إن عالم الطاقة النظيفة يتطور بسرعة. زادت منشآت الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة بنسبة 43 بالمائة في عام 2020، وانخفض سعر الطاقة الشمسية بنسبة ما يقرب من 90 في المئة بين عامي 2010 و2020. وبالمثل، زادت قدرة توربينات الرياح بمقدار قياسي 14.2 جيجاوات العام الماضي وحده. علاوة على ذلك، تزايدت مبيعات السيارات الكهربائية بشكل مطرد، ومن المتوقع أنه بحلول عام 2025، 10 في المئة من بين جميع المركبات المباعة ستكون سيارات كهربائية. وبكل المقاييس، فإن ثورة التكنولوجيا الخضراء تسير على قدم وساق.
محتويات
- شمسي
- رياح
- البطاريات
- تكنولوجيا المعلومات
ولكن على الرغم من أن هذه تطورات واعدة بالتأكيد، إلا أنها ليست كافية لإبطاء تغير المناخ. ومن أجل إحداث تأثير كبير في المشكلة، سنحتاج إلى توسيع نطاق هذه التقنيات وتحسينها. إذًا كيف يبدو مستقبل الطاقة الخضراء؟ تحدثنا مع الباحث البيئي والمؤلف والمحاضر ورجل الأعمال جوناثان كومي للحصول على بعض الأفكار.
مقاطع الفيديو الموصى بها
شمسي
ووفقا لكومي، من شبه المؤكد أن تكاليف الطاقة الشمسية ستستمر في الانخفاض في السنوات المقبلة، ولكن ربما بطرق مختلفة عما قد نتوقعه.
متعلق ب
- مستقبل الرؤية: عدسات الواقع المعزز اللاصقة ستجعلك آليًا
- أين الأخضر؟ كان معرض CES 2020 منخفضًا بشكل مدهش في مجال التكنولوجيا البيئية
يقول كومي: "لقد وصلنا الآن إلى مكان حيث تكلفة الألواح الشمسية ليست العامل الأكبر، لكل منزل، وحتى بالنسبة لتركيب طاقة شمسية كبيرة في الصحراء أو في أي مكان آخر". "الآن بعد أن أصبحت الألواح الشمسية رخيصة للغاية، هناك تحول إلى التركيز على هذه التكاليف الأخرى ومحاولة التخلص منها."
قد تشمل هذه التكاليف تكلفة العمالة، وتكلفة الحصول على التصاريح، وعوامل أخرى. يقول كومي إننا بحاجة إلى تقليل تكاليف السماح بشكل كبير لتحقيق أهدافنا في مجال الطاقة النظيفة.
وبعيدًا عن هذه التكاليف، فإننا نشهد أيضًا ابتكارات جديدة واعدة في صناعة الطاقة الشمسية. من الرائع أن تصبح الألواح الشمسية رخيصة جدًا، ولكن سيكون من الأفضل لو كانت أيضًا أكثر فعالية، ويعمل الباحثون على إيجاد طرق لتحقيق ذلك.
إحدى الطرق التي يمكنك من خلالها جعل الألواح الشمسية أكثر فعالية هي زيادة كمية الضوء التي يمكنها التقاطها. لقد قام الباحثون اكتشف في السنوات الأخيرة، أصبح بإمكانك وضع طبقات من مواد مختلفة على اللوحة والتقاط نطاق أوسع من الأطوال الموجية للضوء، مما يعني أنها تستطيع التقاط المزيد من الطاقة الشمسية. وهذا يعني أنك لن تحتاج إلى العديد من الألواح لتوليد أي كمية من الطاقة التي تحتاجها.
يقول كومي: "هناك الكثير من الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى الأرض، مما يجعلنا مقيدين بذكائنا". "نحن لسنا مقيدين بالطاقة الشمسية."
رياح
وكما هو الحال مع الطاقة الشمسية، يقول كومي إن طاقة الرياح أصبحت أرخص أيضًا، وأن الطرق التي نتعامل بها مع طاقة الرياح بدأت في التطور.
يقول كومي: "أعتقد أن أكبر تطور في مجال طاقة الرياح في الولايات المتحدة هو فتح المجال أمام الرياح البحرية كاحتمال".
الرياح البحرية شائعة في أوروباويبدو أن الأمر قد يصبح قريبًا شائعًا جدًا في الولايات المتحدة، وهذا ما فعلته إدارة بايدن مقرر لفتح أجزاء من الساحل الغربي أمام الرياح البحرية. نظرًا للكمية الهائلة من المساحة المتاحة والكمية الثابتة نسبيًا من الرياح التي تهب من في المحيط الهادئ، تمتلك طاقة الرياح البحرية القدرة على زيادة الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة بشكل كبير سعة.
تكنولوجيا التوربينات تتقدم أيضًا. بالإضافة إلى التوربينات ثلاثية الشفرات الشائعة، بدأ المهندسون في استكشاف وتطوير أنظمة جديدة تلتقط الطاقة بشكل أكثر كفاءة.
إحدى هذه الأفكار هي توربينات الرياح ذات المحور العمودي واسعة النطاق (VAWTs). تشكل هذه التوربينات نوعًا من شكل كرة القدم العمودية وتدور على الدوار. لقد تم العثور عليهم لالتقاط 15 بالمئة طاقة أكبر من توربينات الرياح التقليدية، كما أنها أسهل في الصيانة. ويمكن القول إن أكبر فائدة لها هي انخفاض مركز الجاذبية، مما يسمح لها ببناء أكبر بكثير من توربينات الرياح ذات المحور الأفقي.
هناك أيضًا أفكار لالتقاط طاقة الرياح دون أي توربينات على الإطلاق. ال دوامة الخالية من الشفرة هي في الأساس دعامة تهتز في مهب الريح لتوليد الطاقة، في حين تقوم شركة مكاني للطاقة التابعة لشركة Google بتوليد الطاقة باستخدام طائرة ورقية تشبه الطائرة التي يمكن نقلها إلى أي مكان تهب فيه الرياح.
البطاريات
عندما يتعلق الأمر بالبطاريات التي تشغل السيارات الكهربائية والموجودة بشكل متزايد في منازل الناس، يقول كومي إن هذه التكاليف آخذة في الانخفاض بشكل كبير أيضًا. ويقول إن بطاريات الليثيوم أيون تتبع مسار الانخفاض في أسعار الألواح الشمسية الذي شهدناه على مر السنين، لكنها "في مرحلة مبكرة نوعًا ما".
"بالنسبة للسيارات الكهربائية، تعد البطارية أكبر مشكلة من حيث التكلفة. ومع حدوث ذلك، فإن هذا هو الشيء الذي سيغير الاقتصاد بطريقة مقنعة.
تظل بطاريات الليثيوم أيون معيارًا صناعيًا للسيارات الكهربائية والأجهزة التي نستخدمها، ولكننا نشهد ذلك تطورات واعدة في حلول تخزين الطاقة على نطاق الشبكة والتي ستسمح لنا بتخزين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح واستخدامها لاحقاً. بطاريات التدفقعلى سبيل المثال، تحظى بشعبية متزايدة في أماكن مثل كاليفورنيا وتكساس، حيث يتجاوز الطلب على الكهرباء القدرة الإنتاجية غالبا. تقنيات أخرى مثل تخزين طاقة الهواء المضغوط المتقدم و تخزين الجاذبية تكتسب الأرض أيضا.
تكنولوجيا المعلومات
وبالإضافة إلى البنية التحتية المادية التي تدعم تكنولوجيا الرياح والطاقة الشمسية والبطاريات، يقول كومي إن تكنولوجيا المعلومات ستكون أيضًا جزءًا كبيرًا من مستقبل التكنولوجيا الخضراء. كلما تمكنا من رقمنة وأتمتة الأنظمة الكهربائية في منازلنا ومباني المكاتب والبنية التحتية والمزيد، كلما تمكنا من صنع هذه الأشياء بكفاءة أكبر.
"تتيح لنا تكنولوجيا المعلومات جمع البيانات، وتسمح لنا بالاستجابة للبيانات في الوقت الفعلي حتى نتمكن من تحسين أنظمتنا. يقول كومي: “إنها تتيح لنا استبدال الأجزاء بالذكاء”. "سيكون هناك تحرك نحو المحاكاة الافتراضية لبنيتنا التحتية المادية."
يبدو أن المستقبل كهربائي، وأنه يتحرك في هذا الاتجاه بسرعة أكبر مما توقعه أي شخص. ويشير كومي إلى أنه مع استمرار انخفاض تكلفة هذه التقنيات، فإن العوامل الاقتصادية البسيطة للموقف ستدفع إلى اعتمادها. بعد عقود من الآن، قد نسخر من فكرة أننا قمنا بحرق الوقود القذر لتشغيل منازلنا وسياراتنا وكل شيء آخر.
توصيات المحررين
- مستقبل التصنيع: نظرة للأمام إلى الحقبة القادمة من صناعة الأشياء
- الليثيوم أيون هو مجرد البداية. إليكم نظرة خاطفة على مستقبل البطاريات
- تعمل هذه العوامة الضخمة التي يبلغ وزنها 826 طنًا على تحويل البحار الهائجة إلى طاقة متجددة
