مساعدة مستعجلة حول بحث*الطاقة وعلاقتها بالمواطن*

[size=21]بليز اريد مساعدةفي بحث حول

الطاقة وعلا قتها بالمواطن


وهدا البحث يتناول
تعريف الطاقة
انواعها
مصادرها
علاقتها بالمواطن

هدا البحث في مادة الفيزياء


ارجواكم ان تمدوا لي يدي يد العون
باي شي تقدرون عليه

حتي ولو مجرد رابط
شكرا

انا انتظر ردودكم علي احر من الجمر ضروري جدا


[/size]

[b]الطاقة والمواطنة
عندما عرف الإنسان النار، عرف أول طريقة لاستغلال الطاقة
واستخدامها في مختلفأغراضه الحياتية مثل طهي الطعام وتدفئة الكهف وإنارة
الظلام، وهكذا كان الحجر هوأول مصدر خارجي للطاقة؛ ثم تلاه الخشب وغيره من
أدوات إشعال النار، والحصول علىالطاقة الحرارية.
والطاقة هي الوجه الآخر لموجودات الكون غير الحية، فالجمادات بطبيعتها
قاصرة عنتغيير حالتها دون مؤثر خارجي، وهذا المؤثر الخارجي هو الطاقة،
فالطاقة هي مؤثراتتتبادلها الأجسام المادية لتغيير حالتها، فمثلا لتحريك
جسم ساكن ندفعه فنعطيه بذلكطاقة حركية، ولتسخين جسم نعطيه طاقة حرارية،
ولجعل الجسم مرئياً نسلط عليه ضوءاًفنعطيه طاقة ضوئية، وهكذا.
ويمكنتعريف الطاقة بأنها القدرة على القيام بنشاط ما، وهناك صور عديدة للطاقة يتمثلأهمها في الحرارة والضوء والصوت، وهناك أيضاً الطاقة
الميكانيكية التي تولدهاالآلات، والطاقة الكيميائية التي تنتج من حدوث
تفاعلات كيميائية، وهناك الطاقةالكهربائية، والطاقة الكهرومائية،
والحركية، والإشعاعية، والديناميكية، والذرية. كما يمكن تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى، من طاقة كيميائية إلى طاقة ضوئية مثلاً،والكهربائية إلى حركية.
وكمية الطاقة الموجودة في العالم ثابتة على الدوام، فالطاقة لا تفنى ولا تستحدث،ولكنها تتحول من صورة إلى أخرى، ولهذا نجد أن الطاقة
هي قدرة المادة للقيام بالشغل (الحركة)، فالطاقة التي يصاحبها حركة يطلق
عليها طاقة حركية، والطاقة التي لها صلةبالوضع يطلق عليها طاقة كامنة.
وهناك تصنيف للطاقة ومصادرها يقوم على مدى إمكانية تجدد تلك الطاقةواستمراريتها، وهذا التصنيف يشمل:
1-الطاقة التقليدية أو المستنفذة:

وتشمل الفحم والبترول والمعادن والغاز الطبيعي والمواد الكيميائية، وهي
مستنفذةلأنها لا يمكن صنعها ثانية أو تعويضها مجدداً في زمن قصير.

2-الطاقة المتجددة ومكانتها وحدودها :


وتشمل طاقة الرياح والهواء والطاقة الشمسية وطاقة المياه أو الأمواج
والطاقةالجوفية في باطن الأرض وطاقة الكتلة الحيوية، وهي طاقات لا تنضب.
وفي السطور القليلة التالية سنتعرف على أهم أشكال الطاقة المتجددةوكيفية الاستفادة منها:
أ- طاقة المياه:



توليد الطاقة من المياه


تأتي الطاقة المائية منطاقة تدفق
المياه أو سقوطها في حالة الشلالات (مساقط المياه)، أو من تلاطم الأمواجفي
البحار، حيث تنشأ الأمواج نتيجة لحركة الرياح وفعلها على مياه البحار
والمحيطاتوالبحيرات، ومن حركة الأمواج هذه تنشأ طاقة يمكن استغلالها،
وتحويلها إلى طاقةكهربائية، حيث تنتج الأمواج في الأحوال العادية طاقة
تقدر ما بين 10 إلى 100 كيلووات لكل متر من الشاطئ في المناطق متوسطة
البعد عن خط الاستواء.
كذلك يمكن الاستفادة من الطاقة
المتولدة من حركات المد والجزر في المياه،وأخيراً يمكن أيضاً الاستفادة من
الفارق في درجات الحرارة بين الطبقتين العلياوالسفلى من المياه التي يمكن
أن يصل إلى فرق 10 درجات مئوية.


ب- طاقة الكتلة الحيوية(Biomass fuels):
وهي الطاقة
التي تستمد من المواد العضوية كإحراق النباتات وعظام ومخلفاتالحيوانات
والنفايات والمخلفات الزراعية. والنباتات المستخدمة في إنتاج طاقة
الكتلةالحيوية يمكن أن تكون أشجاراً سريعة النمو، أو حبوباً، أو زيوتاً
نباتية، أو مخلفاتزراعية، وهناك أساليب مختلفة لمعالجة أنواع الوقود
الحيوي، منها:
§ الحرق المباشر
ويستعمل للطهي والتدفئة وإنتاج البخار غيرأن هذه العملية لها مردود حراري ضئيل .
§ الحرق غير المباشر:
لإنتاج الفحم (بدون أوكسجين)
§ طرق التخمير:
لإنتاج غاز الميثان الذي يستخدم في الأعمالالمنزلية كالتدفئة والطهي والإنارة.
§ الحل الحراري.
§ التقطير.
ويعطي كل أسلوب من الأساليب السابقة منتوجاتهالخاصة به مثل غاز الميثان
والكحول والبخار والأسمدة الكيماوية، ويعد غاز الإيثانولواحداً من أفضل
أنواع الوقود المستخلصة من الكتلة الحيوية وهو يستخرج بشكل رئيسي منمحاصيل
الذرة وقصب السكر.
ج- الطاقة الجوفية:
وهي طاقة الحرارة الأرضية، حيث يُستفاد من ارتفاع درجة الحرارة في جوف الأرضباستخراج هذه الطاقة
وتحويلها إلى أشكال أخرى، وفي بعض مناطق الصدوع والتشققاتالأرضية تتسرب
المياه الجوفية عبر الصدوع والشقوق إلى أعماق كبيرة بحيث تلامس مناطقشديدة
السخونة فتسخن وتصعد إلى أعلى فوارة ساخنة، وبعض هذه الينابيع يثور ويهمد
عدةمرات في الساعة وبعضها يتدفق باستمرار وبشكل انسيابي حاملاً معه
المعادن المذابة منطبقات الصخور العميقة، ويظهر بذلك ما يطلق عليه
الينابيع الحارة، ويقصد الناس هذاالنوع من الينابيع للاستشفاء، بالإضافة
إلى أن هناك مشاريع تقوم على استغلال حرارةالمياه المنطلقة من الأرض في
توليد الكهرباء.
د- طاقة الرياح:


توربينات توليد الطاقة من الرياح


وهي الطاقة المتولدة منتحريك ألواح كبيرة مثبتة بأماكن مرتفعة بفعل الهواء، ويتم إنتاج الطاقة الكهربائيةمن الرياح بواسطة محركات (أو توربينات) ذات ثلاثة أذرع دوًّارة تحمل على عمود تعملعلى تحويل الطاقة
الحركية للرياح إلى طاقة كهربية، فعندما تمر الرياح على الأذرعتخلق دفعة
هواء ديناميكية تتسبب في دورانها، وهذا الدوران يشغل التوربينات فتنتجطاقة
كهربية.
وتعتمد كمية الطاقة المنتجة
من توربين الرياح على سرعة الرياح وقطر الذراع؛ لذلكتوضع التوربينات التي
تستخدم لتشغيل المصانع أو للإنارة فوق أبراج؛ لأن سرعة الرياحتزداد مع
الارتفاع عن سطح الأرض، ويتم وضع تلك التوربينات بأعداد كبيرة على
مساحاتواسعة من الأرض لإنتاج أكبر كمية من الكهرباء.
والجدير بالذكر أن طاقة الرياح تستخدم كذلك في تسيير المراكب والسفن الشراعية.

هـ - الطاقة الشمسية:


خلايا تجميع الطاقة الشمسية


تعد الشمس من أكبر مصادرالضوء والحرارة الموجودة على وجه الأرض، وتتوزع
هذه الطاقة- المتولدة من تفاعلاتالاندماج النووي داخل الشمس- على أجزاء
الأرض حسب قربها من خط الاستواء، وهذا الخطهو المنطقة التي تحظى بأكبر
نصيب من تلك الطاقة، والطاقة الحرارية المتولدة عن أشعةالشمس يُستفاد منها
عبر يتم تحويلها إلى (طاقة كهربائية) بواسطة (الخلايا الشمسية).
وهناك طريقتان لتجميع الطاقة
الشمسية، الأولى: بأن يتم تركيز أشعة الشمس علىمجمع بواسطة مرايا محدبة
الشكل، ويتكون المجمع عادة من عدد من الأنابيب بها ماء أوهواء، تسخن حرارة
الشمس الهواء أو تحول الماء إلى بخار. أما الطريقة الثانية، ففيهايمتص
المجمع ذو اللوح المستوى حرارة الشمس، وتستخدم الحرارة لتنتج هواء ساخن
أوبخار .
وأخيراً فهناك اتجاه في شتى دول العالم المتقدمة والنامية يهدف لتطوير سياساتالاستفادة من صور الطاقة المتجددة واستثمارها، وذلك كسبيل للحفاظ على البيئة منناحية، ومن ناحية أخرى إيجاد مصادر وأشكال أخرى من الطاقة
تكون لها إمكانيةالاستمرار والتجدد، والتوفر بتكاليف أقل، في مواجهة النمو
الاقتصادي السريعوالمتزايد، وهو الأمر الذي من شأنه أن يحسّن نوعية حياة
الفقراء بينما يحسّن أيضاالبيئة العالمية والمحلية.
وفي نهاية القرن التاسع عشر والقرن العشرين ظهر اختلال في مكونات الغلاف
الجوي نتيجةالنشاطات الإنسانية ومنها تقدم الصناعة ووسائل المواصلات, ومنذ
الثورة الصناعيةوحتى الآن ونتيجة لاعتمادها على الوقود الاحفوري " فحم،
بترول، غاز طبيعي " كمصدرأساسي ورئيسي للطاقة واستخدام غازات
الكلوروفلوروكاربون في الصناعات بشكل كبير, هذاكله ساعد وبرأي العلماء على
زيادة الدفء لسطح الكرة الأرضية وحدوث ما يسمى بـالاحتباس الحراري
" ظاهرة الاحتباس الحراري Global Warning ""
وهي ناتجة عن زيادة الغازاتالدفيئة وهي الارتفاع التدريجي في درجة
حرارةالطبقة السفلى القريبة من سطح الأرض من الغلاف الجوي المحيط بالأرض.
وسبب هذاالارتفاع هو زيادة انبعاث الغازات الدفيئة أو غازات الصوبة
الخضراء " green house gases" .
الغازات الدفيئة هي:
-1بخار الماء 2- ثانيأكسيد الكربون(CO2) 3- أكسيد النيتروز (N2O)
4-الميثان (CH4) 5- الأوزون (O3) 6- الكلوروفلوركاربون (CFCs)
دور الغازات الدفيئة:
إن الطاقة
الحرارية التي تصل الأرض منالشمس تؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وكذلك تعمل
على تبخير المياه وحركة الهواءأفقيا وعموديا؛ وفي الوقت نفسه تفقد الأرض
طاقتها الحرارية نتيجة الإشعاع الأرضيالذي ينبعث على شكل إشعاعات طويلة "
تحت الحمراء ", بحيث يكون معدل ما تكتسب الأرضمن طاقة شمسية مساويا لما
تفقده بالإشعاع الأرضي إلى الفضاء. وهذا الاتزان الحرارييؤدي إلى ثبوت
معدل درجة حرارة سطح الأرض عند مقدار معين وهو 15°س .
والغازات الدفيئة " تلعب دورا حيويا ومهما في اعتدال درجة حرارة سطح الأرض " حيث:
- تمتص الأرض الطاقة المنبعثة من الإشعاعات الشمسية وتعكس جزء منهذه الإشعاعات إلى الفضاء الخارجي, وجزء من هذه الطاقة
أو الإشعاعات يمتص من خلالبعض الغازات الموجودة في الغلاف الجوي. وهذه
الغازات هي الغازات الدفيئة التي تلعبدورا حيويا ورئيسيا في تدفئة سطح
الأرض للمستوى الذي تجعل الحياة ممكنة على سطحالأرض.
- حيث تقوم هذه الغازات الطبيعية على امتصاص جزء من الأشعة تحتالحمراء
المنبعثة من سطح الأرض وتحتفظ بها في الغلاف الجوي لتحافظ على درجة
حرارةسطح الأرض ثابتة وبمعدلها الطبيعي " أي بحدود 15°س ". ولولا هذه
الغازات لوصلت درجةحرارة سطح الأرض إلى 18°س تحت الصفر.مما تقدم ونتيجة
النشاطات الإنسانيةالمتزايدة وخاصة الصناعية منها أصبحنا نلاحظ الآن: إن
زيادة الغازات الدفيئة لدرجةأصبح مقدارها يفوق ما يحتاجه الغلاف الجوي
للحفاظ على درجة حرارة سطح الأرض ثابتةوعند مقدار معين. فوجود كميات
إضافية من الغازات الدفيئة وتراكم وجودها في الغلافالجوي يؤدي إلى
الاحتفاظ بكمية أكبر من الطاقة الحرارية في الغلاف الجوي وبالتاليتبدأ درجة حرارة سطح الأرض بالارتفاع.
آثار الاحتباس الحراري على البيئة
ان تزايد النشاط الصناعي والاقتصادي وزيادة البشرية بنسبة ست أضعاف في الـ
200 سنةالمقبلة يشكلون عوامل مهمة في تفاقم الاحتباس الحراري, وضمن هذا
الموضوع قال أحدالخبراء " أن كل ارتفاع في الحرارة بنسبة درجة واحدة
سيلسيوس يزيد الخطر بنسبةكبيرة تؤثر وبشكل كبير وسريع على الأنظمة البيئية
الضعيفة. وان كل ارتفاع يزيد عندرجتين سيلسيوس يضاعف الخطر بشكل جوهري قد
يؤدي إلى انهيار أنظمة بيئية كاملة وإلىمجاعات ونقص في المياه وإلى مشاكل
اجتماعية واقتصادية كبيرة لا سيما في الدولالنامية.
أصبح من المؤكد أن كمية ثاني أكسيد الكربون التي تدخل الجو ستستمر في
الازديادوبالتالي فإن درجة حرارة سطح الأرض ستستمر بالازدياد. ومعنى ذلك
فان التأثير علىالمناخ سيغدو واضحا وأهم الظواهر التي ستحدث هي:
ü أن أجزاءً كبيرة منالجليد ستنصهر وتؤدي إلى ارتفاع مستوى سطح البحر مما يسبب حدوث فياضانات وتهديدللجزر المنخفضة والمدن الساحلية.
ü درجات الحرارة في أجزاء مختلفة من الكرة الأرضية سترتفع بمقدار ضعف ما كانت تتوقعه الدراسات المناخية.
ü مستوى انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون المتزايد قد يقود إلى الاندثار
الكمي للغابات والارتفاع الكبير لمستوى مياه البحار. ومن شأن ذلك أن يزيد
من وطأة التغيرات البيئية وبالتالي انخفاض مستوى الإنتاج الزراعي في
العالم وما يترتب على ذلك من مشاكل اقتصادية وتنموية وغذائية
ü يشكل التغير المناخي المتسارع الذي ينحو إلى ارتفاع درجة الحرارة تهديدا
للصحة العامة ويعمل على تكاثر أنواع ضارة من الحشرات وانقراض أنواع برية
من الحيوان والنبات
ü ارتفاع مستوى سطح البحر قد يحدثتأثيرات خطيرة
ü زيادة عدد وشدة العواصف.
ü انتشار الأمراض المعدية فيالعالم.
ü تدمير بعض الأنواع الحية والحد من التنوع الحيوي
ü حدوث موجات جفاف.
ü حدوث كوارث زراعية وفقدان بعضالمحاصيل.
ü احتمالات متزايدة بوقوع أحداث متطرفة في الطقسحذرت وكالة البيئة
الأوروبية من التغير السريع الناتج من الاحتباس الحراري حيثأن ارتفاع
الحرارة سيقضي على ثلاثة أرباع الثلوج المتراكمة على قمم جبال الألببحلول
عام 2050 مما يتسبب بفيضانات مدمرة في أوروبا واعتبرت هذا تحذيرا يجب
التنبه
الاستعمال الوجيه للموارد الطاقوية:
يعتبر مشكل التلوث البيئى من أهم المواضيع التي تشغل العالم في السنوات
الأخيرة، بالنظر الى حجم الكوارث الطبيعية المسجلة سنويا حيث أن ارتفاع
درجة حرارة الكرة الأرضية نتيجة انبعاث الغازات الدفيئة يعتبر الدول
الصناعية النامية منها مسئولة على هذه الظاهرة، حيث أن العالم بأسره يولى
أهمية كبرى للمسائل البيئية مما أدى إلى إدماج هذه الانشغالات في السياسة
القطاعية، و البرنامج الحكومي لكل دولة وذلك لمكافحة الظواهر المترتبة عن
التلوث البيئي ومخلفات القطاع الصناعي المستخدم لمسببات الاحتباس الحراري
وغيره من التلوث البيئي للحفاظ على البيئة في إطار ما يسمى بالتنمية
المستدامة.
ويتمحور الاستعمال الوجيه للموارد الطاقوية أساسا حول:
· ترقية و تطوير استعمال الطاقات الأقل تلوثا) الغاز الطبيعي، غاز البترول المسال، البنزين الخالي من الرصاص)؛
· ترقية الاقتصاد في الطاقة.
· تطهير و إعادة تأهيل المناطق الملوثة.
· تطوير الطاقات المتجددة.
· تطوير التسيير البيئي على مستوى الطاقة و المناجم.
كما يظهر جليا الأهمية المولاة لترقية استعمال الغاز الطبيعي من خلال السياسة الطاقوية المتبعة المبنية أساسا على الخيارات التالية:
· الاستعمال الأقصى للغاز الطبيعي، في الاستعمالات الأولية و الاستهلاك
النهائي الذي يغطي احتياجات الصناعة، الأشخاص، النقل و الخدمات.
· تطوير استعمال غاز البترول المسال.
· إنتاج الطاقة الكهربائية بنسبة 95 بالمائة من الغاز الطبيعي و توجيهه للاستعمالات المتخصصة.
· التخفيض التدريجي لحصة المواد البترولية في ميزان الطاقة والتي يتم توجيهها للتصدير.
· الاستعمال المحدود للحطب الذي يحفز الحفاظ على الثروة الغابية.
· ترقية الطاقات الجديدة و المتجددة.




و هذه بعض الروابط يمكن ان تفيدكم

7

7

7



4shared.com /file/29364902/e12e8a21/___.html

بحث حول الطاقة و المواطنة مادة الفيزياء
الطاقة
هي المقدرة على القيام بعمل ما. وهناك صور عديدة للطاقة، يتمثل أهمها في
الحرارة والضوء. الصوت أيضا عبارة عن طاقة. و هناك" الطاقة الميكانيكية"
التي تولدها الآلات، و"الطاقة الكيميائية" التي تتحرر عند حدوث تغيرات كيميائية
يمكن تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى. فعلى سبيل المثال، يمكن تحويل الطاقة الكيميائية المختزنة في بطارية الجيب إلى ضوء
كمية الطاقة الموجودة في العالم ثابتة على الدوام، فالطاقة لاتفنى ولا
تستحدث، وإنما تتحول من شكل إلى آخر. وعندما يبدو أن الطاقة قداستنفذت،
فإنها في حقيقة الأمر تكون قد تحولت إلى صورة أخرى لهذا نجد أن الطاقة هي
قدرة المادة للقيام بالشغل( الحركة)\ن كنتيجة لحركتها أو وضعها بالنسبة
للقوي التي تعمل عليها.فالطاقة التي يصاحبها حركة يطلق عليها طاقة حركية
kinetic energy . والطاقة التي لها صلة بالوضع يطلق عليها طاقة كامنة
(جهدية أو مخزنة) potentiel energy. فالبندول المتأرجح به طاقة جهديةفي
نقاطه النهائية . وفي كل أوضاعه النهائية له طاقة حركية وطاقة جهديةفي أوضاعه المختلفة
والطاقة توجد في عدة أشكال كالطاقة الميكانيكية والطاقة الحرارية والطاقة
الديناميكية الحرارية والطاقة الكيميائية والطاقة الكهروبائيةوالطاقة
الإشعاعية والطاقة الذرية. وكل أشكال هذه الطاقات قابلة للتحويل الداخلي
بواسطة طرق مناسبة . والطعام الذي نتناوله، به طاقة كيماوية يخزنها الجسم
ويطلقها عندما نعمل أو نبذل مجهودا.
وتستغل مصادر هذه الطاقات لتوليد الكهرباء التي نحتاجها في بيوتنا
ومدارسنا ومكاتبنا ومصانعنا وكمبيوتراتنا سواء للإنارة أم لتشغيل
الماكينات والأجهزة الكهربائية.والبترول نحرقه ليدير سياراتنا وغيرها من
الأنشطة الخلاقة التي نمارسها ونتمتع بها في حياتنا. فهي ضرورة حياتية
للعيش فوق كوكبنا.ومن خلالها صعدت المركبات للفضاء وجاب الإنسان العالم ليتعرف عليه ويستنزف ثرواته
أنواع الطاقة
تعتبر الطاقة الحيوانية أول طاقة استخدمها الإنسان في فجر الحضارة عندما
استخدم الحيوانات الأليفة في أعماله ثم شرع واستغل قوة الرياح في تسيير
قواربه لآفاق بعيدة .واستغل هذه الطاقة مع نمو حضارته، واستخدمها كطاقة
ميكانيكية في إدارة طواحين الهواء و في إدارة عجلات ماكينات الطحن و
مناشير الخشب ومضخات رفع الماء من الآبار وغيرها .وهذا ما عرف بالطاقة الميكانيكية
و قوة الحيوانات نجدها مستمدة من الطاقة الكيماوية chemical energy
الموجودة في الطعام بعد هضمه في الإنسان والحيوان .والطاقة الكيماوية
نجدها في الخشب الذي كان يستعمل منذ القدم في الطبخ والدفء.وفي بداية
الثورة الصناعية استخدمت القوة المائية كطاقة تشغيلية من خلال حركية نظم
سيور وبكر وتروس لإدارة العديد من الماكينات.
و نجد الطاقة الحرارية Thermal energy في الآلات البخارية التي تحول
الطاقة الكيماوية لوقود تحوله لطاقة ميكانيكية . فالآلة البخارية يطلق
عليها آلة احتراق خارجي لأن الوقود يحرق بالخارج لتوليد البخار الذي يدير
الآلات من الداخل . لكن في القرن 19 اخترعت آلة الإحتراق الداخلي مستخدمة
وقودا يحترق داخل الآلة حسب نظام غرف الاحتراق الداخلي المباشر بها ،
لتصبح مصدرا للطاقة الميكانيكية التي استغلت في عدة أغراض كتسيير السفن والعربات والقطارات
و في القرن 19 ظهر مصدر آخر للطاقة ، لايحتاج لإحتراق الوقود ،وهي الطاقة
الكهربائية المتولدة من الدينامو( المولد). وأصبحت هذه المولدات تحول
الطاقة الميكانيكية لطاقة كهربائية التي أمكن نقلها إلي أماكن بعيدة عبر
الأسلاك. مما جعلها تنتشر, حتى أصبحت طاقة العصر الحديث ولاسيما وأنها
متعددة الأغراض، بعدما أمكن تحويلها لضوء وحرارة وطاقة ميكانيكية،
بتشغيلها محركات الآلات والأجهزة الكهربائية . وتعتبر طاقة نظيفة إلىحد ما.
ثم ظهرت الطاقة النووية Nucleair energy التي استخدمت في المفاعلات الذرية
حيث يجري الانشطار النووي الذي يولد حرارة هائلة تولد البخار الذي يدير
المولدات الكهربائية التي تمدنا بالكهرباء أو يدير المحركات التي تسير
السفن والغواصات.لكن مشكلة هذه المفاعلات النووية في نفاياتها المشعة
واحتمال حدوث تسرب إشعاعي أو انفجار المفاعل ، كما حدث في مفاعلة شيرنوبل الشهير
و الطاقة الغير متجددة نحصل عليها من باطن الأرض كسائل كما في النفط وكغاز
كما في الغاز الطبيعي أو كمادة صلبة كما في الفحم الحجري .وهي غير متجددة
لأنه لا يمكن صنعها ثانية أو استعواضها مجددا في زمن قصير .عكس الطاقة
المتجددة ، فيمكن إستعواضها في زمن قصير .ومصادر الطاقة المتجددة نجدها في
طاقة الكتلة الحيوية Biomass energy التي تستمد من مادة عضوية كإحراق
النباتات وعظام الحيوانات وروث البهائم والمخلفات الزراعية.فعندما نستخدم
الخشب أو أغصان الأشجار أو روث البهائم في اشتعال الدفايات أو الأفران،
فهذا معناه أننا نستعمل وقود الكتلة الحيوية التي تستغل كمادة عضوية من
النباتات ونفايات الزراعة أو الخشب أو مخلفات الحيوانات.وفي الولايات
المتحدة تستغل طاقة الكتلة الحيوية في توليد 3%من مجمل الطاقة لديها
لتوليد 10 آلاف ميجا وات من القدرة الكهربائية.
و تستغل طاقة الحرارة الأرضية Géothermal énergie لتوليد الكهرباء والتسخين
. وحاليا نصف الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة الأمريكية تأتي من قوة
دفع المياه التي تدير التوربينات، والتي تسيّر المحركات لتوليد الكهرباء.
كما يحدث في مصر في السد العالي. وفي أمريكا تمثل كهرباء الطاقة المائية
12% من جملة الكهرباء.و يمكن مضاعفتها إلي 72ألف ميجاوات.
وهناك أيضا طاقة قوة الرياح Wind power حيث تدير شفرات(ألواح) كبيرة تدور
بالهواء فوق الأبراج بحركة مروحية ومثبت بها مولدات كهرباء .وكانت قوة
الرياح تستغل في إدارة طواحين الهواء ومضخات رفع المياه ، كما هو إتبع في
هولندا عندما نزح الهولنديون مساحات مائية من البحر لتوسيع الرقعة
الزراعية عندهم .وسبب عدم انتشارها في العالم ،أصواتها المزعجة وقتلها
للطيور التي ترتطم بشفراتها السريعة, وعدم توفرا لرياح في معظم المناطق بشكل مناسب
أيضا في خلايا الطاقة التي هي خلايا وقود الهيدروجين تنتج الكهرباء من خلال تفاعل كهربائي كيميائي باستخدام الهيدروجين والأوكسجين.
مصادر الطاقة
بترول
هو عبارة عن سائل كثيف، قابل للاشتعال،بني غامق أو بني مخضر، يوجد في
الطبقة العليا من القشرة الأرضية. وأحيانا يسمى نافثا، من اللغة الفارسية
("نافت" أو "نافاتا" والتي تعني قابليته للسريان).
وهو يتكون من خليط معقد من الهيدروكربونات، وخاصة من سلسلة الألكانات،
ولكنه يختلف في مظهره وتركيبه ونقاوته بشدة من مكان لأخر. وهو مصدر من
مصادر الطاقة الأولية الهام للغاية ([ إحصائيات الطاقة في العالم]).
البترول هو المادة الخام لعديد من المنتجات الكيماوية، بما فيها الأسمدة، مبيدات الحشرات ، واللدائن
وقود
الوقود له أنواع مختلفة من أهمها الوقود الأحفوري، وهو الذي يشمل كل من
النفط والفحم والغاز, والذي أستخدم بإسراف منذ القرن الماضي ولا يزال
يستخدم بنفس الإسراف مع ارتفاع أسعاره يوما بعد يوم مع أضراره الشديد
للبيئة. ومثله وقود السجيل وهو مثل النفط يكون مخلوط مع الرمال.
من أنواع الوقود الأخرى هو الوقود الخشبي والذي يغطي استخدامه حوالي 6% من
الطاقة الأولية العالمية.، و هناك الوقود المستخرج من النفايات الحيوانية
أو المياه الثقيلة للمجاري حيث بالمستطاع استخدام هذه النفايات فيتولد
الطاقة بالاعتماد عليها بعد عمليات التخمير، وتستخدم في العديد من دول
العالم معالجة المياه الثقيلة للاستفادة من الغازات المنبعثة لأغراض توفير الطاقة
من الطرق الحديثة والنظيفة في توفير الوقود النظيف يمكن أن يكون من نباتات
الأشجار سريعة النمو، أو بعض الحبوب أو الزيوت النباتية أو المخلفات
الزراعية أو بقايا قصب سكر ، أمكن تحويل بعض منتجات السكر إلى كحول
لاستخدامه كوقود للسيارات وكذلك زيت النخيل ويتميز هذا النوع من الوقود
بأنه يقلل من التلوث، حيث لا حاجة هناك لاستعمال الرصاص في مثل هذا النوع
من الوقود لرفع أوكتان الوقود كما هو الحال في البنزين المتحصل عليه من
النفط الأحفوري ومن ثم فإنه بنزين خال من الرصاص.
هناك الوقود النووي وتحطه الكثير من المشاكل والقوانين الضابطة والتي قد
لا تخلو من ازدواجية في المعايير وإجحاف بالسماح لاستخدامها على البعض,
ناهيك في خطورة استخدامها وتأثيرها السيئ على البيئة .
طاقة شمسية
تعتبر الطاقة الشمسية الطاقة الأم فوق كوكبنا حيث تنبعث من أشعتها كل
الطاقات فوقه . لأنها تسير كل ماكينات و آلية الأرض بتسخين الجو المحيط
واليابسة وتولد الرياح وتصريفها ، وتدفع دورة تدوير المياه ، و تدفيء
المحيطات ،و تنمي النباتات وتطعم الحيوانات . و مع الزمن تكون الوقود
الإحفوري في باطن الأرض . وهذه الطاقة يمكن تحويلها مباشرة أو بطرق غير
مباشرة لحرارة و برودة و كهرباء و قوة محركة .وأشعة الشمس أشعة
كهرومغناطيسية.و طيفها المرئي يشكل 49% و الغير مرئي كالأشعة الفوق
بنفسجية يشكل 2% و الأشعة دون حمراء 49%. و الطاقة الشمسية تختلف حسب حسب حركتها وبعدها عن الارض
و تختلف كثافة أشعة الشمس و شدتها فوق خريطة الأرض حسب فصول السنة فوق
نصفي الكرة الأرضية و بعدها عن الأرض و ميولها و وضعها فوق المواقع
الجغرافية طوال النهار أو خلال السنة, و حسب كثافة السحب التي تحجبها.
لأنها تقلل أو تتحكم في كمية الأشعة التي تصل لليابسة . عكس السماء الصحوة
الخالية من السحب أو الأدخنة. وأشعة الشمس تسقط علي الجدران والنوافذ
واليابسة والبنايات والمياه, وتمتص الأشعة وتخزنها في كتلة (مادة) حرارية
Thermal mass. وهذه الحرارة المخزونة تشع بعد ذلك داخل المباني . وتعتبر
هذه الكتلة الحرارية نظام تسخين شمسي يقوم بنفس وظيفة البطاريات في نظام
كهربائي شمسي(الفولتية الضوئية ).فكلاهما يختزن حرارة الشمس لتستعمل فيما
بعد.
و المهم معرفة أن الأسطح الغامقة تمتص الحرارة و لا تعكسها كثيرا ،لهذا
تسخن . عكس الأسطح الفاتحة التي تعكس حرارة الشمس لهذا لا تسخن . و
الحرارة تنتقل بثلاث طرق ،إما بالتوصيل conduction من خلال مواد صلبة, أو
بالحمل convection من خلال الغازات, أو السوائل ، أو بالإشعاع radiation. و
من هنا نجد الحاجة لانتقال الحرارة بصفة عامة لنوعية المادة الحرارية التي
ستختزنها, لتوفير الطاقة و تكاليفها .لهذا توجد عدة مباديء يتبعها
المصممون لمشروعات الطاقة الشمسية, من بينها قدرة المواد الحرارية
المختارة, علي تجميع وتخزين الطاقة الشمسية حتي في تصميم البنايات واختيار
مواد بنائها حسب مناطقها المناخية سواء في المناطق الحارة أو المعتادة أو
الباردة . كما يكونون علي بينة بمساقط الشمس علي المبني و البيئة من حوله
كقربه من المياه واتجاه الريح والخضرة ونوع التربة,والكتلة الحرارية التي
تشمل الأسقف والجدران و خزانات الماء. كل هذه الاعتبارات لها أهميتها في
امتصاص الحرارة أثناء النهار و تسربها أثناء الليل.
هناك مصادر للطاقة نظيفة يمكن استخدامها كوقود بديل ومنها:
• الطاقة الشمسية.
• طاقة الرياح.
• طاقة المد والجزر.
• الطاقة المستمدة من حرارة الأرض الجوفية.

مخزون الطاقة الكمية الكلية للطاقة القابلة للاستعمال المتوافرة للناس. ونحن نستعمل أنواعًا مختلفة من الطاقة لإنجاز العمل، وتأمين التدفئة، ونقل الناس أو السلع من مكان إلى آخر؛ فالطاقة الكهربائية تُشغِّل المكنسة الكهربائية والغسالة الآلية وأدوات أخرى، كما نستعمل الطاقة الحرارية في طهو الطعام على المواقد وتدفئة المباني، ونستخدم الطاقة الآلية لتدوير عجلات السيارات.
ويأتي نحو 85% من طاقة العالم التجارية من الفحم الحجري والنفط والغاز الطبيعي. وهذه الطاقة التجارية هي الطاقة التي تنتجها المشاريع التجارية والحكومات. ويطلق على الفحم الحجري والنفط والغاز الطبيعي اسم الوقود الأحفوري لأنه تطور بدءًا من بقايا أحفوريّة لنباتات ما قبل التاريخ وحيواناته.
ومخزون الأرض من الوقود الأحفوري محدود. وقد أخذت كمية ما يحرقه الناس منه
تتضاعف كل 20 سنة تقريبًا منذ العام 1900م، ولذلك سوف ينفد هذا المخزون
يومًا ما. ويبحث العلماء في يومنا هذا عن مصادر جديدة للطاقة تحل محل
احتياطيات الوقود الأحفوري المتناقصة. وهم يبحثون أيضًا ناشطين عن طرائق
لتقليل تأثير إنتاج الطاقة على البيئة. فهم يدركون أن إنتاج الطاقة يسبب مشكلات بيئية، ذلك لأن حرق الوقود الأحفوري يولد ثاني أكسيد الكربون الذي يسبب ارتفاع درجة حرارة الأرض، ولأن مولدات الطاقة النووية تنتج نفايات مشعة أي ذات نشاط إشعاعي.

مصادر الطاقة

تأتي مصادر الطاقة الرئيسة في العالم وفق ترتيب أهميتها كالتالي: الوقود الأحفوري، والقدرة المائية والطاقة النووية، يضاف إلى ذلك الطاقة الشمسية وقدرة الرياح، وطاقة المد والجزر وقدرة الحرارة الأرضية التي تزودنا كلها بمقادير صغيرة من الطاقة.
وتتضمن مصادر الطاقة، قيد التجربة، كلاً من المولدات الهيدرودينامية
المغنطيسية وخلايا الوقود والاندماج النووي والنفايات الصلبة والهيدروجين.


الوقود الأحفوري. يشتمل، وفقًا لكميته المستعملة في أنحاء العالم، على
النفط والفحم الحجري والغاز الطبيعي. وتؤلف الرمال الحمرية (القارية)
والزيت الصخري مصدرًا مهمًا من مصادر الطاقة في المستقبل.
النفط يؤلف 40% من الطاقة التجارية المستعملة في العالم. فهو يمثل معظم الطاقة المستعملة في النقل، وفي تدفئة ملايين المباني أيضًا.
واستخراج النفط من الأرض أيسر من استخراج الفحم الحجري، وتنقله خطوط
الأنابيب مسافات طويلة بأسعار زهيدة. ويشتمل النفط، شأنه شأن الفحم
الحجري، على شوائب تسبب تلوث الهواء، ولكن يمكن أن تتخلص المصافي من كثير
من هذه الملوثات أثناء قيامها بتكرير النفط.
الفحم الحجري يؤلف نحو 26% من كل الطاقة
التجارية المستعملة في العالم، وتتضمن أهم استعمالاته إنتاج الكهرباء
والفولاذ. كما يزود الفحم الحجري صناعات أخرى عديدة بالحرارة والطاقة. ففي
أوروبا وآسيا يدفئ الفحم الحجري عددًا لا يحصى من البيوت.
وينشأ عن استخراج المعادن من المناجم وعن وسائل النقل وحرق الفحم الحجري
مشكلات خطيرة. فعمال المناجم الذين يعملون في أعماق الأرض يواجهون خطر
الانفجارات وسقوط الصخور والإصابة بمرض الرئة السوداء الذي يسببه استنشاق
غبار الفحم الحجري. وتتلف مناطق المناجم الأشجار وتُحدث أخاديد ضخمة في
الأراضي البرية. كما أن نقل الفحم الحجري بالعربات بعد استخراجه يكلف
كثيرًا. ويطلق الفحم الحجري حين يحترق الكبريت وشوائب أخرى تلوث الهواء
فيسبب المطر الحمضي.
وقد طور الكيميائيون طرائق مختلفة لتحويل الفحم الحجري إلى غاز أو سائل
وأمكن بذلك استعمال الفحم الحجري الغازي بديلاً عن الغاز الطبيعي. أما
الفحم الحجري السائل فيمكن استعماله في عمل النفط الاصطناعي. وتُحوِّل
العمليتان الفحم الحجري الملوث إلى وقود نظيف يكون محتواه من الكبريت
منخفضًا. وتُنتج كلتا العمليتين وقودًا يمكن نقله في خطوط أنابيب فيكون
بديلاً عن الوقود الطبيعي. ولكن كلتا الطريقتين مكلفة وتتطلبان كميات ضخمة
من الفحم الحجري.
الغاز الطبيعي يؤلف نحو 21% من الطاقة
التجارية المستعملة في العالم. ويستخدم الملايين من الناس الغاز الطبيعي
في تدفئة بيوتهم وطبخ طعامهم وتجفيف غسيلهم. كذلك يستخدم كثير من الصناعات
الغاز الطبيعي لتوليد الحرارة والقوة المحركة.
ويعد الغاز الطبيعي أنظف أنواع الوقود الأحفوري وأكثرها ملاءمة إذ يمكن نقله بيسر في خطوط الأنابيب ويكاد لا يسبب أي تلوث هوائي.
الرمال الحُمَّرِيّة. وهي المعروفة بالرمال النفطية أو الرمال القارية، يمكن أن تصبح يومًا ما مصدرًا رئيسيًا للنفط. ولكن عملية استخراج النفط من هذه الرمال أكبر كلفة من إنتاج النفط إنتاجًا طبيعيًا.
صخر الزيت. هناك نوع من الصخور يمكن أن يعامل لينتج الزيت، ولكن ما يحصل
عليه من الزيت يكلف أكثر من ضخ النفط من الأرض. أضف إلى ذلك أن استخراج
صخر الزيت من المناجم يتطلب شق مساحات واسعة من الأراضي الريفية ويخلِّف
أكوامًا ضخمة من النفايات الصخرية.
الخشب. استعمل الخشب فيما مضى وقودًا رئيسيًا ومازال يؤلف نسبة مئوية صغيرة من الطاقة المستعملة في العالم، ولكن من المحتمل أن تتناقص أهميته في المستقبل بوصفه مصدرًا للطاقة.


القدرة المائية. تؤلف القدرة المائية نحو 7% من الطاقة التجارية في العالم. ولا يكلف الماء شيئًا كما لا يمكن أن ينفد، وهو يولد الطاقة
دون أن يُحدث تلوثًا. ولكن معظم مشاريع القدرة المائية تقتضي بناء سد أو
أبنية أخرى غير رخيصة. كذلك لا يمكن أن تعمل محطة القدرة المائية إلا حيث
يجري الماء من مكان عالٍ إلى مكان أخفض منه، وتسهم محطات القدرة المائية
بأكثر من نصف الإنتاج الكلي للكهرباء في عدد من البلاد الجبلية مثل
نيوزيلندا وسويسرا.
وفي بعض البلاد العربية كمصر مثلاً تسهم محطة القدرة المائية في السد العالي جنوبي محافظة أسوان بمعظم احتياجاتها من الطاقة
الكهربائية. كما تستفيد المملكة العربية السعودية من محطات تحلية مياه
الشرب في الجبيل وينبع في توليد طاقة كهربائية تغطي جزءًا من احتياجات
المملكة.


الطاقة النووية. تؤلف الطاقة النووية نحو 6% من الطاقة التجارية المستعملة في العالم. وتأتي هذه الطاقة
من الانشطار أي انفلاق ذرات بعض العناصر ولا سيما اليورانيوم في
المفاعلات. والمفاعلات أجهزة يتم التحكم بها في التفاعلات الذرية التي
تحدث فيها. ويُسْتَخْدمَ انشطار المفاعلات في تسيير بعض السفن وفي توليد
الكهرباء.
ويتوقع الفيزيائيون في آخر المطاف التحكم في قدرة الاندماج واتحاد النوى
الذرية. وهذا الاندماج هو الذي يولد الحرارة والضوء في الشمس وفي النجوم
والقوة المفجرة في القنبلة الهيدروجينية.
الانشطار النووي. يُنتج الانشطار النووي من مقادير صغيرة من الوقود كميات كبيرة من الطاقة. وتنتج المحطات النووية الكهرباء دون تلويث الهواء الناجم عن الاحتراق.
ولكن للانشطار مساوئ كثيرة؛ إذ يتنبأ الخبراء ألا يدوم مخزون اليورانيوم
ذي النوعية العالية إلى ما بعد نهاية القرن العشرين، كما أن محطات
الانشطار تولد حرارة ضائعة أكثر مما تولده المحطات التي تحرق الوقود
العادي. وتُحدث هذه الحرارة الضائعة تلوثًا حراريًا يمكن
أن يؤذي البيئة إذا لم تُزود المحطات النووية بأجهزة تبريد غالية الثمن.
كما تخلِّف هذه المحطات أيضًا أطنانًا من النفايات المشعة في كل سنة، أضف
إلى ذلك أنها معرضة لخطر انطلاق طارئ للنشاط الإشعاعي.
ويمكن أن يُنتج المفاعل المولِّد مقادير كبيرة من الطاقة.
ويولد هذا النوع الخاص من المفاعلات وقودًا أكثر مما يستهلك. ويمكن
استعمال ما يفيض من المواد المنشطرة في مفاعلات نووية أخرى. كذلك فإن
الحرارة الضائعة التي يولدها المفاعل المولد أقل مما يولده مفاعل عادي.
الاندماج النووي. لا يحدث الاندماج النووي إلا عند درجات حرارة عالية، لذلك يُسمى تفاعل كهذا تفاعلاً حراريًا نوويًا. ويعتقد بعض العلماء أنه سيتم إنجاز تفاعلات الاندماج المتحكم بها بحلول العام 2000م. ويمكن أن يحل هذا الإنجاز مشكلات الطاقة لملايين السنوات، إذا تبين أن الاندماج مصدر اقتصادي للطاقة.
ويستعمل المفاعل النووي الديوتريوم وقودًا، وهو أحد نظائر الهيدروجين. وتحوي مياه المحيطات ما يكفي من الديوتريوم لتزويد الناس دومًا بكل الطاقة
التي يمكن أن يحتاجوا إليها. أضف إلى هذا ضآلة خطر الانفجار أو الإشعاع
الذي قد ينشأ عن الاندماج. لذلك لا تنشأ مشكلة التخلص من النفايات لأن
معظم نتاج الاندماج ليس مشعًا بخلاف نتاج الإنشطار.

الطاقة الشمسية. تُستعمل في كل العالم للقيام بأعمال صغيرة مختلفة. فعلى سبيل المثال، تُستعمل أجهزة بسيطة تسمى مجمعات الألواح المسطحة في تدفئة المباني وتسخين الماء بامتصاص حرارة أشعة الشمس. وتقوم أجهزة أخرى تسمى الخلايا الشمسية أو الخلايا الفولتية الضوئية بتحويل الضوء إلى كهرباء.
ويمكن أن تزودنا الطاقة الشمسية بمخزون نظيف من الطاقة
يكاد لا ينضب. ولكن انتشارها الواسع يتطلب مساحة كبيرة من الأرض كي
يُستفاد من طاقتها استفادة قصوى. أضف إلى ذلك أن الظلام والطقس السيء
يعوقان الاستفادة من أشعة الشمس.
وفي دول عربية مثل المملكة العربية السعودية بدأ مشروع الطاقة الشمسية في انتاج الطاقة. ويمكن أن تحصل به المملكة على مقادير هائلة من الطاقة الشمسية يوميًا ـ وهي تقدر بـ 105 تريليون كيلواط/ ساعة يوميًا ـ أي ما يعادل من حيث الطاقة الحرارية 10 بلايين برميل من الزيت.
ونظرًا للارتفاع المستمر في تكلفة الطاقة وازدياد الطلب عليها فقد عنيت المملكة العربية السعودية بدعم وتطوير تقنية الطاقة
الشمسية في مجالات الكهرباء والزراعة والتبريد وتحلية المياه. ففي مطلع
عام 1404 هـ، 1984م، افتتح المجمع الشمسي في المملكة العربية السعودية
بالقرب من قرية العيينة على مسافة 50 كيلومترا شمالي الرياض. ويهدف هذا
المجمع الذي يعتبر أكبر مشروع للطاقة الشمسية في العالم، إلى تطوير نظام
لإمداد المناطق البعيدة بمصدر للقوة الكهربائية، ومن ثم الارتقاء بمستوى
الريف. وهو يتألف من 160 مجمعًا شمسيًا معدة لإنتاج 350 كيلو واط من الطاقة.
وهناك مشاريع لاستغلال الطاقة الشمسية في مجال التبريد والزراعة. وفي مجال استخدام الطاقة الشمسية لتحلية مياه البحر أقيمت محطة تجريبية في مدينة ينبع تبلغ تكلفتها 18 مليون دولار أمريكي.

قدرة الرياح. وهي تدير الطواحين الهوائية وتدفع المراكب الشراعية، كذلك تستخدم الطائرات قدرة الرياح العالية الارتفاع المسماة التيار المتدفق.
ولا تكلف الرياح نفسها شيئًا ولا تحدث أي تلوث، ولكن قدرة الرياح لا تفيد
عمليًا إلا في المناطق التي تكون الرياح فيها قوية ومستمرة.

طاقة المد والجزر. وهي طاقة يمكن استعمالها حيثما يحدث المد في خليج يمكن
إغلاقه بوساطة سد ما؛ فحين يحدث المد يمتلئ الخليج بالماء وفي أثناء الجزر
ينخفض مستوى ماء المحيط عن مستوى الماء المخزون خلف السد، وإذا أطلق هذا
الماء أدار أثناء سقوطه توربينات تولد الكهرباء. وكانت أول محطة لطاقة
المد في العالم هي التي بدأ العمل بها في فرنسا عام 1966م. والعيب الأكبر
في طاقة المد أنها لا تولد الكهرباء إلا في أوقات للمد معينة ولمدد قصيرة،
أضف إلى ذلك أنه لا يمكن بناء محطات المد إلا في أماكن قليلة.

قدرة الحرارة الأرضية (الجوفية). وهي تتولد حيثما يكون الماء على تماس مع
صخور ساخنة تحت الأرض فيتحول الماء حينئذ إلى بخار. وتقوم شركات القدرة
بحفريات في أراض حيث يكون البخار تحت الأرض حبيسًا فتسلطه على ريش
التوربينات البخارية. ويمكن أن يولد المهندسون البخار في المناطق التي لا
يوجد فيها البخار وجودًا طبيعيًا بحقن الماء في صخور ساخنة. وغني عن القول
أن محطات قدرة الحرارة الأرضية لا تحرق شيئًا، لذلك لا يتولد عنها دخان
يلوث الهواء. وتُنتج بعض هذه المحطات كهرباء أرخص مما تنتجه محطات القدرة
العادية، وقد أقامت بعض البلاد محطات قدرة حرارة أرضية، ومنها آيسلندا
وإيطاليا واليابان والفلبين ونيوزيلندا والولايات المتحدة.


خلايا الوقود. وهي أدوات تشبه البطاريات الكهربائية، يتفاعل فيها نوعان من
الوقود كيميائيًا لتوليد الكهرباء، ويكون كل منهما غازًا أو سائلاً. وقد
تولَّدت الكهرباء من تفاعل الهيدروجين مع الأكسجين في خلايا الوقود التي
زودت بها الولايات المتحدة مركبتها الفضائية أبولو. ويمكن أن تُنْتِج خلية
الوقود من الكهرباء ضعف ما ينتجه مولد عادي حين يزودان بكمية معينة من
الوقود. وليس من خلايا الوقود ما يحترق، لذلك لا تُحدث إلا تلوثًا ضئيلاً
ولا تفقد من الحرارة الضائعة إلا قدرًا ضئيلاً، إلا أنها مكلفة في صنعها.

الهيدروجين. يمكن أن يحل الهيدروجين يومًا ما محل الغاز الطبيعي والنفط.
فهو يحترق بيسر معطيًا كميات كبيرة من الحرارة ومنْتَجًا ثانويًا غير مؤذٍ
هو الماء. ويمكن نقل الهيدروجين في خطوط أنابيب إذا بُرِّد ليصبح سائلاً.
ويمكن استعماله وقودًا في الطائرات والسيارات لخفة وزنه وعدم تلويثه الجو.
أما استخراجه من ماء المحيطات فيتم بإمرار تيار كهربائي خلال هذا الماء.
ولكن هذه العملية المسماة التحليل الكهربائي تتطلب مقادير ضخمة من الكهرباء.

نبذة تاريخية


في الماضي. تعلم البشر منذ نحو مليون ونصف مليون سنة قدح النار. وكان مصدر
طاقتهم الوحيد حينئذ قوتهم الجسدية الذاتية، حيث كانوا يستخدمون الطاقة
الحرارية الناتجة عن احتراق الخشب في تدفئة أنفسهم وطبخ طعامهم وتقسية
أوانيهم الخزفية. واخترع المصريون نحو عام 3200 ق.م المراكب الشراعية
واستخدموا الرياح لدفع مراكبهم. كذلك طُورت دواليب المياه في الأزمنة
الخالية واستُخدمت قدرة سقوط الماء.
وظل الحطب يُعَد حتى أواخر القرن الثامن عشر أهم أنواع الوقود. واستعمل
الناس أشجار الغابات التي بدأ نموها يتضاءل بكثرة، وحل الفحم الحجري محلها
تدريجيًا. وأدى ازدياد الطلب على الفحم الحجري إلى البحث عن طرائق أفضل
لاستخراجه، بما في ذلك طرائق لحفظ مداخل المناجم من الفيضان. وقد نال
المخترع الإنجليزي توماس سافيري براءة اختراع مضخة محسنة لنزح الماء من
المناجم، وزُوِّدت هذه المضخة بالقدرة من أول محرك بخاري عملي. ويستخدم
الناس الآن جهازًا يمكنه تحويل الحرارة إلى طاقة ميكانيكية تقوم بالعمل.

الثورة الصناعية. أصبح المحرك البخاري المصدر الرئيسي للطاقة في الصناعة
ووسائل النقل أثناء الثورة الصناعية. وازداد استعمال الناس للطاقة
ازديادًا هائلا في هذه المرحلة من القرن الثامن عشر حتى منتصف القرن
التاسع عشر الميلاديين. وحلت الآلات المسيَّرة بالطاقة الآلية على نطاق
واسع محل العمل اليدوي، كما حلت المراكب البخارية محل السفن الشراعية. وقد
جعل استخدام الطاقة
الجديد العمل أشد يسرًا وأكثر إنتاجًا، وأدى ازدياد الإنتاج إلى غنى وافر،
وساعد هذا الازدهار على ازدياد عدد السكان؛ فازداد استهلاكهم للطاقة وأصبح
بإمكانهم، في الوقت نفسه، التمتع بالرفاهية ووسائل الراحة التي تستهلك
كثيرًا من الطاقة.
وفي القرن التاسع عشر اكتشف المخترعون مصادر جديدة متعددة للطاقة وطرائق
استعمالها. ففي عام 1831م اكتشف الفيزيائيان مايكل فارادي البريطاني،
وجوزيف هنري الأمريكي ـ كل على حدة ـ طريقة تحويل الطاقة
الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. فقد وجدا أن المغنطيس المتحرك يولد تيارًا
كهربائيًا في ملف من الأسلاك. وتمكنت المولدات التي تعمل بهذا المبدأ
المسمى الحث الكهرومغنطيسي من توليد الكهرباء بتدوير دولاب مائي أو توربين بخاري.
وتمكن المخترع الفرنسي جان جوزيف إتيان لانوار في عام 1860م من صنع أول
المحركات التي تعمل بالاحتراق الداخلي. وتنتج هذه المحركات القدرة بانفجار
مزيج من الهواء مع أبخرة سريعة الالتهاب. وقد تبين أن أفضل وقود هو
البترول لسهولة تبخيره. وصمم المهندس الألماني كارل بنز في عام 1885م أولى
السيارات التي تُسير بالبترول فازداد الطلب عليه بعد أن انتشر استعمال
السيارات.

في القرن العشرين. تضاعف استعمال الطاقة
تقريبًا كل عشرين سنة بدءًا من العام 1900م. وترجع أسباب هذا إلى 1-
ازدياد عدد السكان 2- نمو القوى العاملة 3- وفرة الثروة 4- الاختراعات
التي تستعمل الطاقة 5- المنتجات التي تستهلك في صنعها مقادير كبيرة من الطاقة 6- استعمال الوقود الأحفوري في غير أغراض الطاقة.
وقد ازداد استعمال الطاقة
في معظم البلدان الصناعية ازديادًا أسرع كثيرًا من ازدياد عدد السكان
بدءًا من الحرب العالمية الثانية (1939 - 1945م)، إذ إن مستوى الحياة تحسن
وأصبح الناس قادرين على شراء وسائل الراحة التي تستهلك الطاقة، كالتدفئة
المركزية والسيارات. وظهرت في الوقت نفسه أدوات جديدة بما في ذلك غسالات
الصحون الكهربائية وأفران التسخين بالموجات الدقيقة (المايكرويف) التي
تستهلك الطاقة أيضًا، واستخدم الناس كثيرًا من المواد مثل الألومنيوم والبلاستيك التي يتطلب صنعها مقادير هائلة من الطاقة.
وقد انخفض ازدياد استعمال الطاقة
في عدة بلدان صناعية في أوائل الثمانينيات. وأدى ارتفاع أسعار الغاز
الطبيعي والنفط إلى أن يتخذ الناس إجراءات الحفظ والصيانة ليقتصدوا في
استهلاك الطاقة. وتضمنت هذه الإجراءات
صنع سيارات تكون فيها فعالية الوقود أكبر، وعزل المباني بطريقة أفضل
للتقليل من فقدان الحرارة. ولكن انخفاض أسعار الوقود في منتصف الثمانينيات
أدى إلى قلة اهتمام الناس بإجراءات الحفظ وإلى ازدياد استعمالهم الطاقة.
يستهلك الشخص في الدول النامية من الطاقة
نحو جزء من خمسة عشر جزءًا مما يستهلكه شخص في إحدى البلاد المتطورة.
فأوروبا واليابان والولايات المتحدة تستهلك نحو سبعين في المائة من طاقة
العالم، في حين لا يزيد عدد سكانها على عشرين في المائة من سكان العالم.
ولا تستطيع البلاد النامية أن تفعل إلا القليل في سبيل تحديد استهلاكها
للطاقة دون تضحية بأهداف مهمة. فهي بحاجة إلى كثير من المصانع والآلات
الزراعية ووسائل النقل وتتطلب كلها طاقة لتشغيلها. ويرغب الناس في هذه
البلاد في مزيد من التدفئة المركزية والإنارة بالكهرباء ووسائل الراحة
الأخرى التي تستهلك الطاقة.
ويعتمد كثير من هذه البلدان على الحطب والفحم النباتي في التدفئة والطبخ.
ولا شك أن استعمال الحطب والفحم النباتي يسبب إزالة الغابات على نطاق
واسع، وغالبًا ما تصبح الأرض غير صالحة للزراعة بسبب ازدياد التصحر.

المشكلات

ينتج عن اســتعمال الطاقة مشــــكلات خطيرة تتضمن 1- استنزاف احتياطي الوقود، 2- التلوث البيئي، 3- آثار سياسية واقتصادية.

استنزاف احتياطي الوقود. استهلك سكان العالم بسرعة كبيرة مصادر الطاقة
التي تراكمت عبر ملايين السنين. وقد بدأ تكون أضخم وقود أحفوري منذ نحو
345 مليون سنة. فخلال ما يقرب من 70 مليون سنة دُفِنَت في الأرض بعمليات
طبيعية مقادير هائلة من الأشجار الميتة ونباتات أخرى. وتحولت هذه المواد
النباتية المدفونة تدريجيًا إلى فحم حجري بمرور الزمن وبفعل الحرارة
والضغط. ويتكون النفط والغاز الطبيعي بالطريقة نفسها من بقايا نباتات
المحيطات وحيواناتها. ومازال تَكَوُّن الوقود الأحفوري مستمرًا ولكن الناس
يحرقون كميات من الوقود بسرعة تفوق سرعة تكونه آلاف المرات.
ويهدد الازدياد السريع في استعمال الطاقة
استنزاف مخزون العالم منها. ويمكن أن يصبح النفط أول وقود يستخرج بصعوبة
في أوائل القرن الحادي والعشرين. كذلك جرى استهلاك الغاز بسرعة كبيرة، حيث
توقع خبراء الغاز في منتصف الثمانينيات ألا يدوم احتياطي الأرض من الغاز
أكثر من نحو 75 سنة. وعندما يستخرج الناس كل النفط وكل الغاز الطبيعي من
الأرض يكونون قد استهلكوا الطاقة السهلة
المتاحة في الطبيعة، وعليهم أن يستعملوا بعد ذلك وقودًا صلبًا كالفحم
الحجري والنفط الصخري اللذين يستخرجان من الأرض بصعوبة. ومع أن الفحم
الحجري أكثر أنواع الوقود الأحفوري وفرة فإنه يتوقع ألا يدوم أكثر من
مائتي سنة، وعلى الإنسان أن يجد في آخر الأمر مصادر مختلفة للطاقة.

التلوث البيئي. ينجم عن إنتاج الوقود الأحفوري ونقله واستعماله مشكلات
بيئية كثيرة؛ فمناجم الفحم الحجري العميقة تعرّض العمال للخطر، ومناطق
المناجم تجعل مساحات واسعة من الأرض عرضة للتعرية. كذلك ينجم أحيانًا عن
حفر حقول النفط في عرض البحر وعن شحنه بالناقلات تسربه إلى مياه المحيطات
فيلوثها ويلحق الضرر بالمناطق الساحلية، ويقضي على حياة الحيوانات
البحرية. ويمكن أن يُحدث النفط الساخن المنقول في خطوط الأنابيب عبر ـ
ألاسكا ـ تلوثًا حراريًا يلحق الضرر ببيئة القطب الشمالي المتجمدة. وينجم
ما يعادل نصف حجم التلوث الهوائي تقريبًا عن وقود السيارات والشاحنات.
فحين يحترق الفحم الحجري أو النفط يخرج ثاني أكسيد الكبريت وهو غاز ضار.
وحين يختلط ثاني أكسيد الكبريت مع الرطوبة في الهواء يتكون حمض الكبريتيك
الذي ينخر المعادن والحجارة ويتلف رئة الإنسان.
ينتج أنظف أنواع النفط الأحفوري ثاني أكسيد الكربون عند احتراقه. وهو غاز
غير مؤذٍ ولكن تراكمه في غلاف الجو الأرضي يمكن أن يسبب ظاهرة تسمى تأثير البيت المحمي.
فثاني أكسيد الكربون، كالزجاج في البيت المحمي، يتيح لأشعة الشمس أن تدفئ
الأرض ولكنه يحول دون هروب الحرارة وعودتها إلى الفضاء. ولذلك فإن تأثير
البيت المحمي يمكن أن يرفع درجة حرارة الأرض على نحو مستمر فيذوب جزء من
قلنسوة الثلوج في القطب وتحدث الفيضانات.
كذلك تسبب كل مصادر الطاقة
الأخرى بعض الأذى في البيئة. فمحطات القدرة النووية تولد تلوثًا حراريًا
ونفايات مشعة، كما تحدث محطات الحرارة الأرضية مزيدًا من الحرارة وأحيانًا
روائح كريهة. ويمكن لقدرة المد والقدرة الشمسية من البحر أن تحدثا
اضطرابًا في نظام الحياة البحرية بتغيير الظروف في المحيطات. كذلك فإن أي
استعمال للطاقة ـ مهما كان مصدرها نظيفًا ـ يطلق مزيدًا من الحرارة. وإذا
استمر استعمال الطاقة في الازدياد فإن الحرارة المنطلقة سوف تغير بيئة مدن كثيرة.

الآثار السياسية والاقتصادية. يوجد نحو ثلثي احتياطي
العالم من النفط في الشرق الأوسط وشمال إفريقيا. ويعتمد كثير من الدول
الصناعية على نفط البلاد العربية لتزويد اقتصادها بالوقود. وتستورد بلاد
مثل فرنسا وألمانيا وبريطانيا واليابان معظم نفطها من الشرق الأوسط.
وينشأ عن اعتماد الدول الصناعية على النفط العربي اكتساب دول الشرق الأوسط
قوة كبيرة. فعلى سبيل المثال يمكن أن تمارس الحكومات العربية ضغطًا
سياسيًا كبيرًا بفرض الحظر على النفط كما حدث في عام 1973م، عندما أوقف عدد من الدول العربية شحن النفط إلى عدد من الدول الغربية أو خفضت من شحنه.
وقد فرضت الحكومات العربية هذا الحظر احتجاجًا على مساندة الغرب لإسرائيل.
وعلى هذا يمكن أن تصبح الدول التي ساندت إسرائيل في النزاع مع الدول
العربية أكثر مناصرة للعرب بفضل النفط العربي.
يضاف إلى ما سبق أن كثيرًا من الدول التي تشتري كميات كبيرة من النفط من البلاد العربية، يمكن أن ينشأ فيها عجز في ميزان المدفوعات؛ أي أنها تستورد من البضائع والخدمات والمال أكثر مما تصدر، ويمكن أن يضعف هذا العجز اقتصاد الدولة.
ويخشى بعض الناس أن يحدث كساد اقتصادي إذا توقف ازدياد استعمال الدول
للطاقة. وهم يشيرون إلى أن نقصان البترول في منتصف السبعينيات أدى إلى
ازدياد البطالة ونقص الإنتاج. ويعتقد أناس آخرون أن الدول الصناعية تبدد
كثيرًا من الطاقة التي كان يمكن توفير قسم كبير منها دون تعطل نموها الاقتصادي.
وعندما يصبح الوقـود نادرًا يزداد سعره، لذلك يدعو كثير من الناس إلى تنظيم سعر مصادر الطاقة وضبطه. ولكن كثيرًا من الاقتصاديين يرون أن ازدياد الأسعار يشجع منتجي الطاقة
على توسيع نطاق اكتشافاتهم للنفط وعلى تعميق حفرهم للوصول إلى الوقود، كما
أن العلماء سوف يبحثون عن مصادر جديدة للطاقة. ويقول الاقتصاديون أيضًا إن
ازدياد أسعار الوقود يجعل الناس يستعملون الطاقة باحتراس وعناية شديدين.
ومع ذلك فإن ازدياد كلفة الطاقة يمكن أن يكون عقبة كبيرة أمام الدول النامية، إذ حين تزداد تكلفة الطاقة لا يستطيع كثير من هذه الدول توفير الطاقة اللازمة لكي تطور صناعتها وتقوي اقتصادها.

الف شكر مني بس الان حيرتيني واش نختار دبري راسك نتي تساعديني فالاختيار انا دخت هههههههه
عموما الف شكر حبيبة قلبي

العفو حبيبتي و لو
و اذا اردتي ان اساعدك في تنظيم البحث فأنا هنا

شكرا منى على هذا المجهود والاضافة المميزة