليد الطاقة الكهرومائية. ويضيفون أن السبب في ذلك هو طول ساحل البرازيل المطل على المحيط الاطلسي والذي يمتد مسافة 7300 كيلومتر كما يرون فوائد سياسية واقتصادية لتوليد الكهرباء من طاقة الرياح.

وأصبحت البرازيل - أكبر اقتصاد في أمريكا اللاتينية - احدى الدول الرائدة في الطاقة المتجددة في مجال الايثانول. وتحتاج الى مضاعفة قدرتها على انتاج الطاقة في غضون 30 عاما لتجنب أي عجز.

وقال أرماندو أبريو مدير براسيلكو وهي شركة استشارية "اذا مضت الحكومة قدما فيما وعدت به وهو برنامج مستمر لعقد مزاد على ألف ميجاوات سنويا فصدقوني سيتنامى قطاع طاقة الرياح في البرازيل على الفور."

ويستهدف القطاع زيادة قدرة توليد الكهرباء من طاقة الرياح الى عشرة الاف ميجاوات على مدى السنوات العشر المقبلة لتزيد حصتها من اجمالي امدادات الطاقة من 0.4 في المئة العام الماضي الى خمسة في المئة.

وكان وزير الطاقة البرازيلي اديسون لوباو قد قال خلال جولة في منطقة مزارع الرياح في اسبانيا الشهر الماضي ان طاقة الرياح " مكلفة" وان البرازيل ليست بحاجة لقدرة انتاجية كبيرة في الوقت الحالي.

وقال جورجي مارتينز وهو نائب الرئيس التنفيذي لشركة مارتيفير البرتغالية لرويترز ان البرازيل تملك قدرة ضخمة لم تقدرها بعد الحكومة هناك عن طريق تحديد أهداف طموح لجذب الاستثمارات.

وبينما تعتزم الصين على سبيل المثال مضاعفة قدرتها على توليد الكهرباء من طاقة الرياح الى ثلاثة أمثالها بحلول عام 2020 فان البرازيل لم تعلن رسميا هدفا لزيادة قدرتها.

أستراليا تعتزم بناء أكبر محطة للطاقة الشمسية في العالم

وفي نفس السياق قال رئيس الوزراء الاسترالي كيفين رود إن استراليا تعتزم بناء أكبر محطة للطاقة الشمسية في العالم بقدرة ألف ميجاوات في استثمار حجمه 1.4 مليار دولار استرالي (1.05 مليار دولار).

وأوضح رود خلال جولة بمحطة للطاقة، إن قدرة التوليد في المحطة الجديدة ستبلغ ثلاثة أمثال أكبر محطة في العالم لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية حالياً، وهي في كاليفورنيا.

وستعلن تفاصيل العطاء في وقت لاحق من العام الحالي، وسيعلن عن مقدمي العطاءات الفائزين في النصف الأول من العام 2010.

وقال رود، إن المشروع يهدف إلى استغلال الطاقة الشمسية الهائلة التي تتمتع بها بلاده، والتي وصفها بأنها "أكبر مصدر طبيعي باستراليا". بحسب رويترز.

وأوضح رود قائلاً، إن المحطة تهدف أيضاً إلى مساعدة البلاد في أن تصبح قائدة في مجال الطاقة المتجددة والنظيفة.

وأضاف رود، "تعتزم الحكومة الاستثمار في اكبر محطة لتوليد الطاقة الشمسية في العالم، والتي سيبلغ حجمها ثلاثة أمثال كبرى المحطات العالمية حالياً وهي في الولايات المتحدة الأمريكية".

وتابع رود قائلاً، "لماذا نفعل هذا. نفعله لنرسي دعائم مستقبل للطاقة النظيفة لأستراليا. نفعله لتعزيز النشاط الاقتصادي وأيضاً لتوفير وظائف وفرص تحتاجها الأعمال بشدة".

وقال رود، إن المشروع سيؤدي في نهاية الأمر إلى إنشاء شبكة من محطات الطاقة الشمسية في أنحاء البلاد مع مراعاة اختيار المواقع لتتناسب مع شبكة الكهرباء الحالية، ولتضمن وصولاً جيدا لضوء الشمس. وأضاف رود، "لا نريد أن نكون تابعين في مجال الطاقة النظيفة على المستوى العالمي بل أصحاب الريادة العالمية".

وأوضح رود قائلاً، إن المبلغ المخصص لهذا المشروع، وهو 1.4 مليار دولار استرالي جزء من مبادرة للطاقة النظيفة طرحتها الحكومة حجمها 4.65 مليار دولار استرالي.

استغلال طاقة المحيطات وحركة مياهها لتوليد طاقة كهربائية

من جهة ثانية يرى الباحثون في وكالة الفضاء الأميركية (ناسا) ممن ابتكروا طريقة جديدة لتشغيل محركات عربات ذاتية التشغيل تعمل تحت الماء أن تكنولوجيا متفرعة عنها يمكن أن تساعد في تحويل طاقة تيارات المحيطات الى طاقة كهربائية على نطاق أوسع بكثير. ويأمل الباحثون بأن يكون بالإمكان سد حاجة قدر لا يستهان به من الطلب العالمي على الكهرباء عن طريق طاقة نظيفة ومتجددة تتولد من تموج مياه المحيطات والأنهار.

وحاليا، هناك عدة أساليب مختلفة لاستخدام المياه المتحركة لتوليد الطاقة.  فالمعامل الكهرومائية مثلا هي من بين الأكثر شيوعا والأقل كلفة كمصادر التيار الكهربائي. وهي تفيد من ضغوط هيدروستاتية هائلة ناتجة عن الفوارق بين سطح الماء خلف السدود، والتوربينات التي يمكن تسخيرها لإنتاج الطاقة.  لكن الطاقة التي يمكن توليدها بهذه الطريقة محدودة لأن غالبية الأنهار المناسبة لهذا الغرض استنفدت بسبب السدود الكهرمائية المبنية عليها. بحسب موقع أميركا دوت غوف.

ومن التكنولوجيات التي تم ابتكارها، ويجري تطوير تصاميمها حاليا، تلك التي تحول طاقة تيارات المحيطات وحركة المد والجزر والأنهار المنسابة الى نوع آخر من الطاقة، تعرف بطاقة الحراك المائي.  وتستخدم أنظمة طاقة كثيرة من هذا النوع توربينات تحت سطح البحر شبيهة بتوربينات الريح.  وتعمل تيارات المحيطات وحركة المد والجزر على دفع دوران التوربينات التي تولد طاقة كهربائية يمكن تحويلها بواسطة الكابلات من عرض المحيط الى اليابسة.

وقد صمم كل من جاك جونز المهندس في مختبر الدفع النفاث في ناسا، ويي تشاو وهو عالم في المختبر، نوعا جديدا من طاقة بطاقة الحراك المائي، وهو نظام يسخر حركة الماء لتوليد سائل عالي الضغط بدلا من الكهرباء.  ثم ينقل هذا السائل إلى اليابسة ويستخدم لإنتاج التيار الكهربائي.  ويذكر أن شركة كالتيك التي تشغّل مختبر الدفع النفاث لناسا،  تمتلك براءة  الإختراع لتكنولوجيا هذه الطاقة.

ونظام طاقة الحراك المائي الذي تبنته كالتيك ومختبر الدفع النفاث هو نظام متفرع عن مشروع أبحاث يرمي إلى إيجاد طريقة جديدة لتشغيل عربات ذاتية التشغيل تحت الماء.  وغالبية هذه العربات تعمل على البطاريات ويقتضي رفعها بواسطة السفن لغرض تبديل بطارياتها أو إعادة شحنها.

وفي هذا المشروع الذي بدأه بات دوشامب من مركز الإستكشاف في الموقع وإعادة العينات التابع لمختبر الدفع النفاث، كلف جونز بتطوير طريقة لاستخدام الفوارق في حرارة المحيطات لتشغيل الأجسام المغمورة العاملة تحت الماء. وكان قد طور في السابق بالونات يتحكم بها حراريا لكواكب المريخ والزهرة وتايتان.  وتضافرت جهود جونز مع العالم تشاو الذي يستخدم عربات منزلقة تحت الماء في أبحاثه حول المحيطات. وقال تشاو في هذا السياق: "تبينت أنه كان بمقدورنا أن نطيل عمر العربات بصورة ملحوظة من خلال توظيف طاقة مصدرها بيئة المحيطات."

ويرى جونز وتشاو أن حركة المد والجزر في المحيطات، وتدفق الأنهار، ستوفر مصدر الطاقة لتوليد سائل عالي الضغط. وصمما نظاما يفيد من التفاوت في حرارة المحيطات لتوليد سائل عالي الضغط يمكن أن يستعمل لتوليد الطاقة.  وقال تشاو: "الحيلة كانت في استنباط مادة خاصة تعرف بمادة تغيير المراحل تتبدل من صلب الى سائل مع تغير حرارة المناخ من بارد الى دافئ. وحينما تذوب هذه المادة تتضخم وتتجمع في أنبوب مركزي يخزن فيه سائل آخر.  وهذا السائل الذي يكون تحت ضغط مرتفع يستخدم لتوليد طاقة كهربائية لغرض شحن البطاريات تحت الماء."

وأثناء عملهما على هذا المشروع أدرك الباحثان أن بمقدورهما توظيف نفس هذه الفكرة – أي استخدام مضخة بيئية لإنتاج سائل عالي الضغط – لإنتاج طاقة كهربائية من محيطات العالم.

وفي نظام نقل طاقة الحراك المائي الكبير الحجم، الذي ترعاه كالتيك ومختبر الدفع النفاث   لناسا، اوحى جونز وتشاو بأن حركة المد الجزر، والتيارات والأمواج في المحيطات، وكذلك حركة تدفق الأنهار، ستوفر مصدرالطاقة لتوليد سائل عالي الضغط.  ومع تشغيل حركة الماء لشفرات توربينات تحت سطح الماء، فإن سرعة الدوار تزاد بواسطة صندوق مسننات يشغل مضخة تعمل على سائل عالي الضغط.  وينقل السائل عالي الضغط من خلال أنابيب مرنة الى أنبوب أوسع ومن ثم إلى معمل طاقة كهرمائية على الساحل او اليابسة.

ويضيف تشاو في حديثه عن هذا المشروع: "إذا استخدمنا ماء عذبا في دائرة مغلقة وأعدنا تدوير السائل لن يكون هناك اي أثر مباشر على المنظومة البيئة للمحيطات او الأنهار." أما جونز فأشار إلى ان من الفوائد الجمة لهذا النظام المصمم هو أنه يزيل كل المكونات الكهربائية المغمورة التي هي عرضة للصدأ والتآكل." كما أن أنظمة طاقة أخرى تعمل بواسطة التوربينات التيارية مثل النظام الذي يشغل حاليا في "أيست ريفر" او  النهر الذي يحاذي شرق جزيرة مانهاتان بنيويورك، تنقل الطاقة المولدة بفعل التوربينات الى السطح بواسطة كابلات كهربائية مطمورة. لكن هذه غالية الكلفة ويصعب صيانتها ويمكن أن تكون خطرة على الإنسان—كما يشير  جونز.  وهناك مسائل مشابهة في نوعي نظام  لطاقة  الموائع المتحركة في بريطانيا وآخر يعتزم تشغيله في كوريا الجنوبية.

ويقول جونز إن نظام نقل طاقة الحراك المائي يجمع بين تصميم مبسط مقاوم للصدأ ويعمل دون سطح الماء من ناحية ونظام توليد طاقة كهربائية رخيص الثمن على اليابسة من ناحية ثانية." ويضيف: "نظامنا المقترح لديه ميزة أخرى وهي أن الطاقة الهيدرولكية او المدارة بقوة الماء والمضغوطة يمكن تخزينها في خزان مرتفع على اليابسة ويمكن أن تستخدم لتوليد طاقة الكهرباء حينما تنشأ حاجة لها او لسد طلب عليها.  وغالبية أنظمة الطاقة المصادقة للبيئة تنتج الطاقة بصورة متقطعة."

من ناحيته قال تشاو: هذا النوع من نظام تحويل الطاقة الهيدروليكية يجوز تطبيقه في عدة أنواع من الطاقة المستمدة من أنهار وأمواج وتيارات المحيطات وحركة المد والجزر فيها.

شبكة النبأ المعلوماتية- الاربعاء 3/حزيران/2009 - 6/جمادى الآخرة/1430

© جميع الحقوق محفوظة لمؤسسة النبأ للثقافة والإعلام 1419-1430هـ  /  1999- 2009م