الطاقة ضرورة لكل النشاطات الإنسانية، ومن دونها لا مجال للحديث عن التنمية الاقتصادية. لذلك تقوم معظم الدول بتخطيط طويل الأمد لمعرفة احتياجاتها من الطاقة وسبل تأمين هذه الاحتياجات.

 شكل الوقود الأحفوري، منذ بدء الثورة الصناعية في أواخر القرن التاسع عشر، المحرك الأساسي للحضارة الغربية. ففي الولايات المتحدة وأوروبا كان الفحم المصدر الأهم للطاقة. لكن مع بداية القرن العشرين حظي الغاز والنفط برواج سريع مما أدى إلى تخفيض أسعار الطاقة وتحسين نوعية خدمات مثل النقل والتدفئة وغيرهما.

وكان النفط مع نهاية القرن العشرين أهم مصدر للطاقة، إذ استطاع تأمين 33 في المئة من مجمل الاستهلاك العالمي، يليه الفحم الذي غطى 22 في المئة والغاز الطبيعي بنسبة 20 في المئة. ولم تساهم الطاقة النووية بأكثر من 6 في المئة ولا الطاقة المائية بأكثر من 7 في المئة. أما الطاقات المصنفة "غير تجارية"، كالأخشاب مثلاً، فقد ساهمت بما لا يزيد على عشرة في المئة. والطاقات المتجددة المعروفة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، ساهمت مجتمعة بنحو 2 في المئة.

تقدر كمية الطاقة الضرورية يومياً لتمكين الإنسان من البقاء حياً والعمل بفعالية بنحو 2000 كيلو كالوري أو ما يعادل 100 واط. غير أن الاستهلاك الفردي يختلف جذرياً بين الدول الصناعية والدول النامية. ففي حين يستهلك الفرد في بعض الدول الأفريقية 0,5 طن من النفط المعادل (TOE) في السنة، فإن المواطن في شمال القارة الأميركية يستهلك 8 أطنان من النفط المعادل.

ويبدو أن مستوى إنتاج الطاقة في المستقبل يتعلق بعاملين أساسيين. الأول، التسخين الإضافي للكرة الأرضية الناتج عن استهلاك الطاقة وإنتاجها، علماً أن تغير المناخ حتى الحد المسموح به هو الذي سيرسم الحد الأقصى لإنتاج الطاقة بشكل يسمح بالحفاظ على بيئة نظيفة وتأمين مستلزمات البشرية من الطاقة في آن معاً. والعامل الثاني هو الإمكانات المادية المتوفرة للاستثمار في قطاع الطاقة. فما زال هناك، في بداية القرن الحادي والعشرين، نحو بليوني شخص لا تصل إليهم الكهرباء، وهذا يعني أن تكاليف مشاريع الطاقة لسد احتياجات العالم خلال الفترة 1990 - 2020 ستكون بحدود 15 ألف بليون دولار إذا ما استمر الطلب على الطاقة متزايداً بالوتيرة التي نشهدها اليوم.

يمكن تقسيم أشكال الطاقة التي يستعملها الإنسان إلى مجموعتين: الطاقة غير المتجددة والطاقة المتجددة. ويكمن الفرق الأساسي بين المجموعتين في أن الطاقة غير المتجددة تلعب دوراً إضافياً في زيادة حرارة الكرة الأرضية، في حين أن الطاقة المتجددة تعمل فقط على إعادة توزيع الحرارة في الطبيعة. من هذا المنطلق يمكن إعطاء الطاقة غير المتجددة صفة الطاقة الملوثة، في حين يتسنى إنتاج ما يسمى طاقة نظيفة أو صديقة للبيئة من المصادر المتجددة.

من أشكال الطاقة الملوثة غير المتجددة تلك الناتجة من حرق الوقود الأحفوري، كالفحم والنفط والغاز الطبيعي، ومن الطاقة النووية.

الفحم أحد أشكال الوقود الأحفوري الأكثر انتشاراً في العالم. وعلى رغم تقلص دوره في إنتاج الطاقة في كثير من الدول، فإن الطلب عليه استمر في الازدياد بمعدل 3 في المئة سنوياً في الدول النامية بالمقارنة مع 0,4 في المئة في الدول المتطورة. وسجل انخفاض في استهلاك الفحم في دول أوروبا الغربية، كذلك في دول الاتحاد السوفياتي السابق حيث انخفض الاستهلاك بمعدل 1,5 في المئة سنوياً. وعموماً، حافظ الفحم على دور متقدم في إنتاج الطاقة، وساهم في العام 1996 بتغطية 15 في المئة من مجمل احتياجات الطاقة العالمية، بما في ذلك 38 في المئة من مجمل إنتاج الكهرباء.

تشير بعض التوقعات إلى أن استهلاك الفحم سيزداد من 5,2 بلايين طن، وهو المستوى الذي كان عليه عام 1996، إلى 6,7 بلايين طن سنة 2020. إلا أن هذه التوقعات غير دقيقة، خصوصاً مع عدم التزام دول كثيرة اتفاقية كيوتو المتعلقة بتغير المناخ والتي ما زالت موضوعاً خلافياً بين دول العالم النامي والدول الصناعية.

يقدر الاحتياطي العالمي للفحم القابل للاستخراج من المناجم بنحو 1088 بليون طن، وهو يكفي العالم 200 سنة مقبلة إذا استمر الاستهلاك على ما هو اليوم. ويتوزع هذا الاحتياط على العديد من الدول، أبرزها الولايات المتحدة (25%) ودول الاتحاد السوفياتي السابق (23%) والصين (12%) ودول أخرى مثل ألمانيا والهند وأوستراليا وجنوب أفريقيا (29% مجتمعة).

وعلى رغم المساهمة الكبيرة للفحم في إنتاج الطاقة اليوم، ستكون أمام استخدامه في المستقبل تحديات بيئية كبيرة لما يسببه من انبعاثات لغازات الدفيئة التي ترفع حرارة العالم والملوثات التي تضر بالبيئة. ومن أهم هذه الملوثات ثاني أوكسيد الكبريت المسؤول المباشر عن الأمطار الحمضية.

هل تساءلتم مرة عن كيفية وجود النفط على عمق مئات أو آلاف الأمتار تحت سطح الأرض؟ إذا ما تسنى للمرء النظر على هذا العمق، فلن يرى بحيرة من النفط كما يعتقد البعض. النفط موجود تحت الأرض في شكل قطرات عالقة ضمن طبقات صخرية. أما كيف يمكن لهذه القطرات أن تخرج من الصخور وتعبىء ملايين البراميل يومياً، فذلك لوجود النفط تحت تأثير ضغط كبير مرده إلى آلاف الأطنان من الصخور الرابضة فوقه. فعندما نحفر بئراً نكون كمن يثقب كرة مليئة بالهواء مما يؤدي إلى تدفق النفط تلقائياً إلى السطح. ومع مرور الوقت يخف الجهد الطبيعي، مما يستوجب استعمال مضخات لضخ النفط إلى السطح. ويخرج الغاز الطبيعي أحياناً مع النفط. وفي هذه الحالة قد تقوم الشركات المنقبة بإعادة ضخه إلى أسفل البئر لتقوية الضغط. وفي مقابل كل برميل يُستخرج طبيعياً تبقى ثلاثة براميل في البئر، أي أن ثلاثة أرباع موجودات النفط تبقى لاستخراجها بالمضخات. ولكن على رغم التكنولوجيات الحديثة، فالشركات المنقبة غير قادرة اليوم على استخراج كل النفط، إذ في مقابل كل برميل يستخرج بواسطة المضخات يبقى برميلان في الأرض.

بدأ استخراج النفط عام 1859 في بئر دريك قرب تيتوسفيل في ولاية بنسلفانيا الأمريكية. واستخدم في البداية لأغراض الإنارة. وما زالت توقعات احتياطي النفط للسنوات المقبلة غير دقيقة. وقد أشارت دراسة مسحية أجريت في الولايات المتحدة عام 1993 إلى وجود احتياطي مقداره 201- 208 آلاف بليون برميل في العالم.

وتشير بعض الدراسات الحديثة إلى أن ذروة الإنتاج النفطي قد تحدث في الفترة 2010- 2020، علماً أن الدول المنتجة من خارج منظمة الدول المصدرة للنفط (أوبيك) ستصل إلى ذروة إنتاجها قبل هذا الوقت، مما يؤكد أن العالم يتجه إلى الاعتماد أكثر فأكثر على نفط الشرق الأوسط.

الغاز الطبيعي مادة لا لون لها ولا رائحة. اعتبر لسنوات طويلة مورداً لا أهمية له اقتصادياً، ولذلك عمدت دول وشركات كثيرة إلى التخلص منه بحرقه. ويحتوي الغاز الطبيعي على مادة شديدة الاحتراق هي الميثان الذي يحترق بشكل كلي تقريباً مخلفاً القليل نسبياً من التلوث. ويستعمل الغاز الطبيعي في تطبيقات عدة، مثل الطهي والتدفئة وإنتاج الكهرباء. وبما أن لا رائحة له، فإن الشركات المصنعة تضيف إليه مادة كيميائية تعطيه رائحة كريهة لكي يتم التنبه له في حالات التسرب.

حفر أول منجم للغاز الطبيعي في العام 1821. إلا أن استعمال الغاز في القرن التاسع عشر اقتصر على أغراض الإنارة، خصوصاً إنارة الشوارع. وأنشىء أول أنبوب لنقل الغاز في العام 1891 بطول 192 كيلومتراً، لنقل الغاز من وسط إنديانا إلى شيكاغو في الولايات المتحدة.

يجري الغاز الطبيعي إلى السطح إما بتسرب تلقائي ناجم عن الضغط الهائل الذي يدفعه من القعر، وإما بواسطة مضخات كما في حالات التنقيب عن النفط.

ويقدر احتياطي الغاز الطبيعي في العالم بما يعادل 1,9 ألف بليون برميل من النفط. ومع أن تزايد الطلب على الغاز هو حالياً أكثر منه على النفط (3 في المئة سنوياً على الغاز مقابل 1,8 في المئة على النفط) فمن غير المتوقع أن يصل العالم إلى ذروة الإنتاج قبل سنة 2020.

شهد القرن العشرون تطوراً علمياً بارزاً أدى بالإنسان إلى سبر أغوار الذرات التي تتألف منها المادة وإخراج مخزونها من الطاقة. وقد بحث العلماء لسنوات طويلة عن طرق تمكنهم من شطر الذرات، واختاروا منذ البداية النيوترون للقيام بهذه المهمة. والنيوترون هو من الدقائق غير المشحونة كهربائياً فلا تؤثر عليه قوى التباعد الكهربائي. وعند القيام بالتجربة على عدد من الأجسام، تبين أن كل ذرة من الأورانيوم تنشطر إلى قسمين يتطايران بسرعة هائلة، وينشأ عن ذلك عدد إضافي من النيوترونات التي تقوم بشطر ذرات الأورانيوم الأخرى. والسؤال الذي يطرح هنا: هل يمكن لعملية الانشطار أن تبدأ تلقائياً عند "قصف" قطعة صلبة من الأورانيوم، خصوصاً وأن النيوترونات موجودة في الهواء؟ الجواب هو لا، لأن النواة التي تنشطر هي نواة الأورانيوم 235 الذي يشكل واحداً في المئة فقط من الأورانيوم الطبيعي، والـ 99 في المئة المتبقية هي الأورانيوم 239 الذي لا ينشطر. لذلك يقوم المنتجون بتحسين نوعية الأورانيوم عبر إغنائه بذرات الأورانيوم 235، لتصبح نسبة هذه 3-5 في المئة مما يسمح باستعماله في المفاعلات النووية، أو 20-90 في المئة لأغراض السلاح النووي.

لنتخيل قطعة من الأورانيوم 235"النظيف" بحجم برتقالة كروية الشكل قطرها ستة سنتيمترات ووزنها كيلو غرامان. إن اصطدام نيوترون بنواة ذرة أورانيوم يؤدي إلى شطرها. ولكن هل ستبدأ عندئذ عملية انشطار بقية الذرات؟ لا، إذ يلزم النيوترون الذي ينشأ عن عملية الانشطار الأولى 5-7 سنتيمترات كي يلتقي بنواة أورانيوم أخرى ليشطرها. ولما كان شعاع "برتقالة" الأورانيوم هذه ثلاثة سنتيمترات، فإن النيوترون سيخرج على الأرجح من البرتقالة قبل أن يلتقي ذرة أورانيوم. لذلك يتوجب على النيوترونات التي تتوالد بعملية الانشطار أن تجد في طريقها ذرات أورانيوم لتشطرها، وهذا يتطلب وجود كتلة أورانيوم ذات وزن حرج (critical mass) داخل البرتقالة. وقد بات معروفاً أن كرة من الأورانيوم بقطر 15-17 سنتيمتراً يجب أن تزن 50 كيلوغراماً على الأقل ليكون في الإمكان إحداث عملية الانشطار داخلها. وللتحكم بعملية الانشطار وتفادي الانفجار، يتوجب التحكم بسرعة النيوترونات وسحب قسم منها، وهذا ما يحصل عادة في المفاعلات النووية التي تولد اليوم 6 في المئة من مجموع احتياجاتنا من الطاقة.

هناك حالياً 434 محطة نووية في العالم تنتج الكهرباء في 31 بلداً، بالإضافة إلى 36 محطة قيد الإنشاء في 14 بلداً. وتعمل محطات توليد الكهرباء النووية لمدة 40 سنة قابلة للتجديد.  وتعتمد 18 دولة على الطاقة النووية لتأمين ربع حاجاتها على الأقل من الكهرباء. ويبلغ السعر الوسطي لإنتاج الكهرباء بالطاقة النووية 2,31 سنت لكل كيلوواط ساعي (الدولار 100 سنت)، في حين يكلف إنتاج كيلوواط ساعي من الفحم 2,12 سنت، ومن الغاز 3,55 سنت، ومن النفط 3,87 سنت (بدولار 1998).

منذ آذار (مارس) 1993 جمع نحو 50,5 طناً من الأورانيوم من نحو 3300 سلاح نووي تم تفكيكها بعد اتفاق الولايات المتحدة وروسيا على ضرورة تجيير الأسلحة النووية للأغراض السلمية. والأورانيوم الموجود في هذه الأسلحة وقود غني جداً بالأورانيوم 235 إذ تراوح نسبته بين 20 و90 في المئة. لذلك، وبهدف تخفيف قوته، يعاد تصنيعه من أجل إعادة نسبة الأورانيوم 235 فيه إلى حدود 3-5 في المئة.

الأورانيوم مادة موجودة بوفرة في الطبيعة. وتنتجه 16 دولة، تحتل كندا وأوستراليا صدارتها.

ويمكن القول إن الطاقة النووية تستطيع أخذ مكان الوقود الأحفوري في إنتاج الطاقة إذا توصل العلم والتكنولوجيا إلى إنهاء المخاوف المتعلقة بالسلامة العامة والتخلص من النفايات المشعة.

الطاقات المتجددة هي تلك التي نحصل عليها من خلال »تيارات« الطاقة التي يتكرر وجودها في الطبيعة على نحو تلقائي ودوري. وهي تتمثل في الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وطاقة المياه وطاقة الكتلة الحية. كذلك فإن طاقة المحيطات وطاقة المد والجزر وطاقة الحرارة الجوفية في باطن الأرض هي أيضاً طاقات متجددة.

الطاقة الشمسية هي طاقة الاندماج النووي للمواد المكونة لجرم الشمس. وقد استخدمت طاقة الشمس الحرارية منذ آلاف السنين في المناطق الحارة لتسخين المياه وتجفيف المحاصيل لحفظها من التلف. أما في عصرنا، فتجرى الأبحاث والتجارب لاستغلال طاقة الشمس، حتى في المناطق الباردة، في إنتاج الكهرباء وتدفئة المنازل وتكييف الهواء وصهر المعادن وغير ذلك من التطبيقات الضرورية.

تصل الطاقة الشمسية إلى الأرض على شكل ضوء أو طاقة إشعاعية. ففي أيام الصحو، حين تكون الشمس عمودية، تصل طاقتها الإشعاعية إلى سطح الأرض الخارجي بمعدل كيلوواط واحد في المتر المربع، أي أنها مصدر وفير لو أمكن تجميعه واستغلاله للوفاء بحاجة الإنسان. وتستخدم الطاقة الشمسية بشكل رئيسي في المجالات الآتية:

تسخين مياه الاستخدام المنزلي: لا ضرورة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية لتسخين مياه الاستخدام المنزلي. ويمكن أن يتم ذلك بواسطة اللاقطات الشمسية ذات السطح الماص الأنبوبي المصنوع من الفولاذ المكلفن أو من النحاس مع صفيحة ماصة من الفولاذ والألومنيوم. في العالم العربي، تعد الأردن وسورية أكثر الدول استخداماً وإنتاجاً لهذه الأجهزة. وتنتج سورية نحو 6000 متر مربع من اللاقطات الشمسية سنوياً. وفي الأردن، تستعمل في 26 في المئة من البيوت سخانات شمسية تنتجها نحو 25 شركة خاصة .

إنتاج الكهرباء بواسطة الخلايا الكهرضوئية: ثبت أن إنتاج الكهرباء بواسطة الخلايا الكهرضوئية (PV cells) ذو جدوى اقتصادية أكيدة في التطبيقات الصغيرة، حتى حيث يمكن الحصول على الطاقة من الشبكة العامة أو من محطات الديزل. وقد ازدهرت عالمياً صناعة الأجهزة الشمسية المعتمدة على الخلايا الضوئية. وانتقلت شركات الإنتاج من بيع أجهزة بقدرة 3000 كيلوواط عام 1980 إلى ما يزيد مجموعه على 75,000 كيلوواط عام 1998. ذلك أن الكثير من التطبيقات، مثل الإضاءة الخارجية وأجهزة الهاتف وتحصين المؤسسات بالأسلاك المكهربة وإعلانات الشوارع، يمكنها أن تعمل جيداً بالطاقة الشمسية. وقد تدنى سعر إنتاج الكهرباء بواسطة الخلايا الكهرضوئية إلى 20-35 سنتاً لكل كيلوواط ساعي. أما كلفة الإنشاء فتقدر بنحو 4000-6000 دولار لكل كيلوواط من القدرة الإنتاجية.

توليد الكهرباء بواسطة أبراج القوى: برج القوى (power tower) عبارة عن مصفوفة كبيرة من المرايا توضع على الأرض وتوجه باستمرار نحو الشمس لتعكس أشعتها على غلاية بخارية ذات ضغط عال، ويستخدم البخار الناتج في إدارة مولد كهربائي. يبلغ سعر إنتاج الكهرباء بهذه الطريقة  5-8 سنتات لكل كيلوواط ساعي.

إعذاب المياه: تسخن الطاقة الشمسية المياه داخل أباريق ضخمة حيث تتبخر وتتكاثف في شكل مياه عذبة.

العمارة الشمسية: أنشىء حديثاً حقل علمي جديد يعرف بالهندسة المعمارية الشمسية، ويقوم على استخدام الطاقة الشمسية في إنارة المنازل وتدفئتها من خلال وضع تصاميم خاصة للنوافذ واستعمال العوازل الشفافة. وقد أثبتت التجارب أن الإشعاع الشمسي يستطيع أن يؤمن 50-70 في المئة من التدفئة المطلوبة لمنازل واقعة في مناطق باردة.

تدفئة البيوت الزراعية: يمكن للطاقة الشمسية أن تساهم في تدفئة البيوت الزراعية بواسطة اللاقطات الشمسية ذات السطح الماص من أنابيب البوليبثيلين المثبتة على هيكل البيت الزراعي، واستخدام دارة (circuit) من هذه الأنابيب التي يمكن أن تطمر في التربة تحت خط الزرع على عمق 10-20 سنتيمتراً أو توضع على سطح التربة عند خط الزرع. والهدف من هذه الدارة الحصول على كسبٍ حراري في الشتاء يرفع حرارة البيت الزراعي إلى5-10 درجات فوق حرارة الجو الخارجي.

تقوم محطات الطاقة المائية بتوليد الكهرباء عن طريق تحويل الطاقة الميكانيكية الناتجة من تساقط الماء عبر أنابيب إلى توربينة المولد الكهربائي. وتعد الطاقة المائية اليوم من الطاقات المتجددة الأكثر انتشاراً، بحيث تساهم بنحو 7 في المئة من مجمل احتياجات الطاقة في العالم، بما في ذلك 15 في المئة من مجمل احتياجات الكهرباء.

بدأ أول استخدام عملي للطاقة المائية حوالى العام 250 قبل الميلاد، وكان مقتصراً على تطبيقات بسيطة كطحن الحبوب. أما أول استخدام عملي للماء في إنتاج الكهرباء فحصل عام 1882. والمحطات المائية تخدم سنوات طويلة وتمتاز بجدواها الاقتصادية. فهي تعمر نحو 50 سنة، وتنتج كهرباء بسعر يقارب 3-4 سنتات لكل كيلوواط ساعي، ويمكن أن تبنى بحجم صغير على مستوى الكيلوواط أو كبير على مستوى الميغاواط (الكيلوواط 1000 واط والميغاواط 1000 كيلوواط).

تعتبر المحطات المائية غير ملوثة، ومع ذلك فإن هناك معارضة بيئية متزايدة لبنائها، خصوصاً عندما تكون القدرة المتوخاة مئات أو آلاف الميغاواط. وذلك لأن إنتاج الطاقة الكهربائية بالماء يعتمد على عاملين: ارتفاع شلال الماء عن مستوى المولد وسرعة تدفق الماء (أمتار مكعبة في الثانية). ولذا فإن الأمر يتطلب غالباً بناء سدود ضخمة توجب اقتلاع الأشجار وتغيير طبيعة المنطقة. وقد أخذ إنتاج الكهرباء من الطاقة المائية منحى تصاعدياً بمعدل 5 في المئة سنوياً منذ بداية القرن العشرين. ويقدر المخزون العالمي للطاقة المائية بـ14000 تيراواط في السنة (التيراواط بليون كيلوواط).

استخدمت طاقة الرياح منذ أقدم العصور في دفع السفن الشراعية وإدارة طواحين الهواء لرفع مياه الآبار وطحن الغلال والحبوب. ولكن نظراً لعدم ثبات سرعة الرياح وعدم استمرارها، تأخر استخدامها كوسيلة رئيسية لتوليد الطاقة الكهربائية. فقدرة حركة الرياح تتناسب مع سرعتها، إضافة إلى أن كفاءة تحويل الطاقة تتوقف على محرك الرياح الذي يتمتع بكفاءة تصميمية لا تتعدى نظرياً 60 في المئة.

لقد قطعت تقنية الرياح شوطاً كبيراً في إثبات جدارتها كشريك أساسي في عملية إنتاج الطاقة الكهربائية. فالكلفة الإنشائية للكيلوواط الواحد اليوم بين 1000 و1500 دولار، وسعر إنتاج الكهرباء يراوح بين 6 و9 سنتات لكل كيلوواط ساعي متأثراً بسرعة الرياح. وتعد الدنمارك واليونان وهولندا وبريطانيا والصين من الدول الأكثر نشاطاً في استخدام وصناعة أجهرة الطاقة الهوائية. وقد قررت الدنمارك مع بداية سنة 2000 توليد 10 في المئة من حاجتها الكهربائية بواسطة الطاقة الهوائية. أما الصين فما زالت تعمل منذ 1996 على رفع قدرة الأجهزة الهوائية لتمكنها من إنتاج 1000 ميغاواط.

ينشط توليد الطاقة الكهربائية من طاقة الرياح على نطاقين. الأول هو النطاق المعزول ويعمل بالتوازي مع مولد ديزل لمعاونته ومن ثم ترشيد استهلاكه للوقود، أو مع خلايا ضوئية شمسية ونظام تخزين، أو مع مولد ديزل وخلايا ضوئية ونظام تخزين. والثاني هو نطاق الاتصال مع الشبكات الكهربائية، وفي هذه الحالة تنشأ »مزارع« للرياح بقدرات عالية يتم وصلها بالشبكة العامة. ومن الاستعمالات المهمة لطاقة الرياح ضخ المياه لري المناطق الزراعية.

طاقة الكتلة الحيوية(biomass) هي الناتجة عن المخلفات العضوية والحيوانية والنباتية والآدمية. وسواء كانت هذه المخلفات صلبة أم تصريفات صناعية سائلة أم مخلفات زراعية، ففي الإمكان معالجة الكثير منها باستخدام التخمير البكتيري أو الاحتراق الحراري أو تحليل الكائنات المجهرية. ويعطي كل أسلوب منتوجاته الخاصة به، مثل الميثان والكحول والبخار والأسمدة الكيميائية. ويعد الإيثانول واحداً من أفضل أنواع الوقود المستخلصة من الكتلة الحيوية، وهو يستخرج بشكل رئيسي من محاصيل الذرة والسكر. والتجارب مستمرة لإيجاد وسائل اقتصادية لاستخدام الكتلة الحيوية في توليد الكهرباء. وإحدى هذه الوسائل حجز غاز الميثان المنطلق من المواد النباتية الذابلة ومن المخلفات الحيوانية واستخدامه كوقود لإنتاج البخار. وهناك تجارب أخرى تهدف إلى استخدام الأخشاب في صناعة الكهرباء، فحيث تكون صناعة الورق يمكن استهلاك الفضلات الخشبية لتوليد طاقة كهربائية تغذي هذه الصناعات نفسها.

تعتبر الكهرباء الشكل الأرقى للطاقة. ومن المتفق عليه أن تنامي الطلب عليها سيحدث في الدول النامية أكثر منه في الدول الصناعية. فبحسب توقعات البنك الدولي، ستحتاج الدول النامية إلى استثمارات بمئة بليون دولار سنوياً خلال السنوات الثلاثين المقبلة لكي تفي احتياجاتها من الكهرباء. وتقدر احتياجات الكهرباء في العالم للفترة 1995-2020 بنحو 3475 جيغاواط (الجيغاواط مليون كيلوواط). وتقدر نسبة الزيادة السنوية في الطلب بـ 1,6 في المئة في الدول الصناعية، وواحد في المئة في دول شرق أوروبا والاتحاد السوفياتي السابق، و4,4 في المئة في الدول النامية. ومن المتوقع أن تبلغ كلفة إنشاء المحطات اللازمة 30257 ألف بليون دولار (بسعر دولار 1990) أي ما يعادل 937 دولاراً لكل كيلوواط. والاستثمار في قطاع الكهرباء في هذه الفترة سوف يشكل 0,3 في المئة من مجمل الناتج المحلي العالمي، وسيكون بنسبة أعلى في الدول النامية منه في الدول المتطورة.

إن تحقيق عمليات التنمية في دول العالم النامي وتطور الصناعة والعلوم في الدول الصناعية ينعكسان تنامياً سريعاً في الطلب على الطاقة. ويصطدم تأمين متطلبات المجتمعات من الطاقة بعقبتين رئيسيتين هما الاستثمار الهائل الذي يتطلبه ذلك والتلوث الناشىء عن ازدياد إنتاج الطاقة. لذلك، ومن أجل تحقيق توازن يحمي البيئة ويؤمن استمرارية التطور الاجتماعي في آن، لا بد من أمرين: ترشيد استهلاك مختلف أنواع الطاقات، وتشجيع استخدام الطاقات المتجددة.

إن السياسات التي سادت في السبعينات وكانت تدعو إلى استخدام أكبر للطاقة ولّت إلى غير رجعة. وبما أن تطور المجتمعات مرتبط بمستوى استخدامها للطاقة، وما دامت التنمية المستدامة تتطلب بيئة سليمة، فمن المستحيل التقدم بالحضارة الإنسانية من دون ترشيد استهلاكنا للطاقة وتحسين قدراتنا على استخدام الطاقات المتجددة وتعميق بحثنا لإيجاد أشكال جديدة من الطاقة غير المستثمرة.

باختصار، يجب الاستعداد اليوم لمشاكل الأيام المقبلة.

 

سيشهد صيف 2000 بناء أعلى توربينتين هوائيتين بحريتين في العالم قبالة ميناء بلايث شمال شرق بريطانيا. ويأمل الشركاء البريطانيون والهولنديون، وبينهم شركتا PowerGen Pic و"شل"، أن يمهد هذا المشروع التجريبي الطريق أمام استثمارات محتملة مقدارها ستة بلايين جنيه استرليني (نحو 9,6 بلايين دولار) في بحر الشمال الذي هو أغنى مصدر لطاقة الرياح في أوروبا الغربية. وقد طلبت وزيرة الطاقة البريطانية هيلين ليدل من جميع شركات الكهرباء في البلاد تأمين 10 في المئة من حاجتها من مصادر "خضراء" بحلول سنة 2010. وتنتج مصادر الطاقة المتجددة حالياً 2,3 في المئة فقط من إجمالي الكهرباء المنتجة في بريطانيا، ومعظمها طاقة كهرمائية.

وستبنى مزرعة الرياح التابعة للمشروع في منتصف السنة الحالية. ويتوقع أن تبدأ توليد الكهرباء في آب (أغسطس). وسترتفع التوربينتان الهوائيتان العملاقتان، اللتان ستبلغ قدرتهما 2 ميغاواط والكافيتان لخدمة 3000 منزل، في جوار مزرعة الرياح القائمة في ميناء بلايث والتي بنيت على حاجز للماء. وستشتري شركة Nuon في هولندا كهرباء منتجة من إحدى التوربينتين لتبيعها بالمفرق (بالتجزئة) في هولندا بموجب اتفاق يعكس أسعاراً أعلى من المعتاد يدفعها المستهلكون الهولنديون بطيبة خاطر في مقابل حصولهم على كهرباء نظيفة.

وعلى الصعيد العالمي، حققت صناعة طاقة الرياح عام 1999 أكبر زيادة في الإنتاج بلغت 3600 ميغاواط، مما رفع المجموع إلى 13,400 ميغاواط. وتنتج الدنمارك 10 في المئة من كهربائها من الرياح، وتهدف إلى إنتاج 50 في المئة من كهربائها من الطاقة المتجددة بحلول سنة 2030. وفي إسبانيا تنتج الرياح 20 في المئة من الكهرباء في نافارا شمال غرب البلاد، وفي ألمانيا تنتج 15 في المئة من الكهرباء في منطقة شلسفيك هولشتاين.

 

يسعى المغرب إلى إقامة مزرعتي رياح في شمال البلاد وجنوبها. فقد خصص المكتب الوطني للكهرباء 200 مليون دولار لمشروع تركيب توربينات هوائية قدرتها 200 ميغاواط في طنجة وطرفاية. وهاتان المحطتان هما جزء من مجموعة مزارع رياح ستؤدي إلى تخفيف اعتماد المغرب على محطات التوليد الحرارية. وستبلغ قدرة محطة طنجة القريبة من مضيق جبل طارق 140 ميغاواط، فيما تبلغ قدرة محطة طرفاية على حدود الصحراء الغربية 60 ميغاواط. وسوف تدير المشروع شركة قابضة يمتلك المكتب الوطني للكهرباء ثلثها ويتولى بيع الإنتاج الكهربائي بموجب اتفاقية امتياز.

يستورد المغرب حالياً 90 في المئة من احتياجاته الطاقوية، إذ يستعمل النفط لتوليد 80 في المئة من الكهرباء وتساهم الطاقة المائية بنسبة 14 في المئة. وقد بوشر برنامج طموح لتطوير الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ومصادر الطاقة المتجددة الأخرى. ويتولى مشروع فرنسي مشترك إنجاز مزرعة رياح قدرتها 50 ميغاواط في منطقة كوديا البيضا الشمالية، وهي ستكون أول مزرعة رياح في أفريقيا والعالم العربي. ومن المقرر أن يباشر توليد الكهرباء في نيسان (إبريل) المقبل. وقد بلغت كلفة أعمال الإنشاء 50 مليون دولار. وسوف تباع الكهرباء بموجب امتياز مدته 19 سنة.

وفي المغرب 60 خزاناً كبيراً للمياه تستعمل للري وتوليد الكهرباء. ويخطط لإنشاء سد كل سنة. وهناك ما لا يقل عن 90 مشروعاً قيد التطوير، بما في ذلك محطة دشار العويد التي تبلغ كلفتها 150 مليون دولار وستولد 220 مليون كيلوواط ساعي. وستكون هناك ثلاثة سدود في مجمع "هو سيبو" وسدان آخران في المصيرة ومجمع تخزين قدرته 300 ميغاواط بالقرب من أفورار ستبلغ كلفته 200 مليون دولار.

ويتوخى المكتب الوطني للكهرباء إيصال الطاقة الكهربائية إلى جميع المواطنين الذين يبلغ عددهم نحو 29 مليون نسمة بحلول سنة 2010.

 

أعلنت وزارة الطاقة الأميركية في كانون الثاني (يناير) الماضي مشروعاً جديداً لتطوير الموارد الحرارية الجوفية في ست ولايات غربية لإنتاج الكهرباء وتدفئة ملايين المنازل والمؤسسات. فقد منح وزير الطاقة بيل ريتشاردسون جامعات ومؤسسات خاصة هبات بقيمة 4,8 ملايين دولار لتشجيع استخدام التكنولوجيا الحرارية الجوفية الجديدة في كاليفورنيا ونيفادا ويوتاه وتكساس وإيداهو ونورث داكوتا. وحددت وزارة الطاقة هدفاً بعيد الأجل لتلبية ما لا يقل عن 10 في المئة من الاحتياجات الكهربائية في الغرب بواسطة الطاقة الحرارية المستخرجة من جوف الأرض بحلول سنة 2020. وتأمل الوزارة، مع نهاية هذا العقد، تزويد سبعة ملايين منزل أميركي بالطاقة الحرارية الجوفية، علماً أن ثمة نحو 300 مدينة وقرية ضمن مسافة تقل عن عشرة كيلومترات من مصادر هذه الطاقة.

وتعمل التكنولوجيا الجديدة على استخراج الطاقة من أحواض المياه الساخنة تحت سطح الأرض بشكل مماثل للأحواض الجوفية التي تنتج ينابيع ماء حار في متنزه يلوستون الوطني. ولتوليد الكهرباء يتم ضخ الماء الساخن الذي تصل حرارته إلى 370 درجة مئوية إلى سطح الأرض بواسطة آبار تحفر حتى عمق 3000 متر. وعندما يخفض ضغط الماء، تتم تغذية البخار الناتج منه في محرك توربيني يدير مولداً لإنتاج الكهرباء.