أهلا بكم

على هذه الصفحة نثير التساؤلات ،، ونفكر ،، ولا نعرف حدوداً للتوقف

آخر الأخبار

حكمة اليوم

اشترك في القائمة البريدية

ادخل بريدك الالكتروني

ابحث

سبتمبر 30، 2011

الطاقة والإنسان

يعيش الإنسان في محيط وافر من الطاقة، تحيط به من كل جانب، وهو جزء منها وحلقة في دورتها، ولا يستطيع العيش بدونها، فالطبيعة تعمل من حوله دون توقف منتجة ما لا حصر له من أشكال الطاقة المحدودة وغير المحدودة، وبكميات هائلة، أكثر بكثير من حاجته، حيث أن الإنسان لا يستطيع أن يستهلك إلا جزءاً ضئيلاً منها، رغم حاجته الماسة لها.
والطاقة - وهي إحدى المفاهيم الأساسية في الفيزياء - ليست شيئاً مادياً بحد ذاتها، المقدرة على القيام بعمل ما، أو هي قابلية إنجاز تأثير ملموس، أو إنجاز شغل معين، أو هي المقدرة التي تُستهلك وتؤدي إلى إحداث تغيير في جملة مادية ما، من حالة أولى إلى حالة أخرى مختلفة.
 بمعنى أنه لا يمكن لنا أن نتحسّسها أو نراها, ولكن يمكن لنا أن نتعرف عليها من خلال أثرها الذي تحدثه في الأجسام المطبّقة عليها، مثل تشغيل جهاز، إضاءة مصباح، غليان الماء، حركة عربة ... وهنالك عدة تعريفات للطاقة، حسب الزاوية التي نتناولها منها، والغرض الذي نسعى إليه: فهي
ويرتبط مفهوم الطاقة بشكل عام بالمادة، فحيثما وُجدت المادة رافقها وجودها الطاقة, فالمادة والطاقة صنوان، وهما وجهان لعملة واحدة، يفسران معا حالة الوجود في هذا الكون العظيم. وقانون حفظ الطاقة يسري بنفس الكيفية على المادة. وأي تأثير تُحدثُه الطاقة ويؤدي إلى تغير ما في المادة، يقابله نقص في الطاقة يساوي مقدار التغيير الحاصل في هذه المادة. ذلك لأن الطاقة لا تُفنى ولا تُستحدَث، إنما تتحول من شكل إلى آخر.
وقد ارتبط الإنسان بالطاقة على نحو غير قابل للفكاك، بأي شكل من الأشكال، ومنذ فجر التاريخ اتسمت العلاقة بينهما بالالتصاق الوثيق، وظلَّ الإنسانُ في دأب مستمر لتحقيق أمرين: استخراج الطاقة والسيطرة عليها. ذلك لأن الطاقة تُعد أحد الركائز الأساسية للمجتمعات الإنسانية، بل لوجود الإنسان نفسه وضمان بقائه واستمراره، فكل حركة يقوم بها الإنسان مهما غدت بسيطة تحتاج كشرط أساسي إلى استهلاك نوع من أنواع الطاقة. والإنسان عادة يستمدّ طاقته لإنجاز أعماله اليدوية والذهنية من الغذاء المتنوع الذي يتناوله كل يوم، إذ يتمّ حرق الغذاء في خلايا الجسم، فيتحول هذا الغذاء إلى مركبات طاقة.
وتحتاج المجتمعات بكافة قطاعاتها للطاقة: في تسيير الحياة اليومية، في التدفئة، وفي تشغيل المصانع، وتحريك وسائل النقل، وفي الاتصالات، وتشغيل الأدوات المنـزلية وغير ذلك من الأغراض .. ولا يمكن تصور حياة مجتمع ما بدون طاقة. لهذا السبب ظلت الطاقة - تاريخيا - محور صراع الإنسان، وهمّه الأول، وشغله الشاغل، وسببا للحروب، وعاملا مركزيا لنهضة الأمم أو تخلفها.
ويمكن أن تكون الطاقة مخزونة في مادة كالوقود التقليدي (النفط، الفحم، الغاز ) وهو ما يُعرف بالوقود الأحفوري، وتبقى الطاقة كامنة طالما لم يتوفر لها أسـباب تحررها, وهذه الأسباب يمكن تحديدها بتوفر الأجسام أو المواد الحاوية على الطاقة، ونواقل هذه الطاقة ( الوسط ) ومكان التأثير. ويُطلق على الطاقة التي تكون كامنة في أي جملة مادية اسم القدرة، وهي قابلية أي شيء لإنتاج الطاقة، مثال ذلك البطارية وخزانات الوقود ومياه السد وما إلى ذلك[i].
وهناك صور عديدة للطاقة، يتمثل أهمها في الحرارة، الضوء، الصوت، الطاقة الكهرومغناطيسية، الطاقة الميكانيكية التي تولدها الآلات، والطاقة الكيميائية التي تتحرر عند حدوث تغيرات كيميائية، الطاقة الهائلة الناتجة عن الانشطارات الذرية أو الاندماجات النووية.  
ومن المعلوم أن كمية الطاقة الموجودة في الكون ثابتة على الدوام، لأنها لا تُفنى ولا تُستحدث، وإنما تتحول من شكل إلى آخر. وعندما يبدو أن الطاقة قد استنفذت، فإنها في حقيقة الأمر تكون قد تحولت إلى صورة أخرى. وتقاس الطاقة في النظام المتري بوحدة تسمى "الجول". والجول الواحد هو كمية الشغل المبذول لتحريك جسم مسافة متر واحد ضد مقاومة قوة مقدارها نيوتن واحد. بينما تقاس القدرة - وهي معدل أداء الشغل - بوحدة تسمى "الواط"، وتساوي قدرة الآلة واط واحد إذا كانت تنتج جولا واحداً في كل ثانية.
والحياة بكافة أشكالها على كوكب الأرض تعتمد كليا على الطاقة، ولعل أهم وأكبر مصدر للطاقة يأتينا من الشّمس، على هيئة إشعاعات. فالإشعاعات الشمسية تحت الحمراء مثلا تدفئ الأرض، وأشعتها الضوئية تعطي النبات الطاقة اللازمة لإتمام عمليات التمثيل الكلوروفيلي وبالتالي لنموه. والنباتات تخزن من خلال هذه العملية الطاقة الشمسية على شكل طاقة كيميائية. والمواد الغذائية التي يكونها النبات هي بحد ذاتها الغذاء الذي تعتمد عليه جميع الكائنات الحية. وتستخدم الحيوانات والكائنات الحية الأخرى الطاقة الناتجة من الغذاء لدفع العمليات الجسمية والذهنية وتحريك العضلات. وتختزن طاقة الشمس أيضاً في شكل طاقة كيميائية في النفط والغازات والفحم الحجري. وقد نتجت هذه الأنواع من "الوقود الأحفوري" من خلال تآكل النباتات والكائنات الحية التي ماتت قبل ملايين السنين ودفنت تحت طبقات القشرة الأرضية. وهذه الأنواع من الوقود عندما تحترق يمكن لها أن تُدير التوربينات البخارية التي تنتج الكهرباء في محطات توليد الطاقة الكهربائية، ومن ثم فإن هذه الطاقة الكهربائية يمكن أن تشغل الآلات والأجهزة وغير ذلك من استخدامات الكهرباء.
وإذا كانت الطاقة الشمسية تُعد أول وأكبر مصدر لطاقة الكائنات الحية كلها، فإن الطاقة الحيوانية تعتبر ثاني طاقة استخدمها الإنسان في مسيرة حضارته - بعد طاقته الجسدية نفسها - وذلك عندما استخدم الحيوانات الأليفة في أعماله، ثم استغل قوة الرياح في تسيير قواربه، وفي مرحلة لاحقة استغل هذه الطاقة واستخدمها كطاقة ميكانيكية في إدارة طواحين الهواء، و في إدارة عجلات ماكينات الطحن، ومناشير الخشب، ومضخات رفع الماء من الآبار وغيرها، وهذا ما عُرف بالطاقة الميكانيكية.
وقد استخدم الإنسان ومنذ وقت مبكر الفحم النباتي كمصدر للطاقة، ثم الفحم الحجري، وهو عبارة عن صخر أسود أو بني اللون قابل للاشتعال يُستخرج من المناجم. وعند احتراقه يعطي طاقة على شكل حرارة. وقد جرى  استخدامه في تدفئة المنازل، وكوقود للقطارات، ومع انطلاقة الثورة الصناعية عرفت الحضارة شكلا جديدا لاستخدامات الطاقة، إنها الآلة البخارية - التي كانت تعتمد بشكل أساسي على الفحم الحجري - والتي كان لها الأثر الكبير في تطور البشرية، ومن ثم اكتشافها مصادر أخرى وأنواع جديدة من الطاقة، ففي القرن التاسع عشر ظهر مصدر آخر للطاقة، لا يحتاج عند استخدامها لاحتراق الوقود، وهي الطاقة الكهربائية الناتجة من الدينامو( المولد) الذي يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، وهذه الأخيرة أمكن نقلها إلي أماكن بعيدة عبر الأسلاك.
وأيضاً اكتشف الإنسان في هذه الأثناء البترول، الذي سيصبح أهم مصدر للطاقة في العصر الحديث، وهو عبارة عن سائل كثيف، قابل للاشتعال، لونه بني غامق مشوب بالسواد أو بني مخضر، ويوجد في الطبقة العليا من القشرة الأرضية. ويتكون النفط من خليط معقد من الهيدروكربونات، وخاصة من سلسلة الألكانات، ولكنه يختلف في مظهره وتركيبه ونقاوته بشدة من مكان لآخر، وفي نفس السياق اكتشف الغاز الطبيعي، وهو الآن ينافس البترول من حيث أهميته كمصدر للطاقة.   
ثم ظهرت في النصف الثاني من القرن العشرين الطاقة النووية، التي استخدمت في المفاعلات الذرية، حيث يجري الانشطار النووي الذي يولد حرارة هائلة تولد البخار الذي يدير التوربينات التي تمدنا بالكهرباء أو تسير السفن والغواصات.
والوقود الأحفوري بأنواعه المختلفة ( النفط والفحم والغاز ) أستخدم بإسراف منذ القرن التاسع عشر، ولا يزال يُستخدم بنفس الإسراف، مع زيادة الطلب عليه، وارتفاع أسعاره يوما بعد يوم، بالرغم من  أضراره الشديدة على البيئة. وتشير التقديرات أنه مع هذه المعدلات العالية من الاستهلاك فإنه سينضب، وسيأتي يوم لا تجد فيه البشرية لا نفط ولا غاز ولا فحم، وبالنسبة للخبراء والعلماء فإن هذا المصير المحتوم ما هو إلا مسألة وقت. وبسبب إمكانية نفاذه ونضوبه من ناحية، وتلويثه للجو وأضراره البيئية من ناحية أخرى، فضلا عن ارتفاع أسعاره وجدت البشرية نفسها مضطرة للبحث عن بدائل للوقود الأحفوري، والعودة مرة أخرى لمصادر الطاقة الطبيعية المتجددة.
وقد شكل العام 1973 نقطة مفصلية في هذا الاتجاه، وذلك على أثر الحظر النفطي الذي فرضته الدول العربية على بلدان الغرب، وبالذات أمريكا، بعد حرب تشرين في نفس العام، الأمر الذي أدى إلى ارتفاع أسعار برميل النفط إلى أرقام فلكية مقارنة بمرحلة ما قبل الحظر، وقد نبّه هذا الأمر صنّاع القرار في الدول الصناعية لأهمية وجود بدائل للنفط، وأهمية ضبط أسعاره، فبعد ذلك التاريخ صارت منظمة الأوبك OPEC هي التي تحدد سعر بيع برميل البترول، وليست الشركات المنتجة، كما كان الحال من قبل. ورغم صلاحيات الأوبك في تحديد أسعار النفط، إلا أن هذا الإجراء غير كافي، ولا يحمي الدول المستهلكة من تقلبات أسعاره وارتفاعه بشكل جنوني، إذْ أن الأمر يخضع في النهاية لآليات السوق.
يتحدث الكثيرون من الخبراء والمراقبون عن زمن ما بعد عصر البترول، ويؤكدون أن الثروة النفطية على غرار الموارد الطبيعية الأخرى معرضة للنقصان والتآكل، ثم في نهاية المطاف معرضة للنضوب نهائيا. وفي هذا السياق يقول أحمد زكي يماني وزير النفط السعودي الأسبق مازحا في إحدى المناسبات إن "العصر النفطي لن ينتهي بنفاد النفط، على غرار العصر الحجري الذي لم ينته بنفاد الحجارة" .[ii]
ومنذ بداية استغلال النفط صناعيا، عندما حفر السيد آل هامل بئرا في تكساس في  كانون الثاني 1901 وحتى اليوم تم استهلاك ما يزيد عن 1 ترليون برميل نفط من احتياط النفط العالمي[iii]. وتشير الدراسات أن الاحتياط الإستراتيجي للنفط في العالم يبلغ 14 ترليون برميل، وأن المملكة العربية السعودية تمتلك الحصة الأكبر من هذا الاحتياط بنسبة 19 % منه، بواقع 266 مليار برميل[iv] ، وتمتلك منطقة الشرق الأوسط بأكملها 724 مليار برميل، يعقبها وبفارق كبير أفريقيا التي بلغ الاحتياط النفطي فيها حوالي 117 مليار برميل، ثم أميركا الوسطى والجنوبية بمائة مليار برميل.
مع التأكيد على أن تقدير الاحتياط النفطي يبقى خاضعا لتقلبات متعلقة بعوامل جيوسياسية، أو مرتبطة بمصالح شركات، ولا توجد بالواقع تقديرات غير منحازة لجهة أو أخرى، ومتحررة من مصلحة أحد الأطراف. ولكن الأمر الصحيح والذي لا شك فيه، أن زمن البترول الرخيص والسهل المنال قد ولى، وأن أمجاد الحقول الشاسعة قد انتهت، وأنه العلاقة بين نسبة الاستغلال والاحتياطي المتوفر، ما فتئت تتبع طوال العشرين سنة الأخيرة خطا  تنازليا لا تحيد عنه.
حيث أخذت تكاليف التنقيب عن النفط واستخراجه بالتزايد أكثر فأكثر، سيما مع المصادر الجديدة والمختلفة، مثل النفط المستخرج من الرمال الأسفلتية كما هو الحال في كندا، والذي يتطلب استخراجه  تحريكا هائلا للأراضي، وبالتالي استهلاك مياه وطاقة بكميات كبيرة، تتطلب تكاليف باهظة،  فضلا عن أخطارها على البيئة. وهناك أيضا حقول موجودة في المياه العميقة جدا، وعمليات استغلالها تواجه صعوبات تقنية لا يمكن مقارنتها بتلك التي تواجهها الاكتشافات الحالية للحقول التقليدية.
والأسلوب المتوقع لحساب كم هو عدد السنين المتبقي قبل أن ينفذ البترول، هو قسمة قيمة المخزون العالمي من البترول على معدل الاستهلاك السنوي، فينتج عدد السنين اللازمة لاستهلاك ذلك المخزون، وبتطبيق تلك العلاقة على رقمي المخزون العالمي والاستهلاك السنوي، سنجد أن هذا المخزون سيفنى بعد 43 عاما تقريباً، ولكن هذه الطريقة خاطئة في الحساب، لأنها لا تأخذ في الاعتبار أن معدل الاستهلاك يتغير كل عام، إضافة إلى أن هذه الطريقة في الحساب تفترض خطأ ً أن عملية استخراج آخر برميل بترول ستتم بنفس سهولة و تكلفة استخراج أول برميل، وهذا علميا ً وعمليا ً غير صحيح[v].
والصحيح أن تحديد الوقت الباقي لنفاد النفط، وبعد تقدير الاحتياطي الموجود حاليا يتوقف على ثلاثة عوامل، يتعلق أولها بمستوى الطلب الإجمالي، ويليها مبلغ التقدم التكنولوجي في كيفية الاستخراج وكيفية الاستغلال، وأخيرا سعر السوق.
يبلغ مقدار الإنتاج العالمي للبترول بالمتوسط نحو 80 مليون برميل يوميا، وإذا أردنا تغطية الطلب المرتقب من البترول في العقود القادمة استنادا إلى مؤشرات الاستهلاك الحالي، فمن الضروري إضافة ستين مليون برميل يوميا للإنتاج الحالي، وهو ما لا يمكن بلوغه، وتشير جميع التنبؤات إلى أن الطلب على مصادر الطاقة سوف يرتفع في الحقب المقبلة بنسبة 2 % سنويا، مما سيؤدي إلى زيادة إجمالية قد تصل 55 % عام 2030، حيث ستلعب الدول الصاعدة، وعلى وجه التحديد، الصين والهند والبرازيل، دورا رئيسيا في هذه الزيادة المتوقعة على الطلب.
وستكون مجموعة الدول التي تضم البرازيل وروسيا والهند والصين مسؤولة عن 80 % من هذه الزيادة، حيث إن واردات الصين ستتضاعف أربع مرات، وواردات الهند ثلاث مرات، بينما استهلاك الطاقة في البلدان الصناعية سينحو نحو التوازن، وسيساهم مفهوم الاستعمال الفعال للطاقة في ضبط هذا التوازن.
وهذه النتيجة تأخذ بعين الاعتبار عدة حقائق، كالزيادة المرتقبة في عدد السيارات لدى المجموعات السكانية المؤثرة في استهلاك البترول. فمثلا يوجد في الصين حاليا ما يعادل 12 سيارة لكل ألف نسمة، مقارنة مع 620 سيارة لكل ألف فرد بالولايات المتحدة، و487 لكل ألف باليابان وكوريا، و 444 لكل ألف في أوروبا.[vi]
وبسبب المخاوف من نضوب مصادر الوقود الأحفوري، وخاصة النفط، وزيادة أسعاره على نحو جنوني، إذْ تجاوز سعره عتبة المائة وخمسون دولار للبرميل في أواخر 2007، بينما كان سعره عشرة دولارات في عام 1998، وهذا ما لم يخطر ببال أحد قط، حتى من المحللين الأكثر تشاؤما. ومع المخاطر العديدة التي تحملها مفاعلات الطاقة النووية، وأقرب مثال على ذلك تدمير مفاعل فوكوشيما الياباني وتسرب إشعاعات نووية منه على إثر الزلزال العنيف الذي  ضرب الشاطئ الشرقي لليابان، ونجم عنه موجات تسونامي في آذار 2011، وتسببت بإلحاق خسائر فادحة بالمفاعل، تتزايد الاتجاهات عالميا نحو البحث عن مصادر أخرى للطاقة، والاستعداد لعصر ما بعد النفط.
وفي نهايات القرن العشرين شهدت الكرة الأرضية زيادة واضحة في معدلات درجة حرارة الأرض، وهو ما يُعرف بظاهرة الاحتباس الحراري، وحيث كانت المخلفات الصناعية واحتراق الوقود الأحفوري وبالتالي زيادة معدلات غاز CO2 في الجو المتهم الأول في التسبب بهذه الظاهرة الخطيرة. وهو ما دعا بالعلماء وصناع القرار في العالم إلى التركيز أكثر على مصادر أخرى للطاقة، لا تسبب تلوثا للبيئة، ولا تفاقم من احتباس الأرض الحراري، ولا تنضب ولا تنفذ، وتدوم ما دام الإنسان سيدا على الأرض، وقد وجد العلماء ضالتهم بما بات يُعرف بالطاقة المتجددة، أو الطاقة البديلة، أو الطاقة الخضراء.


 [i]  موسوعة المعرفة: http://www.marefa.org/index.php
 [ii] بابلو بينافيدس، الممثل الدائم لإسبانيا لدى منظمة حلف شمال الأطلسي، ترجمة: شريفة دحروش،    
    
http://almolta.maktoobblog.com/65
[iii]  م. خالد بن عبد الله البريك، في كلمة ألقاها خلال الملتقى السعودي الثاني لتقنيات استكشاف وإنتاج الزيت والغاز 2010، الذي عقد
     في جامعة الملك فهد للبترول والمعادن، بتاريخ
2010-12-27.
[iv]   كتاب حقائق العالم للأول من يناير 2008، صادر عن وكالة المخابرات الأمريكية
[v] د. حاتم الرفاعي، كتاب ذروة البترول، الحلقة الرابعة، http://www.oilpeakinarabic.org/
[vi] بابلو بينافيدس، الممثل الدائم لإسبانيا لدى منظمة حلف شمال الأطلسي، نفس المصدر السابق.

0 التعليقات:

إرسال تعليق

الكاتب

م. عبد الغني سلامه

فلسطين

أحدث الادراجات

كاريكاتير اليوم

احصاءات العالم

احصاءات العالم

عدد الزوار