توجد بالفعل حلول بسيطة وفعالة يمكن أن تساعد في تقليل تأثير تغير المناخ. ومع ذلك ، لا يزال بعضها بحاجة إلى التنفيذ ، بينما يحتاج البعض الآخر إلى التحسين.
هذا وفقًا لما قاله رئيس IEEE لعام 2023 ، سيف الرحمن ، الذي كان من بين المتحدثين من المنظمات الهندسية في حدث COP27 الذي عقد في مصر في نوفمبر. تحدث زميل IEEE Life Fellow خلال جلسة تناولت دور التكنولوجيا في تقديم عالم عادل ومستدام ومنخفض الكربون.
عبد الرحمن ، خبير الطاقة وأستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في Virginia Tech ، هو الرئيس السابق للجنة IEEE المخصصة لتغير المناخ. وتشكلت اللجنة العام الماضي لتنسيق استجابة المنظمة للأزمة العالمية.
يتم إنتاج حوالي ثلث الانبعاثات على مستوى العالم من خلال توليد الكهرباء ، وقال عبد الرحمن إن مهمته هي المساعدة في تقليل هذه الكمية من خلال الحلول الهندسية.
في COP27 ، قال إنه على الرغم من اعتماد أول معاهدة دولية ملزمة قانونًا بشأن تغير المناخ ، والمعروفة باسم اتفاقية باريس ، منذ ما يقرب من عقد من الزمان ، إلا أن البلدان لم تتوصل بعد إلى توافق في الآراء بشأن كيفية وقف حرق الوقود الأحفوري ، من بين قضايا أخرى. . . يستمر البعض في حرق الفحم ، على سبيل المثال ، لأنه لا توجد خيارات أخرى مجدية اقتصاديًا لهم.
قال: “نحن تقنيون من IEEE نقول ، ‘إذا حافظت على مناصبك ، فلن تحصل أبدًا على اتفاق”. لقد توصلنا إلى تقديم مجموعة الحلول المكونة من ست نقاط والتي يمكن للجميع التعايش معها. نريد أن نكون شريكًا في الحل حتى نتمكن من وجود أطراف على الطاولة للمساعدة في حل مشكلة انبعاثات الكربون العالية على مستوى العالم “.
كانت الحلول التي أوضحها الرحمن هي استخدام الأساليب التي أثبتت جدواها والتي تقلل من استخدام الكهرباء ، وتجعل محطات الفحم أكثر كفاءة ، واستخدام الهيدروجين وحلول التخزين الأخرى ، وتعزيز المزيد من مصادر الطاقة المتجددة ، وتركيب أنواع جديدة من المفاعلات النووية ، وتشجيع نقل الطاقة عبر الحدود.
نصائح لتوفير الطاقة
قال عبد الرحمن إن أحد الإجراءات هو تقليل استهلاك الكهرباء ، مشيرًا إلى أن الإضاءة الخافتة بنسبة 20 في المائة في المنازل ومباني المكاتب والفنادق والمدارس يمكن أن توفر 10 في المائة من الكهرباء. قال إن معظم الناس لن يلاحظوا حتى الاختلاف في السطوع.
آخر هو التحول إلى مصابيح LED ، التي تستهلك طاقة أقل بنسبة 75 في المائة على الأقل من المصابيح المتوهجة. قال إن مصابيح LED تكلف حوالي خمسة أضعاف ، لكنها تدوم لفترة أطول. ودعا الدول المتقدمة إلى تقديم مساعدات مالية للدول النامية لمساعدتها على استبدال جميع المصابيح المتوهجة بمصابيح LED.
إجراء آخر لتوفير الطاقة هو رفع درجة حرارة مكيفات الهواء بمقدار 2 درجة مئوية. هذا يمكن أن يوفر 10 في المائة من الكهرباء أيضًا يا عبد الرحمن.
وقال إنه من خلال التحكم بشكل أفضل في الإضاءة والتدفئة والتبريد ، يمكن توفير 20 في المائة من الطاقة دون التسبب في معاناة أي شخص.
محطات فعالة لحرق الفحم
وتوقع أنه من غير المرجح أن يتم إغلاق محطات توليد الكهرباء التي تعمل بالفحم تمامًا في أي وقت قريب ، خاصة وأن العديد من البلدان تبني محطات جديدة لها فترات عمر تصل إلى 40 عامًا. وقال إن الدول التي تواصل حرق الفحم يجب أن تفعل ذلك في محطات توليد الطاقة عالية الكفاءة.
نوع واحد هو محطة توليد الطاقة البخارية فوق الحرجة التي تعمل بالفحم. تبلغ كفاءة المحطات التقليدية التي تعمل بالفحم ، والتي تجعل الماء يغلي لتوليد البخار الذي ينشط التوربينات ، حوالي 38 بالمائة. تعمل المصانع فوق الحرجة في درجات حرارة وضغوط تتعايش فيها المراحل السائلة والغازية للماء في حالة توازن. ينتج عنه كفاءات أعلى: حوالي 46 بالمائة. استشهد رحمان بمصنع Eemshaven فوق الحرج ، في جرونينجن ، هولندا – الذي تم بناؤه في عام 2014.
هناك خيار فعال آخر أشار إليه وهو محطة توليد الكهرباء ذات الدورة المركبة. في مرحلته الأولى ، يتم حرق الغاز الطبيعي في توربين لتوليد الكهرباء. تُستخدم الحرارة من عادم التوربين لإنتاج بخار لتشغيل التوربين في المرحلة الثانية. تكون محطة الطاقة الناتجة ذات المرحلتين أكثر كفاءة بنسبة 25 في المائة على الأقل من محطة أحادية المرحلة.
“تريد IEEE أن تكون شريكًا في الحل ، وليس شريكًا في تقديم الشكاوى ، لذلك يمكننا أن نجعل كلا الطرفين على الطاولة للمساعدة في حل مشكلة انبعاثات الكربون المرتفعة على مستوى العالم.”
وقال الرحمن إن طريقة أخرى لجعل محطات الطاقة التي تعمل بالفحم أكثر صداقة للبيئة تتمثل في التقاط ثاني أكسيد الكربون المستنفد وتخزينه في الأرض. يتم استخدام أنظمة احتجاز الكربون هذه في بعض المواقع ، لكنه يقر بأن عملية عزل الكربون مكلفة للغاية بالنسبة لبعض البلدان.
دمج وتخزين الطاقة الشبكية وخارج الشبكة
قال الرحمن إنه لتحقيق التوازن الصحيح بين العرض والطلب على الكهرباء على شبكة الطاقة ، يجب دمج مصادر الطاقة المتجددة في أنظمة توليد الطاقة ونقلها وتوزيعها منذ البداية. وأضاف أنه يجب تخزين الطاقة من محطات الرياح والطاقة الشمسية والطاقة الكهرومائية في بطاريات بحيث لا تضيع الكهرباء المولدة منها خلال ساعات الذروة بل يتم دمجها في شبكات الطاقة.
كما قال إن وقود الهيدروجين منخفض التكلفة ومنخفض الكربون يجب اعتباره جزءًا من مزيج الطاقة المتجددة. يمكن استخدام الوقود لتشغيل السيارات وتزويد الكهرباء وتدفئة المنازل ، وكل ذلك بدون انبعاثات كربونية.
وقال: “سيساعد الهيدروجين الاقتصادات الناشئة على تحقيق أهدافها المناخية ، وخفض تكاليفها ، وجعل شبكة الطاقة لديها أكثر مرونة”.
أصغر محطات الطاقة النووية
أقر عبد الرحمن بوجود وصمة عار تحيط بمحطات الطاقة النووية بسبب الحوادث في تشيرنوبيل وفوكوشيما وثري مايل آيلاند وأماكن أخرى. لكنه قال إنه بدون الطاقة النووية ، فإن فكرة أن تصبح محايدًا للكربون بحلول عام 2050 ليست واقعية.
وقال: “هذا غير ممكن في السنوات الخمس والعشرين القادمة إلا بالطاقة النووية”. “ليس لدينا ما يكفي من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.”
يمكن أن تحل المفاعلات المعيارية الصغيرة محل محطات الطاقة النووية التقليدية. قال الرحمن إن SMR أسهل وأقل تكلفة في البناء ، وهي أكثر أمانًا من المحطات النووية الكبيرة اليوم.
على الرغم من صغر حجمها ، إلا أن SMRs قوية. لديهم قدرة تصل إلى 300 ميغاواط من الكهرباء ، أو حوالي ربع حجم المحطة النووية النموذجية اليوم.
يتم تجميع المفاعلات المعيارية في المصانع وشحنها إلى موقعها النهائي ، بدلاً من بنائها في الموقع. وخلافًا للمنشآت النووية التقليدية ، لا تحتاج المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم إلى أن تكون بالقرب من مسطحات مائية كبيرة للتعامل مع تصريف الحرارة المفقودة.
يقول عبد الرحمن إن SMRs لم يتم إزالتها بسبب الترخيص والمشكلات الفنية.
نقل الكهرباء عبر الحدود الوطنية
وأكد عبد الرحمن على الحاجة إلى المزيد من عمليات نقل الطاقة عبر الحدود ، حيث أن القليل من الدول لديها ما يكفي من الكهرباء لتزويد جميع مواطنيها. العديد من البلدان تفعل ذلك بالفعل.
الولايات المتحدة تشتري القوة من كندا. وقال عبد الرحمن: “تبيع فرنسا الطاقة لإيطاليا وإسبانيا وسويسرا”. العالم كله عبارة عن شبكة واحدة. لا يمكنك الانتقال من الفحم إلى الطاقة الشمسية والعكس بالعكس ما لم تنقل الطاقة ذهابًا وإيابًا “.
بحث مجاني عن تغير المناخ
خلال جلسة المؤتمر ، قال رحمن إن مجموعة IEEE المكونة من 7000 ورقة تتعلق بتغير المناخ يمكن الوصول إليها من مكتبة IEEE Xplore الرقمية. أطلقت IEEE أيضًا موقعًا على شبكة الإنترنت يضم موارد إضافية.
قال عبد الرحمن إنه ليس هناك أي من حلول IEEE المقترحة جديدة أو غير مختبرة ، لكن هدفه هو “توفير مجموعة من الحلول المقبولة والقابلة للنشر في كل من الاقتصادات الناشئة والبلدان المتقدمة – والتي ستسمح لهم بالجلوس على الطاولة معًا و تعرف على مقدار انبعاثات الكربون التي يمكن توفيرها من خلال التطبيق الإبداعي للتقنيات المتاحة بالفعل بحيث يفوز الطرفان في نهاية اليوم. ”
