رجل يتفقد الألواح الشمسية في منشأة الطاقة الشمسية. أصبحت تكلفة الطاقة الشمسية أرخص بمئات المرات مما كانت عليه في السبعينيات، عندما شكك العلماء في إمكانية استخدام التكنولوجيا كمصدر فعلي للطاقة.
بودكاست: كان هذا النوع من الطاقة المتجددة هامشيًا ومستقبليًا. أما الآن فقد أصبحت طاقة رخيصة وفعالة ذات ضوء ساطع. ومع ذلك، فإنه لا يزال مثيرا للجدل - لأسباب عديدة مختلفة.
ساعدنا في جعل المعرفة العلمية متاحة للجميع، ادعم الأخبار المجانية وغير الربحية والمبنية على الحقائق، وتبرع اليوم
كان هذا النوع من الطاقة المتجددة هامشيًا ومستقبليًا، لكنه أصبح الآن طاقة رخيصة وفعالة تتألق. ومع ذلك، فإنه لا يزال مثيرا للجدل - لأسباب عديدة مختلفة.
مرحبا بكم في البودكاست المعروفة. ما هي حدود المعرفة المعروفة؟ مع مرور الوقت، كيف سيتطور تفكيرنا في القضايا العلمية والتكنولوجية الكبرى؟ في جولة صوتية في 'مجلة المعرفة' في 'المراجعة السنوية'، اكتشفنا مشاكل مختلفة مثل وجود الثقوب السوداء وكيفية بناء قلب صناعي مليء بالمفاجآت على طول الطريق.
كيف يمكننا أن نفهم مستقبل الاختراع؟ إذا كانت التكنولوجيا الجديدة جديدة بالفعل، فكيف يمكن للباحثين البدء في دراسة كيفية تكيفها مع العالم في السنوات أو العقود القليلة المقبلة؟ ففي نهاية المطاف، 'التنبؤ أمر صعب للغاية، خاصة بالنسبة للمستقبل'. هذه الجملة تأتي من نيلز بول. ربما. لا أحد يستطيع التأكيد.
نحن نعلم كيف تبدو التكنولوجيا اليوم، ويبدو وضع توليد الطاقة الشمسية مشرقًا للغاية. الطاقة الشمسية هي الآن مصدر الطاقة المتجددة الأسرع نموا. وفي عام 2018 وحده، تم تركيب ما يقرب من 100 جيجاوات من الطاقة الشمسية في جميع أنحاء العالم. إذا عملت كل هذه الألواح بأقصى طاقتها في نفس الوقت، فستكون أكثر من كافية لتلبية جميع احتياجات الكهرباء المتوسطة في كندا. لكن الطاقة الشمسية لم ترتفع طوال الوقت. بعد بضعة عقود، لا تزال الطاقة الشمسية مستقبلية. لذا، قبل أن نعرف مستقبل الطاقة الشمسية، كيف سيكون مستقبل الطاقة الشمسية؟ ثم الجواب مثير للجدل.
ليس تماما. إذا كنت قد قرأت العدد الأول من مجلة 'المراجعة السنوية للطاقة' عام 1976، فستجد ورقة خيالية بعنوان 'الطاقة الشمسية'. ويبدأ ملخصه بالعبارة التالية:
كما نعلم جميعًا، تم امتصاص طاقة الشمس التي لا تنضب على الأرض، وهو ما يكفي لتقديم مساهمة مهمة في الطلب المستقبلي على الطاقة في العالم.
حتى الآن، مألوفة جدا. لا يزال من الممكن استخدام الكمية الكبيرة من الطاقة التي تتلقاها الأرض من الشمس كمقدمة للطاقة الشمسية اليوم. ولكن بعد ذلك…
… ما إذا كان بإمكاننا الآن جمع الطاقة الشمسية اقتصاديًا وتحويلها إلى شكل مفيد لاحتياجاتنا، لا يزال غير مؤكد ومثير للجدل.
'غير مؤكد ومثير للجدل'. هل مستقبل هذه التكنولوجيا موضع شك حقاً؟ نعم. على الرغم من أن الباحثين استخدموا التكنولوجيا الكهروضوئية لتحويل الضوء إلى كهرباء لمدة 20 عاما، إلا أن تطبيقات هذه الأساليب لا تزال جديدة نسبيا. في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي، وجدت الطاقة الشمسية موطنها على العديد من الأقمار الصناعية الأمريكية والسوفياتية، في حين أن إمدادات الطاقة التقليدية كانت غير ملائمة على الإطلاق. ومع ذلك، على الرغم من التقدم الذي تم إحرازه في السبعينيات، لا تزال هذه التكنولوجيا تعتبر غير واقعية للتطبيقات التقليدية.
اطلع على 'Reset' - وهي سلسلة مستمرة تستكشف كيفية تعامل العالم مع جائحة فيروس كورونا وعواقبه والطريق إلى الأمام.
كيلي سيمز غالاغر (كيلي سيمز غالاغر): 'في الواقع، كانت الطاقة الشمسية موجودة في ذلك الوقت. كما تعلمون، كانت تعتبر تقنية متقدمة جدًا عن بعد'
هذه هي كيلي سيمز غالاغر (كيلي سيمز غالاغر)، وقد شاركت في أبحاث نظام ابتكار تكنولوجيا الطاقة منذ حوالي 20 عامًا، وهي الآن موجودة في كلية فليتشر بجامعة تافتس في ماساتشوستس. كانت الطاقة الشمسية لا تزال تبدو 'بعيدة المنال' في أواخر السبعينيات لسبب ما: كانت التكلفة لا تزال مرتفعة: إذا تم تشغيل الألواح الشمسية بكامل طاقتها، فستتكلف 20 دولارًا لكل واط. (حوالي 90,2021 دولارًا أمريكيًا). لذلك، إذا كنت ترغب في شراء ما يكفي من الألواح الشمسية لتشغيل مصباح كهربائي واحد بقدرة 60 واط، فعليك دفع مبلغ اليوم 5000 دولار. إنه أمر مثير للجدل بالفعل. هذا هو فيليكس كروتزيج من معهد ميركاتور للمشاعات العالمية وتغير المناخ في برلين، الذي يدرس دور الطاقة الشمسية في التخفيف من تغير المناخ.
فيليكس كروتزيج: 'قبل أربعين عامًا، كانت باهظة الثمن. لذا فأنت تعرف حقًا ما إذا كانت هذه تقنية حقيقية على مستوى السوق. لذا، فمن المؤكد أنها كانت تقنية مثيرة للجدل قبل 40 عامًا'
ومع ذلك، فإن ما يمكن تعلمه من ورقة عام 1976 هذه أغلى بكثير من الطاقة الشمسية في الماضي. أولاً، تختلف القوة الدافعة وراء تطوير الطاقة الشمسية عما هي عليه اليوم.
ورغم أن هذه الورقة القديمة تشير إلى 'نظافة' الطاقة الشمسية مقارنة بالوقود الأحفوري، إلا أنها لا تحمل معنى تغير المناخ كما هو الحال الآن. ورغم أن ظاهرة الاحتباس الحراري تمت دراستها في السبعينيات، إلا أنه لا يبدو أنها جذبت انتباه هؤلاء الباحثين لأنك لن تجدها هنا.
وكما أشار الباحثون اليوم، تشير الورقة إلى أن هناك طرق عديدة لاستخدام الطاقة الشمسية. على سبيل المثال، يمكن التقاط الطاقة عن طريق نظام يحول الطاقة إلى حرارة أو كهرباء، مثل…
الآن، شخصيًا، عندما أفكر في الطاقة الحرارية للمحيطات أو توربينات الرياح، لا أفكر بالضرورة في 'الطاقة الشمسية'. لكن البحث أشار بشكل صحيح إلى:
ويحدث التجمع الطبيعي للطاقة الشمسية على سطح اليابسة والمحيطات مما يؤدي إلى نشوء الرياح والطقس.
ولا يجوز لنا اليوم أن نصف مصادر الطاقة هذه بـ'الطاقة الشمسية'، لكن من المؤكد أنها نشأت من ذلك القرص المضيء الضخم في السماء.
فكيف تكون هذه الورقة التي بدأت بتذكيرنا بالجدل الدائر حول الطاقة الشمسية؟ حسنًا، بلهجة متفائلة بشكل مدهش:
ونتوقع أنه في فترة زمنية بعد عام 2000، ستصبح الطاقة الشمسية واحدة من أكثر مصادر الطاقة التقليدية المستخدمة في العديد من مناطق العالم.
وربما أثار التصريح جدلا كبيرا في ذلك الوقت، لكنه لم يستمر طويلا. وبعد ثلاث سنوات فقط، في عام 1979، قام الرئيس جيمي كارتر بتركيب 32 لوحًا شمسيًا على سطح البيت الأبيض. كما تنبأ كارتر لعام 2000 قائلاً:
في عام 2000، سيظل سخان المياه الشمسي الموجود خلفي (والذي يتم استخدامه اليوم) يوفر طاقة رخيصة وفعالة هنا.
وحددت حكومته هدفا يتمثل في توفير 20% من الطاقة الأمريكية عن طريق توليد الطاقة الشمسية بحلول بداية هذا القرن.
وضعت هذه التطورات الأساس لعودة أحد مؤلفي مراجعة 1976 إلى موضوع 1981. وتبين هذه المراجعة، التي تحمل عنوان 'تكنولوجيا الطاقة الشمسية - تحديث لمدة خمس سنوات'، أن الطاقة الشمسية أصبحت متعة كبيرة للناس.
إذا اختارت الولايات المتحدة نظام الطاقة الخاص بها عن طريق الاستفتاء، فلا شك أن الطاقة الشمسية سوف تفوز بسهولة. بل إن الرأي العام الأميركي يعتقد أنه بعد عشرين عاماً من الآن، سوف تلبي الطاقة الشمسية معظم احتياجات الولايات المتحدة من الطاقة بالسرعة الكافية. ويرتبط هذا الرأي ارتباطا وثيقا بتطور تكنولوجيا الطاقة الشمسية، ولا يعتقد سوى عدد قليل من الناس أنه يتمتع بالمصداقية.
وفي هذه الحالة فإن الخبراء على حق تماما، لأن الولايات المتحدة تحرز تقدما بطيئا في التخلص من البنية التحتية للوقود الأحفوري. وبعد مرور ما يقرب من 40 عامًا، لا تزال الطاقة الشمسية قادرة على تلبية حوالي 1% فقط من الطلب على الطاقة في الولايات المتحدة. لكن هذا لا يعني أن المؤلف مملوء بالتشاؤم.
ومع ذلك، فإن أهمية المساهمة النهائية للطاقة الشمسية لا تزال موضع شك. في السنوات الخمس الماضية، يجب أن يكون تطوير هذه التقنيات بمثابة التزام طويل الأمد، وهو بداية سريعة.
فماذا حدث بعد ذلك؟ حسنًا، الالتزامات طويلة المدى هي في الواقع التزامات قصيرة المدى. وبعد خمس سنوات، في عام 1986، دمر ريغان ما كان يعتقد أنه بحث غير مثمر في مجال الطاقة المتجددة. وليس من المقدر للألواح الشمسية الموجودة على سطح البيت الأبيض أن توفر الحرارة للقرن الجديد. وبحلول عام 1986، اختفت هذه أيضًا.
وعلى مدى العقد التالي، استمر الالتزام بتطوير ونشر الطاقة الشمسية في الظهور في جميع أنحاء العالم. وفي عام 1996 (بعد 20 عامًا من نشر الورقة الأولى)، اكتشفنا تعليقات جديدة حول الطاقة الشمسية. أصبحت المراجعة السنوية للطاقة الآن هي المراجعة السنوية للطاقة والبيئة. عنوان هذه المراجعة هو 'تعزيز تسويق أنظمة الطاقة الشمسية'. كل ما في الأمر هو أن العنوان يوضح أن مسألة إمكانات الطاقة الشمسية قد تغيرت. لقد تم بالفعل إحراز تقدم:
بين عامي 1976 و1992، انخفض سعر الوحدات الكهروضوئية عشرة أضعاف بسبب زيادة الإنتاج التراكمي 1000 مرة.
كما أدى الابتكار إلى تحسين كفاءة الألواح الشمسية وخفض تكاليف إنتاجها. لكن الطاقة الشمسية لا تزال بعيدة عن المساومة.
عند حساب سعر الوحدة من 4.00 دولار أمريكي إلى 4.50 دولار أمريكي لكل واط، تبلغ تكلفة النظام حوالي ضعف تكلفة الأخير، ولا تزال الأنظمة الكهروضوئية باهظة الثمن نسبيًا للتطبيقات المتصلة بالشبكة.
بالنظر إلى هذه الأرقام، في عام 1996، لم يكن مستقبل الطاقة الشمسية يسير بسلاسة. ورغم أنه تنبأ في التعليق قبل عقدين من الزمن أن الطاقة الشمسية قد تكون أحد مصادر الطاقة التقليدية في العالم، إلا أن طموح هذا المقال أكبر. على سبيل المثال، بالنسبة لمنطقة مثل البحر الأبيض المتوسط...
وفي ذلك الوقت، كان من الصعب أن نرى كيف يمكن للطاقة الشمسية أن تتنافس مع مصادر الطاقة الأخرى دون دعم كبير. ومع ذلك، توصي الوثيقة أيضًا بإلغاء الدعم المقدم للوقود الأحفوري، وهي الخطوة التي لا تزال تطالب بها العديد من المنظمات البيئية. ويرى المؤلف أن هذا سوف…
واليوم، أصبح الدافع وراء إلغاء دعم الوقود الأحفوري معاكسًا تمامًا. نحن نعلم أن لدينا ما يكفي من الوقود الأحفوري للحفاظ عليه لعقود قادمة. هذا مرة أخرى كيلي سمعناه سابقًا:
كيلي سيمز غالاغر (كيلي سيمز غالاغر): 'كانت تلك فترة ذروة النفط وفكرة نفاد النفط لدينا. كان ذلك قبل ثورة الغاز الصخري'.
الآن، نحن ندرك أن الوقود الأحفوري متوافر للغاية لدرجة أننا إذا أحرقنا كل أنواع الوقود الأحفوري، فإن مساحات شاسعة من الأرض سوف تصبح ساخنة للغاية، وحتى عملية التمثيل الغذائي البشري لن تتمكن من التعامل معها. وفي عام 1996، نُشر مؤخراً التقرير الثاني للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، والذي قدم الدليل على أن البشرية تعمل على تغيير المناخ العالمي. ولكن حتى في هذه المرحلة، لا يشكل الانحباس الحراري العالمي الدافع الرئيسي لمراجعة الطاقة الشمسية. في الواقع، فإن التغير المناخي الوحيد المذكور في دراسة عام 1996 هو الإشارة إلى أن اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ تتطلب تعاونًا دوليًا واسع النطاق. في ذلك الوقت، بدا الناس متفائلين للغاية بشأن هذا النوع من التعاون.
حسنًا، لقد مرت 21 عامًا منذ الألفية. ومع خروج المملكة المتحدة من الاتحاد الأوروبي، والعلاقة المضطربة بين الولايات المتحدة واتفاقية باريس للمناخ، يبدو أن العالم الغربي قد ابتعد عن مفهوم التعاون العالمي. لكن قصة الطاقة الشمسية أكثر إيجابية بكثير. في العقد الماضي، ارتفع استخدام الطاقة الشمسية بشكل كبير، متجاوزًا توقعات النمو الصادرة عن وكالة الطاقة الدولية مرارًا وتكرارًا. وقد قامت الحكومات في جميع أنحاء العالم بصياغة سياسات لتشجيع الطاقة الشمسية، وبدأ المصنعون الصينيون في استكشاف طرق جديدة لإنتاج الألواح بكميات كبيرة بتكلفة منخفضة.
وأصبحت التكلفة منخفضة بشكل مدهش. واليوم يبلغ سعر بعض الألواح الشمسية 30 سنتاً فقط لكل واط، وهو أرخص بنحو 300 مرة من الألواح الشمسية 'المثيرة للجدل' في عام 1976. وفي الواقع فإن الطاقة الشمسية رخيصة للغاية، وقد أعلنت وكالة الطاقة الدولية مؤخراً أن إنها أرخص كهرباء في التاريخ. ونتيجة لذلك، فإنه ينتشر بسرعة على مستوى العالم. وفقًا لمراجعة عام 2019 بعنوان 'أسرع مما تعتقد: الطاقة المتجددة والدول النامية'،...
فيليكس كروتزيج: 'أعتقد أن هذه قصة رائعة. الآن، إنها تكنولوجيا يمكنها توليد الكهرباء على نطاق صناعي، وهو أمر مذهل'
كيلي سيمز غالاغر (كيلي سيمز غالاغر): 'كثير من الناس متشائمون للغاية بشأن طاقة الرياح والطاقة الشمسية، وهم مخطئون. لذلك، أعتقد أنه يجب علينا أن نثق في أنفسنا لتحقيق تقدم كبير في مجال التكنولوجيا.'
ماذا عن الطاقة الشمسية بعد ذلك؟ ومن أجل تحقيق الأهداف المناخية المعترف بها في العالم، لا بد من خفض انبعاثات الغازات الدفيئة إلى الصفر في أسرع وقت ممكن على نطاق عالمي. من الناحية المثالية بعد منتصف هذا القرن. ولا شك أن الطاقة الشمسية يمكن أن تلعب دورا في هذا التحول، لكن ليس من الواضح حجم دورها.
إذن ما هو مستقبل الطاقة الشمسية؟ لذا فإن قدرة الطاقة الشمسية على التخلص حقاً من ظلال الوقود الأحفوري سوف تعتمد على ما إذا كانت الحكومة ستستمر في تشجيع الإبداع من خلال تشجيع الطاقة الشمسية. ومن دون معرفة ما سيفعله العالم، لا تزال الإجابة مثيرة للجدل.
فيليكس كروتزيج (فيليكس كروتزيج): 'بحلول عام 2050، سيوفر توليد الطاقة الكهروضوئية 5% أو 10% من الطاقة الأولية، أو 40% أو 50%، لا يزال الأمر مثيراً للجدل. هناك اختلاف كبير بين هذه الأرقام وفجوة كبيرة. أفضل طريقة هي القيام بذلك، لا يمكننا التنبؤ بذلك، ولكن يمكننا تغيير المسار بأنفسنا.'
بغض النظر عن المكان الذي تحصل فيه على البودكاست، تأكد من الاشتراك في Knowable. لأننا في الحلقة القادمة سنراجع فهمنا للذاكرة.
'في ذلك الوقت، كان هناك العديد والعديد من المشاكل، والعديد من النظريات، ولم يكن هناك الكثير من الاختبارات لهذه النظريات'
لا تفوتوا هذه الحلقة، سيتم إصدارها غدًا. إذا كنت تحب استكشاف رحلة الطاقة الشمسية المبهرة، فتأكد من ترك تعليق لنا على تطبيق البودكاست المفضل لديك. يمكن أن يساعد المزيد من الناس على سماع عملنا. إذا كان لديك أي ملاحظات حول هذا البرنامج، يرجى مراسلتنا عبر [حماية البريد الإلكتروني].
يتم إنتاج البودكاست بواسطة مجلة المعرفة للمراجعة السنوية، وهو حدث إخباري مخصص لجعل المعرفة العلمية في متناول الجميع. من خلال رواية القصص الحكيمة والعلوم السليمة، يهدف Knowable إلى بناء الفهم والانبهار بالعالم من حوله. المجلات المشهورة مجانية، وستظل كذلك دائمًا. لمزيد من المعلومات، يرجى زيارة Knowablemagazine.org
في هذه الحلقة، سمعت رسائل من فيليكس كروتزيج وكيلي سيمز غالاغر. هناك أيضًا استشهادات لأربع أوراق بحثية: Frederick H. Morse and Melvin K. Simmons, 1976. Simmons, 1981; ريموند دراكر وباسكال دي لاكويل الثالث، 1996؛ وتشانينج أرندت وآخرون، 2019. أنا آدم ليفي، وهذا معروف.
آدم ليفي عالم فيزياء الغلاف الجوي أدرك أنهم يفضلون الحديث عن العلوم بدلاً من دراسة العلوم. لقد أمضوا أكثر من ثلاث سنوات في استضافة Nature Podcast والبحث في نطاق العلوم حول تغير المناخ. تويتر: @ClimateAdam
استعرضت هذه المقالة التي نشرت عام 1976 الطرق المختلفة لاستخدام الطاقة الشمسية وقامت بتقييم الوضع الحالي للطرق الحالية. ويناقش أيضًا الجدوى الاقتصادية للتقنيات المعنية ويقدم منظورًا حول آفاق الطاقة الشمسية في هذا العصر.
في عام 1981، ضعفت تدريجيا التنمية السريعة في النصف الأول من العقد. فهو يوضح الإمكانات الكبيرة لتكنولوجيا الطاقة الشمسية ويشير إلى الاهتمام العام الكبير، لكنه يحتفظ بتوقعاته، ويشير إلى حواجز السوق والسياسة التي تعيق اعتماد الطاقة الشمسية على نطاق واسع.
غطى هذا التقرير الاستعادي لعام 1996 الوضع التجاري للتكنولوجيا الكهروضوئية والحرارية الشمسية، ووجد تقدمًا تكنولوجيًا واسع النطاق، فضلاً عن العقبات الاقتصادية والسياسات العامة التي لا تزال تمنع الطاقة الشمسية من أن تصبح سائدة.
في عام 2019، سندرس كيف أدى انخفاض التكاليف وارتفاع السياسات البيئية إلى تغيير مشهد الطاقة. يمكن للعديد من المناطق في البلدان النامية أن تستخدم بشكل مباشر تكنولوجيات الطاقة المتقدمة الرخيصة والفعالة، بما في ذلك الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
شكرا لاهتمامك بإعادة النشر! لقد تم تنسيق HTML مسبقًا ليتوافق مع إرشاداتنا، بما في ذلك: لاحظ اسم المؤلف ومجلة Knowable Magazine؛ الاحتفاظ بجميع الارتباطات التشعبية؛ قم بتضمين الرابط الأساسي للمقالة الأصلية في البيانات الوصفية للمقالة. لا يجوز تعديل نص المقال (بما في ذلك العنوان) دون الحصول على إذن مسبق من العاملين في 'مجلة المعرفة'. لا يتم تضمين الصور والرسوم التوضيحية في هذا الترخيص. يرجى الاطلاع على دليلنا الكامل لمزيد من المعلومات.
بودكاست: كان هذا النوع من الطاقة المتجددة هامشيًا ومستقبليًا. أما الآن فقد أصبحت طاقة رخيصة وفعالة ذات ضوء ساطع. ومع ذلك، فإنه لا يزال مثيرا للجدل - لأسباب عديدة مختلفة.
كان هذا النوع من الطاقة المتجددة هامشيًا ومستقبليًا، لكنه أصبح الآن طاقة رخيصة وفعالة تتألق. ومع ذلك، فإنه لا يزال مثيرا للجدل - لأسباب عديدة مختلفة.
مرحبا بكم في البودكاست المعروفة. ما هي حدود المعرفة المعروفة؟ مع مرور الوقت، كيف سيتطور تفكيرنا في القضايا العلمية والتكنولوجية الكبرى؟ في جولة صوتية في 'مجلة المعرفة' في 'المراجعة السنوية'، اكتشفنا مشاكل مختلفة مثل وجود الثقوب السوداء وكيفية بناء قلب صناعي مليء بالمفاجآت على طول الطريق.
كيف يمكننا أن نفهم مستقبل الاختراع؟ إذا كانت التكنولوجيا الجديدة جديدة بالفعل، فكيف يمكن للباحثين البدء في دراسة كيفية تكيفها مع العالم في السنوات أو العقود القليلة المقبلة؟ ففي نهاية المطاف، 'التنبؤ أمر صعب للغاية، خاصة بالنسبة للمستقبل'. هذه الجملة تأتي من نيلز بول. ربما. لا أحد يستطيع التأكيد.
نحن نعلم كيف تبدو التكنولوجيا اليوم، ويبدو وضع توليد الطاقة الشمسية مشرقًا للغاية. الطاقة الشمسية هي الآن مصدر الطاقة المتجددة الأسرع نموا. وفي عام 2018 وحده، تم تركيب ما يقرب من 100 جيجاوات من الطاقة الشمسية في جميع أنحاء العالم. إذا عملت كل هذه الألواح بأقصى طاقتها في نفس الوقت، فستكون أكثر من كافية لتلبية جميع احتياجات الكهرباء المتوسطة في كندا. لكن الطاقة الشمسية لم ترتفع طوال الوقت. بعد بضعة عقود، لا تزال الطاقة الشمسية مستقبلية. لذا، قبل أن نعرف مستقبل الطاقة الشمسية، كيف سيكون مستقبل الطاقة الشمسية؟ ثم الجواب مثير للجدل.
ليس تماما. إذا كنت قد قرأت العدد الأول من مجلة 'المراجعة السنوية للطاقة' عام 1976، فستجد ورقة إبداعية بعنوان 'الطاقة الشمسية'. ويبدأ ملخصه بالعبارة التالية:
كما نعلم جميعًا، تم امتصاص طاقة الشمس التي لا تنضب على الأرض، وهو ما يكفي لتقديم مساهمة مهمة في الطلب المستقبلي على الطاقة في العالم.
حتى الآن، مألوفة جدا. لا يزال من الممكن استخدام الكمية الكبيرة من الطاقة التي تتلقاها الأرض من الشمس كمقدمة للطاقة الشمسية اليوم. ولكن بعد ذلك…
… ما إذا كان بإمكاننا الآن جمع الطاقة الشمسية اقتصاديًا وتحويلها إلى شكل مفيد لاحتياجاتنا، لا يزال غير مؤكد ومثير للجدل.
'غير مؤكد ومثير للجدل'. هل مستقبل هذه التكنولوجيا موضع شك حقاً؟ نعم. على الرغم من أن الباحثين استخدموا التكنولوجيا الكهروضوئية لتحويل الضوء إلى كهرباء لمدة 20 عاما، إلا أن تطبيقات هذه الأساليب لا تزال جديدة نسبيا. في الخمسينيات والستينيات من القرن العشرين، وجدت الطاقة الشمسية موطنها على العديد من الأقمار الصناعية الأمريكية والسوفيتية، في حين أن إمدادات الطاقة التقليدية كانت غير ملائمة على الإطلاق. ومع ذلك، على الرغم من التقدم الذي تم إحرازه في السبعينيات، لا تزال هذه التكنولوجيا تعتبر غير واقعية للتطبيقات التقليدية.
كيلي سيمز غالاغر (كيلي سيمز غالاغر): 'في الواقع، كانت الطاقة الشمسية موجودة في ذلك الوقت. كما تعلمون، كانت تعتبر تقنية متقدمة جدًا عن بعد'
هذه كيلي سيمز غالاغر (كيلي سيمز غالاغر)، تعمل في أبحاث نظام ابتكار تكنولوجيا الطاقة منذ حوالي 20 عامًا، وهي الآن موجودة في كلية فليتشر بجامعة تافتس في ماساتشوستس. كانت الطاقة الشمسية لا تزال تبدو 'بعيدة المنال' في أواخر السبعينيات لسبب ما: كانت التكلفة لا تزال مرتفعة: إذا تم تشغيل الألواح الشمسية بكامل طاقتها، فستتكلف 20 دولارًا لكل واط. (حوالي 90,2021 دولارًا أمريكيًا). لذلك، إذا كنت ترغب في شراء ما يكفي من الألواح الشمسية لتشغيل مصباح كهربائي واحد بقدرة 60 واط، فعليك دفع مبلغ اليوم 5000 دولار. إنه أمر مثير للجدل بالفعل. هذا هو فيليكس كروتزيج من معهد ميركاتور للمشاعات العالمية وتغير المناخ في برلين، الذي يدرس دور الطاقة الشمسية في التخفيف من تغير المناخ.
فيليكس كروتزيج: 'قبل أربعين عامًا، كانت باهظة الثمن. لذا فأنت تعرف حقًا ما إذا كانت هذه تقنية حقيقية على مستوى السوق. لذا، فمن المؤكد أنها كانت تقنية مثيرة للجدل قبل 40 عامًا'
ومع ذلك، فإن ما يمكن تعلمه من ورقة عام 1976 هذه أغلى بكثير من الطاقة الشمسية في الماضي. أولاً، تختلف القوة الدافعة وراء تطوير الطاقة الشمسية عما هي عليه اليوم.
ورغم أن هذه الورقة القديمة تشير إلى 'نظافة' الطاقة الشمسية مقارنة بالوقود الأحفوري، إلا أنها لا تحمل معنى تغير المناخ كما هو الحال الآن. ورغم أن ظاهرة الاحتباس الحراري تمت دراستها في السبعينيات، إلا أنه لا يبدو أنها جذبت انتباه هؤلاء الباحثين لأنك لن تجدها هنا.
وكما أشار الباحثون اليوم، تشير الورقة إلى أن هناك طرق عديدة لاستخدام الطاقة الشمسية. على سبيل المثال، يمكن التقاط الطاقة عن طريق نظام يحول الطاقة إلى حرارة أو كهرباء، مثل…
الآن، شخصيًا، عندما أفكر في الطاقة الحرارية للمحيطات أو توربينات الرياح، لا أفكر بالضرورة في 'الطاقة الشمسية'. لكن البحث أشار بشكل صحيح إلى:
ويحدث التجمع الطبيعي للطاقة الشمسية على سطح الأرض والمحيطات، مما يؤدي إلى نشوء الرياح والطقس.
واليوم، قد لا نصف مصادر الطاقة هذه بأنها 'طاقة شمسية'، ولكن من المؤكد أنها نشأت من ذلك القرص المضيء الضخم في السماء.
فكيف تكون هذه الورقة التي بدأت بتذكيرنا بالجدل الدائر حول الطاقة الشمسية؟ حسنًا، بلهجة متفائلة بشكل مدهش:
ونتوقع أنه في فترة زمنية بعد عام 2000، ستصبح الطاقة الشمسية واحدة من أكثر مصادر الطاقة التقليدية المستخدمة في العديد من مناطق العالم.
وربما أثار التصريح جدلا كبيرا في ذلك الوقت، لكنه لم يستمر طويلا. وبعد ثلاث سنوات فقط، في عام 1979، قام الرئيس جيمي كارتر بتركيب 32 لوحًا شمسيًا على سطح البيت الأبيض. كما تنبأ كارتر لعام 2000 قائلاً:
في عام 2000، سيظل سخان المياه الشمسي الموجود خلفي (والذي يتم استخدامه اليوم) يوفر طاقة رخيصة وفعالة هنا.
وحددت حكومته هدفا يتمثل في توفير 20% من الطاقة الأمريكية عن طريق توليد الطاقة الشمسية بحلول بداية هذا القرن.
وضعت هذه التطورات الأساس لعودة أحد مؤلفي مراجعة 1976 إلى موضوع 1981. وتبين هذه المراجعة، التي تحمل عنوان 'تكنولوجيا الطاقة الشمسية - تحديث لمدة خمس سنوات'، أن الطاقة الشمسية أصبحت متعة كبيرة للناس.
إذا اختارت الولايات المتحدة نظام الطاقة الخاص بها عن طريق الاستفتاء، فلا شك أن الطاقة الشمسية سوف تفوز بسهولة. بل إن الرأي العام الأميركي يعتقد أنه بعد عشرين عاماً من الآن، سوف تلبي الطاقة الشمسية معظم احتياجات الولايات المتحدة من الطاقة بالسرعة الكافية. ويرتبط هذا الرأي ارتباطا وثيقا بتطور تكنولوجيا الطاقة الشمسية، ولا يعتقد سوى عدد قليل من الناس أنه يتمتع بالمصداقية.
وفي هذه الحالة فإن الخبراء على حق تماما، لأن الولايات المتحدة تحرز تقدما بطيئا في التخلص من البنية التحتية للوقود الأحفوري. وبعد مرور ما يقرب من 40 عامًا، لا تزال الطاقة الشمسية قادرة على تلبية حوالي 1% فقط من الطلب على الطاقة في الولايات المتحدة. لكن هذا لا يعني أن المؤلف مملوء بالتشاؤم.
ومع ذلك، فإن أهمية المساهمة النهائية للطاقة الشمسية لا تزال موضع شك. في السنوات الخمس الماضية، يجب أن يكون تطوير هذه التقنيات بمثابة التزام طويل الأمد، وهو بداية سريعة.
فماذا حدث بعد ذلك؟ حسنًا، الالتزامات طويلة المدى هي في الواقع التزامات قصيرة المدى. وبعد خمس سنوات، في عام 1986، دمر ريغان ما كان يعتقد أنه بحث غير مثمر في مجال الطاقة المتجددة. وليس من المقدر للألواح الشمسية الموجودة على سطح البيت الأبيض أن توفر الحرارة للقرن الجديد. وبحلول عام 1986، اختفت هذه أيضًا.
وعلى مدى العقد التالي، استمر الالتزام بتطوير ونشر الطاقة الشمسية في الظهور في جميع أنحاء العالم. وفي عام 1996 (بعد 20 عامًا من نشر الورقة الأولى)، اكتشفنا تعليقات جديدة حول الطاقة الشمسية. أصبحت المراجعة السنوية للطاقة الآن هي المراجعة السنوية للطاقة والبيئة. عنوان هذه المراجعة هو 'تعزيز تسويق أنظمة الطاقة الشمسية'. كل ما في الأمر هو أن العنوان يوضح أن مسألة إمكانات الطاقة الشمسية قد تغيرت. لقد تم بالفعل إحراز تقدم:
بين عامي 1976 و1992، انخفض سعر الوحدات الكهروضوئية عشرة أضعاف بسبب زيادة الإنتاج التراكمي 1000 مرة.
كما أدى الابتكار إلى تحسين كفاءة الألواح الشمسية وخفض تكاليف إنتاجها. لكن الطاقة الشمسية لا تزال بعيدة عن المساومة.
عند حساب سعر الوحدة من 4.00 دولار أمريكي إلى 4.50 دولار أمريكي لكل واط، تبلغ تكلفة النظام حوالي ضعف تكلفة الأخير، ولا تزال الأنظمة الكهروضوئية باهظة الثمن نسبيًا للتطبيقات المتصلة بالشبكة.
بالنظر إلى هذه الأرقام، في عام 1996، لم يكن مستقبل الطاقة الشمسية يسير بسلاسة. ورغم أنه تنبأ في التعليق قبل عقدين من الزمن أن الطاقة الشمسية قد تكون أحد مصادر الطاقة التقليدية في العالم، إلا أن طموح هذا المقال أكبر. على سبيل المثال، بالنسبة لمنطقة مثل البحر الأبيض المتوسط...
وفي ذلك الوقت، كان من الصعب أن نرى كيف يمكن للطاقة الشمسية أن تتنافس مع مصادر الطاقة الأخرى دون دعم كبير. ومع ذلك، توصي الوثيقة أيضًا بإلغاء الدعم المقدم للوقود الأحفوري، وهي الخطوة التي لا تزال تطالب بها العديد من المنظمات البيئية. ويرى المؤلف أن هذا سوف…
واليوم، أصبح الدافع وراء إلغاء دعم الوقود الأحفوري معاكسًا تمامًا. نحن نعلم أن لدينا ما يكفي من الوقود الأحفوري للحفاظ عليه لعقود قادمة. هذا مرة أخرى كيلي سمعناه سابقًا:
كيلي سيمز غالاغر (كيلي سيمز غالاغر): 'كانت تلك فترة ذروة النفط وفكرة نفاد النفط لدينا. كان ذلك قبل ثورة الغاز الصخري'.
الآن، نحن ندرك أن الوقود الأحفوري متوافر للغاية لدرجة أنه إذا أحرقنا كل أنواع الوقود الأحفوري، فإن مساحات شاسعة من الأرض سوف تصبح ساخنة للغاية، وحتى عملية التمثيل الغذائي البشري لن تتمكن من التعامل معها. وفي عام 1996، نُشر مؤخراً التقرير الثاني للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، والذي قدم الدليل على أن البشرية تعمل على تغيير المناخ العالمي. ولكن حتى في هذه المرحلة، لا يشكل الانحباس الحراري العالمي الدافع الرئيسي لمراجعة الطاقة الشمسية. في الواقع، فإن التغير المناخي الوحيد المذكور في دراسة عام 1996 هو الإشارة إلى أن اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ تتطلب تعاونًا دوليًا واسع النطاق. في ذلك الوقت، بدا الناس متفائلين للغاية بشأن هذا النوع من التعاون.
حسنًا، لقد مرت 21 عامًا منذ الألفية. ومع خروج المملكة المتحدة من الاتحاد الأوروبي، والعلاقة المضطربة بين الولايات المتحدة واتفاقية باريس للمناخ، يبدو أن العالم الغربي قد ابتعد عن مفهوم التعاون العالمي. لكن قصة الطاقة الشمسية أكثر إيجابية بكثير. في العقد الماضي، ارتفع استخدام الطاقة الشمسية بشكل كبير، متجاوزًا توقعات النمو الصادرة عن وكالة الطاقة الدولية مرارًا وتكرارًا. وقد قامت الحكومات في جميع أنحاء العالم بصياغة سياسات لتشجيع الطاقة الشمسية، وبدأ المصنعون الصينيون في استكشاف طرق جديدة لإنتاج الألواح بكميات كبيرة بتكلفة منخفضة.
وأصبحت التكلفة منخفضة بشكل مدهش. واليوم يبلغ سعر بعض الألواح الشمسية 30 سنتا فقط لكل واط، وهو أرخص بنحو 300 مرة من الألواح الشمسية 'المثيرة للجدل' في عام 1976. وفي الواقع، الطاقة الشمسية رخيصة للغاية، وقد أعلنت وكالة الطاقة الدولية مؤخرا أن إنها أرخص كهرباء في التاريخ. ونتيجة لذلك، فإنه ينتشر بسرعة على مستوى العالم. وفقًا لمراجعة عام 2019 بعنوان 'أسرع مما تعتقد: الطاقة المتجددة والدول النامية'،...
فيليكس كروتزيج: 'أعتقد أن هذه قصة رائعة. الآن، إنها تكنولوجيا يمكنها توليد الكهرباء على نطاق صناعي، وهو أمر مذهل'
كيلي سيمز غالاغر (كيلي سيمز غالاغر): 'كثير من الناس متشائمون للغاية بشأن طاقة الرياح والطاقة الشمسية، وهم مخطئون. لذلك، أعتقد أنه يجب علينا أن نثق في أنفسنا لتحقيق تقدم كبير في مجال التكنولوجيا.'
ماذا عن الطاقة الشمسية بعد ذلك؟ ومن أجل تحقيق الأهداف المناخية المعترف بها في العالم، لا بد من خفض انبعاثات الغازات الدفيئة إلى الصفر في أسرع وقت ممكن على نطاق عالمي. من الناحية المثالية بعد منتصف هذا القرن. ولا شك أن الطاقة الشمسية يمكن أن تلعب دورا في هذا التحول، لكن ليس من الواضح حجم دورها.
إذن ما هو مستقبل الطاقة الشمسية؟ لذا فإن قدرة الطاقة الشمسية على التخلص حقاً من ظلال الوقود الأحفوري سوف تعتمد على ما إذا كانت الحكومة ستستمر في تشجيع الإبداع من خلال تشجيع الطاقة الشمسية. ومن دون معرفة ما سيفعله العالم، فإن الإجابة لا تزال مثيرة للجدل.
فيليكس كروتزيج (فيليكس كروتزيج): 'بحلول عام 2050، سيوفر توليد الطاقة الكهروضوئية 5% أو 10% من الطاقة الأولية، أو 40% أو 50%، لا يزال الأمر مثيراً للجدل. هناك اختلاف كبير بين هذه الأرقام وفجوة كبيرة. أفضل طريقة هي القيام بذلك. لا يمكننا التنبؤ بذلك، ولكن يمكننا تغيير المسار بأنفسنا.'
بغض النظر عن المكان الذي تحصل فيه على البودكاست، تأكد من الاشتراك في Knowable. لأننا في الحلقة القادمة سنراجع فهمنا للذاكرة.
'في ذلك الوقت، كان هناك العديد والعديد من المشاكل، والعديد من النظريات، ولم يكن هناك الكثير من الاختبارات لهذه النظريات'
لا تفوتوا هذه الحلقة، سيتم إصدارها غدًا. إذا كنت تحب استكشاف رحلة الطاقة الشمسية المبهرة، فتأكد من ترك تعليق لنا على تطبيق البودكاست المفضل لديك. يمكن أن يساعد المزيد من الناس على سماع عملنا. إذا كان لديك أي تعليقات على العرض، يرجى إرسال بريد إلكتروني إلى podcast@knowablemagazine.org.
يتم إنتاج البودكاست بواسطة مجلة المعرفة للمراجعة السنوية، وهو حدث إخباري مخصص لجعل المعرفة العلمية في متناول الجميع. من خلال رواية القصص الحكيمة والعلوم السليمة، تهدف Knowable إلى بناء الفهم والانبهار بالعالم من حولها. المجلات المشهورة مجانية، وستظل كذلك دائمًا. لمزيد من المعلومات، يرجى زيارة Knowablemagazine.org
في هذه الحلقة، سمعت رسائل من فيليكس كروتزيج وكيلي سيمز غالاغر. هناك أيضًا اقتباسات لأربع أوراق بحثية: Frederick H. Morse and Melvin K. Simmons, 1976. Simmons, 1981; ريموند دراكر وباسكال دي لاكويل الثالث، 1996؛ وتشانينج أرندت وآخرون، 2019. أنا آدم ليفي، وهذا معروف.
اطلع على 'Reset' - وهي سلسلة مستمرة تستكشف كيفية تعامل العالم مع جائحة فيروس كورونا وعواقبه والطريق إلى الأمام.
آدم ليفي عالم فيزياء الغلاف الجوي أدرك أنهم يفضلون الحديث عن العلوم بدلاً من دراسة العلوم. لقد أمضوا أكثر من ثلاث سنوات في استضافة Nature Podcast والبحث في نطاق العلوم حول تغير المناخ. تويتر: @ClimateAdam
تم نشر هذا المقال في الأصل في 'مجلة المعرفة'، العمل الصحفي المستقل لـ 'مجلة العام'. اشترك في النشرة الإخبارية.
'مجلة مشهورة' تأتي من 'المراجعة السنوية'، وهي ناشر غير ربحي مخصص لتجميع ودمج المعرفة لتعزيز التقدم العلمي والرفاهية الاجتماعية.
