هل المستقبل للطاقة النظيفة

من المقرر أن تتوسع سعة الطاقة المتجددة بنسبة 50% بين عامي 2019 و 2024، بقيادة الطاقة الشمسية. هذا وفقًا لتقرير وكالة الطاقة الدولية، والذي وجد أن مشاريع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة المائية يتم طرحها بأسرع معدل لها في أربع سنوات، ما يجعل الحجة القائلة بأن المستقبل يكمن في استخدام الطاقة المتجددة حجة جيدة ويمكن اعتمادها.

تشكل موارد الطاقة المتجددة 26% من الكهرباء في العالم اليوم، ولكن وفقًا لوكالة الطاقة الدولية، من المتوقع أن تصل حصتها إلى 30% بحلول عام 2024. ويأتي الانتعاش بعد تباطؤ عالمي في عام 2019، بسبب انخفاض تكاليف التكنولوجيا وتزايد المخاوف البيئية.

من المتوقع أنه بحلول عام 2024، ستنمو الطاقة الشمسية في العالم بمقدار 600 جيجاواط، أي ما يقرب من ضعف إجمالي قدرة الكهرباء المثبتة في اليابان. بشكل عام، من المتوقع أن تنمو الكهرباء المتجددة بمقدار 1200 جيجاواط بحلول عام 2024، وهو ما يعادل إجمالي قدرة الكهرباء في الولايات المتحدة.

الطاقة الشمسية أهم مصادر الطاقة النظيفة

عندما تشرق الشمس على لوح شمسي، تمتص الخلايا الكهروضوئية في اللوحة الطاقة من ضوء الشمس. تولد هذه الطاقة شحنات كهربائية تتحرك استجابةً لمجال كهربائي داخلي في الخلية، ما يؤدي إلى تدفق الكهرباء.

يتوقع خبراء الصناعة أن تضاعف الولايات المتحدة منشآتها الشمسية لتصل إلى أربعة ملايين بحلول عام 2023. وفي عام 2018، كان لدى المملكة المتحدة أكثر من مليون وحدة تركيب ألواح شمسية، بزيادة قدرها 2% عن العام السابق، ووصلت أستراليا إلى مليوني منشأة شمسية في نفس العام. سبب كبير لهذا الامتصاص المتزايد هو انخفاض أسعار تركيب الألواح.

انخفضت تكلفة الطاقة القائمة على الطاقة الشمسية الكهروضوئية بنسبة 13% في عام 2018، بينما يُتوقع أن تصبح 72٪ من الطاقة القائمة على الفحم غير مربحة على مستوى العالم بحلول عام 2040. وجد تقرير وكالة الطاقة الدولية أن الطاقة الشمسية ستشكل 60% من الطاقة المتجددة المتوقعة النمو، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى إمكانية الوصول إليها. مقارنة بفترة السنوات الست السابقة، تضاعف التوسع في الطاقة الشمسية. من المتوقع أن تنخفض تكلفة الطاقة الشمسية بنسبة 15% إلى 35% بحلول عام 2024، ما يؤدي إلى مزيد من النمو خلال النصف الثاني من العقد.

غالبًا ما تتطلب طاقة الرياح والطاقة المائية من المستخدمين العيش في مواقع محددة، لكن الطاقة الشمسية توفر المزيد من الحرية؛ تشرق الشمس وتغرب وفقًا لجدول زمني يمكن التنبؤ به، وهي ليست متغيرة مثل المياه الجارية أو الرياح. من المتوقع أن تتوسع الطاقة الشمسية السكنية من 58 جيجاواط في 2018 إلى 142 جيجاواط بحلول عام 2024، ومن المتوقع أن تتضاعف السعة المضافة السنوية إلى أكثر من ثلاثة أضعاف لتصل إلى أكثر من 20 جيجاوات بحلول عام 2024. ومن المتوقع أن تسجل الصين أكبر قدرة شمسية سكنية مركبة في العالم بحلول 2024، مع أقوى نمو للفرد في أستراليا وبلجيكا وهولندا والنمسا.

ستستمر منشآت الطاقة الشمسية في تقليل معدلات تباينها من خلال تخزين الكهرباء أثناء النهار وتشغيلها ليلاً. ومع ذلك ، ستعمل محطات الطاقة الشمسية المتقدمة على نسب أعلى من التيار المستمر إلى التيار المتردد، ما يعني أنها ستقدم خدمة أكثر اتساقًا لفترات أطول.

ستستمر المباني التجارية والسكنية في العمل بكامل طاقتها حتى في فترات ضوء الشمس المنخفض. سيؤدي سد الفجوات بين جمع ضوء الشمس وتوليد الكهرباء إلى تحفيز السكان والشركات على الانضمام إلى حركة الطاقة الشمسية. لذلك، من الضروري أن تنفذ الحكومات خطط الحوافز والمكافآت، فضلاً عن سياسات التنظيم الفعالة. على سبيل المثال، كلفت كاليفورنيا أنه بعد عام 2020، يجب تركيب الألواح الشمسية في منازل ومباني جديدة تصل إلى ثلاثة طوابق.

من المتوقع أن تشكل قدرة الطاقة الشمسية التجارية والصناعية 377 جيجاواط في عام 2024 ، ارتفاعًا من 150 جيجاواط في عام 2018، مع توقع أن تكون الصين أكبر سوق نمو. لا يزال هذا السوق هو أكبر قطاع نمو لأن الطاقة الشمسية عادة ما تكون أقل تكلفة ولديها ملف تعريف حمل مستقر نسبيًا خلال اليوم، ما يتيح عمومًا توفيرًا أكبر في فواتير الكهرباء.

طاقة الرياح 

لتوليد الكهرباء باستخدام الرياح، تدوّر الرياح بتدوير شفرات التوربينات الشبيهة بالمروحة حول الدوار ، والذي يدوّر المولد، ما يؤدي إلى توليد الكهرباء.

أصبح اعتماد طاقة الرياح أكثر بروزًا بسبب زيادة السعة.

من المتوقع أن تتوسع طاقة الرياح البرية بنسبة 57% لتصل إلى 850 جيجاوات بحلول عام 2024. وستتولى الولايات المتحدة والصين قيادة الإضافات السنوية للرياح البرية، بسبب اندفاع التنمية وانتقال السياسة إلى المزادات التنافسية على التوالي. سوف يتسارع التوسع في الاتحاد الأوروبي حيث تستمر المزادات التنافسية في إبقاء التكاليف منخفضة نسبيًا. ستعني هذه المزادات أن النمو في أمريكا اللاتينية ومنطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا وأوراسيا وأفريقيا جنوب الصحراء سيظل مستقرًا خلال فترة التوقعات.

من المتوقع أن تزداد سعة الرياح البحرية ثلاثة أضعاف تقريبًا لتصل إلى 65 جيجاواط بحلول عام 2024، وهو ما يمثل حوالي 10% من إجمالي توليد الرياح في العالم. في حين أن الاتحاد الأوروبي يمثل نصف التوسع العالمي في قدرة الرياح البحرية خلال فترة التوقعات، على أساس قطري، فإن الصين تتصدر النشر، مع تطوير 12.5 جيجاواط. ومن المتوقع أيضًا أن تكون أول إضافات قدرة كبيرة في الولايات المتحدة خلال فترة التوقعات.

تقوم اليابان بتجربة فكرة تركيب توربينات بحرية لتحل محل العديد من مفاعلاتها النووية، نتيجة للكارثة النووية في البلاد عام 2011 في فوكوشيما. وقعت شركة ماروبيني مؤخرًا اتفاقية مشروع لبناء مزارع بحرية في شمال اليابان، مع قدرة كل مزرعة على إنتاج 140 ميجاواط من الطاقة.

وضع المشرعون اليابانيون لوائح لمنح المطورين مزيدًا من اليقين في بناء مصادر الكهرباء القائمة على الرياح ؛ تم تمرير التشريعات التي تحدد عمليات العطاءات التنافسية لضمان خفض تكاليف البناء ومراعاة قضايا القدرات المحتملة. كما عُدِّل قانون الموانئ والميناء في البلاد لتحفيز بناء توربينات الرياح في المناطق المرتبطة بالموانئ والمواقع الأخرى الملائمة لتوربينات الرياح.