عالم بكهرباء أكثر وكربون أقل

كي يستمر العالم الحديث في أحواله النابضة، يتطلب كهرباء، بل كثيراً منها. وفي المقابل، يرتسم ظلّ كارثة مناخية بأثر من استخراج الكهرباء من الفحم الحجري، والغاز، وغيرهما من أنواع الوقود الأحفوري التي تُصدِر ثاني أكسيد الكربون (وغازات ملوّثة اخرى) أثناء عملية الاستخراج.
وبحثاً عن حلول عملانية لهذه المشكلة، أمضت مجموعة من الخبراء العلميين والقادة في مجالي الأعمال والسياسات، فضلاً عن قادة بيئيين شبان، مجموعة من الأيام الحافلة بالنشاط، في جامعة «واترلو» الكندية أخيراً، كُرّسَت للبحث عن أفكار جديدة حول تكنولوجيا تحمل وعوداً بالاستغناء عن طُرُق إنتاج الكهرباء المستندة إلى إحراق كميات كبيرة من الكربون.
وأطلق هؤلاء استنتاجات بارعة كثيرة، عُرِضَت أثناء الاجتماع السنوي ل «الجمعية الأميركية لتقدّم العلوم» American Association for Advancement of Science (التي تنشر مجلة «ساينس» العلمية الشهيرة). وتضمّنت هذه الاستنتاجات خريطة طريق شاملة عن نظام إنتاج كهرباء بمستويات كربون متدنية، يمكن تحقيقه عملياً بحلول العام 2030.
لنتخلّص من الفحم
بدا أن رأس أولويات هذه المجموعة هو الاستغناء عن الفحم الحجري في إنتاج طاقة الكهرباء بكميات كبيرة، على مدار الساعة. وحاضراً، تقدّم أنواع الوقود الأحفوري، على غرار الفحم الحجري والغاز الطبيعي، قرابة 85 في المئة من هذه الطاقة الأساسية، على ما صرّح به المهندس جاتين ناثواني، المدير التنفيذي ل «معهد واترلو للطاقة المستدامة»، وهو عضو في المجموعة المُشار إليها آنفاً. ومن أجل استبعاد الفحم الحجري تدريجاً، أوصت المجموعة بزيادة إنتاج الكهرباء عبر عدد من التقنيات الجديدة، على غرار الطاقة الحرارية المستخلصة من جوف الأرض.
ويتطلّب الحصول على هذه الطاقة حفر الأرض بعمق يكفي لاستخراج الحرارة من بواطنها. كما أوصت بتعزيز الاعتماد على نوعين من معامل الطاقة النووية المتقدمة، هما المفاعلات المتكاملة السريعة، والمفاعلات التي تعتمد على مادة ال «ثوريوم 90» Thorium 90 بدلاً من استعمال اليورانيوم في دورة إنتاج الطاقة. ويُنتج هذان النوعان من المفاعلات طاقة رخيصة وخالية من الكربون، كما يسمحان بإعادة تدوير Recycling النفايات النووية Nuclear Wastes.
إضافة الى هذا، أوصت المجموعة بتعزيز الجهود الرامية إلى تعزيز كفاءة طُرُق تخزين الطاقة، لأن الكهرباء الناتجة من مصادر قابلة للتجدد، وضمنها الرياح والطاقة الشمسية، غالباً ما تُهدر بين وقت إنتاجها، ووقت الحاجة إليها. وفي هذا الصدد، أوضح ناثواني خلال اجتماع «الجمعية الأميركية لتقدم العلوم» أن مجموعة جامعة واترلو لاحظت أن ما من تكنولوجيا لتخزين الطاقة تقدر حاضراً على حل هذه المشكلة بمفردها.
وفي المقابل، استثنى ناثواني من هذا الأمر، تقنية التخزين الواسع النطاق في البطاريات، إذ اعتبرها وسيلة تسمح بتخزين كميات وافرة من الطاقة. وسلّط الضوء أيضاً على تقنية قابلة للاستدامة، لكنها حديثة المنشأ، تدعى «بطاريات الانسياب» flow batteries.
وتعمل هذه البطاريات على تخزين الطاقة عبر استعمال خزّانين مترابطين فيهما سائل مشحون بالكهرباء.
ودعت المجموعة عينها أيضاً الى إطلاق سلسلة مشاريع تستند إلى تقنية البطاريات الواسعة النطاق، بهدف إثبات أن الطاقة المتجددة قابلة للتخزين بكميات تلائم الاستخدامات الحديثة للكهرباء.
وقدّمت المجموعة مُلخّصاً عن أفكارها في تقرير عنوانه «مخطّط تفصيلي للاعتدال: الطاقة في 2030». وتضمّن التقرير إجراءات اخرى مثل نشر خطوط توتر عال، تملك قدرة خارقة على توصيل الطاقة، ما يتيح توريد الكهرباء بطريقة نظيفة إلى المدن المتعطشة للطاقة.
ومن أجل تقليص استهلاك الطاقة في المدن بما يكفي لجعلها مستدامة، أوصى البحث أيضاً بإعادة هيكلة أنظمة النقل والمواصلات بصورة شامله، مع التركيز على استبدال المركبات الآلية التي تستخدم البنزين، بأخرى تعمل بالكهرباء الآتية من مصادر متجددة ونظيفة.