تشير دراسات إلى أن تحقيق أهداف الحياد الكربوني لا يتطلب -فقط- توليد الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة، بل ينبغي أن يرافق ذلك جهود حقيقية للتخلص من نفايات تلك المصادر.

وبناءً على تقارير وكالة الطاقة الدولية، فإن الحدّ من تداعيات الاحتباس الحراري بنسبة 50% إلى ما دون 1.65 درجة مئوية، يتطلب توليد الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة وأن تتضاعف قدرة التوليد بطاقة الرياح البحرية 6 أضعاف وبالطاقة الشمسية 4 أضعاف، بين عامي 2019 و2030.

وأظهرت بيانات شركة النفط البريطانية بي بي أن تفشي وباء كورونا "كوفيد-19" لم يتمكن من عرقلة انتشار الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في العالم؛ حيث نمت الاثنتان بمقدار 238 غيغاواط في عام 2020.

وتبلغ هذه الكمية أكثر من إجمالي السعة الكلية لتوليد الكهرباء في ألمانيا (224.6 غيغاواط)، ومن المرتقب أن يتسارع هذا النمو، حسبما ورد في مقال بعنوان "السعي لتوليد كهرباء متجددة دون انبعاثات"، للكاتب الصحفي نيك فيريس، ونشره موقع "إنرجي مونيتور" قبل أيام.

وأشار كاتب المقال إلى أن تحقيق الحياد الكربوني سيتطلب توليد المزيد من الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة.

وقال إن تحييد الانبعاثات الناتجة أثناء تطوير تلك المصادر وإعادة استخدام النفايات في نهاية عمرها أو إعادة تدويرها يطرح تحديات كبيرة.

الكهرباء المتجددة

قال عضو منظمة بيلونا غير الحكومية البيئية، كيث ويريسكي، إنه على الرغم من أن مصادر الطاقة المتجددة منخفضة الكربون للغاية؛ فإن الكهرباء التي تنتجها ليست محايدة كربونيًا تمامًا.

وأضاف أن الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في تصنيع مصادر الطاقة المتجددة، باستخدام الفولاذ منخفض الكربون والأسمنت والبلاستيك، سيصبح ضروريًا في عالم محايد كربونيًا.

وتظهر بيانات منظمة بيلونا أن الانبعاثات المتراكمة تعني أن الأثر الكربوني لطاقة الرياح يبلغ 10 غرامات من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلو واط/ساعة، بينما يبلغ ذلك الأثر في الطاقة الشمسية 30 غرامًا من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلو واط/ساعة.

• توربينات الرياح.. ما مصير آلاف الشفرات؟

وأوضحت البيانات أن الأثر الكربوني للغاز الطبيعي، وهو أنظف مصدر لتوليد الكهرباء بالوقود الأحفوري، يبلغ 380 غرامًا من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلو واط/ساعة.

وقال خبير الاقتصاد الدائري في مركز أبحاث "تشاثام هاوس" البريطاني، باتريك شرودر، إن الانتشار السريع لمصادر الطاقة المتجددة في العالم لم يأخذ في الاعتبار إلى حد كبير مشكلات نهاية العمر التشغيلي حتى الآن.

وبيّن أنه ينبغي تصميم تحول الطاقة منخفض الكربون من خلال التركيز على المواد والترويج لمصادر الطاقة المتجددة بدلًا من الفحم وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى، كما يجب التفكير أكثر في الاقتصاد الدائري بعد حدوث تحول الطاقة الذي يُعَد حتميًا.

مكونات الطاقة الشمسية

قال عضو هيئة جامعة ولاية أريزونا بالولايات المتحدة وخبير الطاقة الشمسية المستدامة، مينغ تاو، إن الألواح الشمسية الكهروضوئية تُعَد أقذر الطاقات المتجددة، ويعود هذا إلى حد كبير إلى المحتوى العالي من السيليكون في الخلايا الشمسية.

وأضاف أنه يُصنَّع نحو 80% من السيليكون في العالم بطريقة كثيفة الاستخدام للطاقة تسمى عملية سيمنس، التي تتضمن تسخين غاز ثلاثي كلورو سيلان إلى أكثر من 1,10 درجة مئوية.

وأشار إلى أن الشركة التي تحمل الاسم نفسه نفذت ذلك لأول مرة أواخر الخمسينات من القرن الماضي.

• نفايات الطاقة الشمسية.. كيف تتخلص الهند من التحديات البيئية؟

وأكد أنه منذ ذلك الحين، انخفضت الطاقة المطلوبة لإنتاج 1 واط ("واط-الذروة" - مقياس قياسي لقدرة الطاقة الشمسية) انخفاضًا كبيرًا، من 16 كيلو واط في الساعة في منتصف التسعينات إلى 3 كيلو واط في الساعة في عام 2020.

وأوضح أن الناس يعتقدون أنهم سيحصلون على الطاقة المستدامة بمجرد وضع الألواح الشمسية على سطح المنزل، وبيّن أن هذا ليس صحيحًا في الوقت الحالي؛ لأن الألواح الشمسية نفسها ليست مستدامة، وأن السيليكون المستخدم في الخلايا الشمسية هو أحد المنتجات الأكثر استهلاكًا للطاقة.

وقال إن العمر التشغيلي للوحدات الكهروضوئية يصل إلى 30 عامًا تقريبًا، ثم تصبح غير مجدية اقتصاديًا، رغم أن الصناعة تسعى لإطالة هذا العمر.

وألمح إلى أن العمر الافتراضي المتوقع حاليًا والتشغيل السريع للطاقة الشمسية يعني أنه من المحتمل أن تصل وفرة الألواح إلى نهاية عمرها بعد عام 2030.

وقدَّرت وكالة الطاقة الدولية، في عام 2016، أن 78 مليون طن من نفايات الألواح الشمسية ستنتج عن تركيب 4500 غيغاواط بحلول عام 2050.

انبعاثات طاقة الرياح

تُعَد طاقة الرياح من بين أقل الانبعاثات الصادرة خلال العمر التشغيلي لجميع الطاقات المتجددة، ويعود هذا إلى الابتكار التكنولوجي المتطور الذي شهد نمو التوربينات بشكل ملحوظ وأكثر كفاءة.

ويرى محللون أنه يجب تحييد أي انبعاثات متضمنة في التصنيع والنقل والبناء والصيانة إذا كان العالم يريد تحقيق الحياد الكربوني.

وكشف المحللون في مؤسسة "بيرنشاتين رسيرتش" البحثية عن أن الفولاذ يمثل 62% من انبعاثات طاقة الرياح البحرية بينما يمثل الألومنيوم 9%.

• فيستاس الدنماركية تغلق 3 مصانع في أوروبا

وأظهرت التصاميم النموذجية التي وضعتها خدمة "بلومبيرغ نيو إنرجي فاينانس" أن بناء ما يكفي من توربينات الرياح للوصول إلى الحياد الكربوني بحلول عام 2050 سيتطلب 1.7 مليار طن من الفولاذ، حسبما نشره موقع "إنرجي مونيتور".

ويُعَد هذا الرقم أقل بقليل من إنتاج الصلب على كوكب الأرض بأكمله (1.8 مليار طن في عام 2020، وفقًا لاتحاد الصلب العالمي)، وتنتج صناعة الصلب العالمية نحو 7% من الانبعاثات السنوية، كما يقول معهد الموارد العالمية.

في المقابل، تتطلب أفران الصهر المستخدمة في تصنيع المعدن إحراق الفحم لإنتاج "فحم الكوك" أو الكربون النقي، ولكن هناك بدائل أكثر نظافة، مثل استخدام الهيدروجين "الأخضر" المتجدد بدلًا من الفحم، أو إعادة تدوير الفولاذ الموجود في فرن القوس الكهربائي.

وتتطلب هاتان الطريقتان كميات كبيرة من الكهرباء المتجددة حتى تكون نظيفة.

 

التنظيم من أجل التغيير

دعا مندوب شركة سولار باور يوروب، رفائيل روسي، إلى منح الشركات المصنعة لألواح الطاقة الشمسية الحوافز الاقتصادية المناسبة لاستخدام الطاقة المتجددة في عمليات الإنتاج لديها، حسبما نشره موقع "إنرجي مونيتور".

من ناحيتها، تُعِدّ المفوضية الأوروبية حاليًا تدابير لسياسة المنتجات المستدامة بموجب توجيه التصميم البيئي لتحفيز منتجي المنتجات الكهروضوئية على تقليل الانبعاثات الكربونية وتحسين كفاءة الطاقة ومعالجة قضايا إعادة التدوير والمتانة.

ويُطلب من المنتجين، بموجب قانون الاتحاد الأوروبي، ضمان إعادة تدوير جميع الألواح الشمسية، وتُعدّ الشركات التي تطرح الألواح في السوق مسؤولة أيضًا عن تمويل إدارتها في نهاية عمرها الافتراضي.

وعلى الرغم من أن الاتحاد الأوروبي لا يطلب استرداد المواد المستهلكة بجودتها الأصلية؛ فإنه لا تزال تُقارن جودة تلك المواد مع الولايات المتحدة، حيث يُعاد تدوير 10% فقط من الألواح.

اقرأ أيضًا..

• هل تنجح أميركا في جذب شراكات الطاقة النووية لإنتاج الهيدروجين؟

• أرقام صادمة في نسب الاحتياطيات الواجب "عدم استخراجها" للحد من الاحتباس الحراري