اهمية الطاقة

الطاقة في العالم

تعريف الطاقة: تعرف الطاقة على أنها القوة الكامنة في أي مادة، وهي لا ترى ولكن آثارها تبدو بشكل أو بآخر (   ). حسن عبد القادر صالح ’’ الجغرافيا الاقتصادية‘‘ جامعة القدس المفتوحة، الطبعة الأولى، 1996، ص 130. وهي معروفة للإنسان منذ خليقته فوق سطح الأرض، فقد استخدم طاقته الجسمية  في حمل الأشياء، ثم استخدم طاقة الحيوان عندما استأنسه، وباستخدامه المياه كقوة محركة انتقل الإنسان إلى مرحلة متقدمة أراحته كثيرا، وبصناعته القوى المحركة انتقل الإنسان إلى عصر الحركة والسرعة. وبالتقدم العلمي سخر كل ما في الطبيعة والتكنولوجيا لخدمته. فأصبحت لدي الإنسان مصادر متعددة للطاقة منها الطاقة الشمسية والطاقة النووية والطاقة الكهربائية .......... إلخ.

أهمية الطاقة:

1- تربط الإنسان بالبيئة.

2- مصدر أساس الحياة.

-إنتاج الطاقة واستهلاكها:

هناك تباين في إنتاج واستهلاك الطاقة في العالم للأسباب التالية:

1- التطور الاقتصادي.

2- التطور التكنولوجي.

3- مستوي المعيشة.

فعلي سبيل المثال: دول أمريكيا الشمالية تعد الأعلى في إنتاج واستهلاك الطاقة، فقد أنتجت 25% من جملة إنتاج الطاقة في العالم.

واحتلت دول جنوب شرق آسيا والإقيانوسيه المرتبة الثانية 20%، أما دول أمريكيا الجنوبية فجاءت في المرتبة الأخيرة 6.5% وهذا يعني أن  USAتنتج ثلاثة أضعاف ما تنتجه دول القارة.

أما عن مصادر الطاقة من الخام فالبترول يحتل المرتبة الأولي 37% في إنتاج الطاقة، ثم الفحم 25%، ثم الغاز الطبيعي 21% ، والنووية 10%،  والباقي الكهرومغناطيسية.

أما عن نصيب الفرد من الطاقة حسب تقديرات البنك الدولي فقد بلغ نصيب الفرد في الدول ذات الدخل المنخفض من الاستهلاك 370كجم نفط، وفي الدول متوسطي الدخل 1500 كجم ، أما الدول المتقدمة فيفوق 13.5% الدول الفقيرة.

وعلي نطاق الدول: تعتبر الولايات المتحدة رقم واحد في إنتاج واستهلاك الطاقة بسبب توفير إنتاج الكهرباء من تساقط الماء 8% ، نووي 8% ، فحم 21% ، غاز 23% ، نفط 40% .

أما في الوطن العربي: تحتل السعودية المرتبة الأولي 26.7 % من جملة استهلاك الطاقة، وتحتل مصر 23% من السكان المرتبة الثانية 12.5 % من حملة الاستهلاك. والعراق في المرتبة الثالثة 10%، أما دول الحضيض في الاستهلاك هي الصومال 0.05% ، والسودان 0.7%، والإرادات 1.5% ،وموريتانيا 0.10%.

*مصادر الطاقة:

أولاً: الفحم: يعد الفحم من أقدم مصادر الطاقة، والذي مازال يحتل حيزاً كبيراً ومصدراً للطاقة في العالم، ورغم إغلاق بعض الدول بعض مناجمها غير الاقتصادية، إلا أنه مازال يستخدم حتى يومنا هذا. وقد بدأت أهميته: في الثروة الصناعية في صهر الحديد واستمر الفحم مسيطراً علي الطاقة حتى بداية الحرب العالمية الثانية عندما بدأ ينازعه النفط والغاز الطبيعي. وتتوقف القيمة الفعلية للفحم على نسبة الكربون به وكذلك نسبة الرطوبة فيه، وتزداد قيمته كلما ارتفعت نسبة الكربون به، وتقل كلما ارتفعت نسبة الرطوبة به عن 10%، لذلك تستهلك الأنواع الرديئة في المناطق القريبة من الإنتاج لأنها تتكسر أثناء نقلها ويرتفع نفقاتها مما يزيد من سعرها. وينقسم الفحم على حسب درجة صلابته، ونسبة الكربون به، ونسبة الرطوبة فيه، ونسبة المواد الطيارة والشوائب فيه إلى الأنواع التالية(    ): محمد الديب، ص708.

1- فحم اللإنثراسيت: وهو أصلب أنواع الفحم لأنه تكون في الزمن الجيولوجي الأول في العصر الفحمي، لذلك فقد تعرض لضغط شديد وحرارة مرتفعة لعظم سمك الرواسب عليه مدة طويلة من الزمن فتم تفحيمه بدرجة كبيرة. وهو أفضل أنواع الفحم لوصول نسبة الكربون به إلى 90% من وزنه. وتعني نسبة الكربون كمية الحرارة التي تتولد من احتراق الفحم.

2- فحم البيتيومين: سمي بذلك لاستخراج القطران منه بتسخينه، وتكون هذا الفحم في الزمن الجيولوجي الثاني، وتصل نسبة الكربون فيه ما بين  70-90% وهو يعطي كمية حرارة كبيرة عند اشتعاله، ويستخدم في صناعة فحم الكوك اللازم لصناعة الحديد الصلب، ويتميز هذا النوع بأنه أكثر أنواع الفحم انتشارا وإنتاجا واستخداما، ويصل إنتاجه 2800 مليون طن متري.

3- فحم اللجنيت: وهو أردأ أنواع الفحم لحداثة تكوينه، إذ يرجع إلى الزمن الجيولوجي الثالث والرابع، لذلك فهو في طور التكوين، أي لم يتعرض للضغط والحرارة والمدة الزمنية المناسبة للتفحيم الجيد. ويطلق عليه الفحم الحجري أو الفحم النباتي، وتقل نسبة الكربون فيه عن 45- 65% ، ويستغل في التدفئة وتوليد الكهرباء، ولا يستخدم لصهر الحديد والصلب، ويستهلك هذا النوع محليا، إذ لا يدخل منه في التجارة الدولية أي كمية.( لماذا)

4-الفحم النباتي: وهو أردئها لأنه يستخرج من احتراق الحطب (الخشب) المحلى، ويستخدم في المنازل.

التوزيع الجغرافي لإنتاج الفحم:

بلغ إنتاج العالم منه أكثر من 4500 مليون طن متري  سنويا، ويعود ذلك إلى ارتفاع أسعار النفط عالميا الأمر الذي حذا بالدول المنتجة له زيادة اعتمادها  علية كبديل عن النفط. بالإضافة إلى وفرة حقوله. ويساهم نصف الكرة الشمالي بنحو 90% من إنتاجه، والجنوبي بالباقي ويعود ذلك أن النصف الجنوبي معظم صخوره نارية بلورية، والفحم يحتاج إلى صخور رسوبية، لهذا لا يوجد الفحم في النصف الجنوبي إلا في الجيوب الرسوبية منه. أنتجت قارة آسيا 40% من الإنتاج العالمي من الفحم، وتحتل الصين المرتبة الأولى في إنتاجه واستهلاكه على مستوى القارة، وتحتل الهند المرتبة الثانية في الإنتاج والاستهلاك، كما جاءت كازاخستان في المرتبة الثالثة على مستوى القارة. في حين أنتجت كل من الولايات المتحدة و أوروبا 25%  لكل منهما من الفحم العالمي، وتتصدر بولندا الدول الأوروبية 42% من إنتاج القارة بدون الاتحاد السوفيتي الذي يتصدر المرتبة الأولى.  وتأتي المملكة المتحدة وجمهورية الشيك بعد بولندا في الإنتاج. وتتصدر الولايات المتحدة الإنتاج الأمريكي ثم كندا. أما الإقيانوسية أنتجت 5% من الإنتاج العالمي. وإفريقيا 4.5%، وأخيرا أمريكيا الجنوبية 1% من الإنتاج العالمي.

 استهلاك الفحم في الوطن العربي:

قليل بسبب منافسة النفط والغاز الطبيعي له والمنتج محلياً، وتعد المغرب ومصر والجزائر أهم الدول استهلاكاً له بسبب صناعة الحديد الصلب.

مشاكل الفحم:

1- الحجم لا ينسجم مع كمية الطاقة التي يعطيها.

2- نقله صعب فتحد من استخدامه.

3- عملية الاستخراج صعبة وخطرة في نفس الوقت وخاصة إذا كانت بعيدة.

4- الاحتراف ملوث للبيئة المحلية وخاصة في مكونات الفضة وثاني أكسيد الكربون.

ثانياً: النفط:

عرف البترول منذ القدم إذ استخدمه البابليون في بناء برج بابل، واستخدمه المصريون القدماء والفينيقيون في طلاء السفن، وعبأ كير الأمريكي زجاجات منه وكان يستخدم لأغراض منزلية التي منها الإضاءة والتدفئة وكان يسمي بالكيروسين (   ). محمد الديب، ص730.  ويسمي بعد ذلك بالذهب الأسود، إلا أنه من المصادر الطبيعية الناضبة.

-نشأته: اختلفت النظريات في تفسير نشأة البترول، ولكنها تتفق فيما بينها أن أصله عضوي، نباتي وحيواني  سواء بحري أو بري، ثم طمرت تحت رواسب عظيمة السمك والعمق، فارتفعت حرارتها نتيجة للضغط الهائل عليها، فنمى بها نوع من البكتيريا أدى إلى تحليلها وتكوين النفط (  ). محمد الديب، ص731.

-استخدامه: تتعدد استخدامات البترول نتيجة للتطور الصناعي الحديث واهم هذه الاستخدامات: محمد عبد العزيز عجمية’’ الموارد الاقتصادية‘‘ دار النهضة العربية، بيروت، 1983،ص 436.

1- الاستهلاك المنزلي.

2-  توليد الطاقة الكهربائية.

3- يستخدمه كافة وسائل المواصلات.

4- مادة خام لكثير من الصناعات كالبلاستيك والمطاط ...إلخ

5- سلاح استراتيجي وقت الحرب.

هل للثروة الصناعية الفضل علي البترول أم البترول له الفضل عليها؟ كان للثروة الصناعية الفضل.

كما أن التطور التكنولوجي ساعد علي تطور استخدام النفط ومشتقاته فقد كان الإنسان يستفيد 25% من إنتاج النفط، ثم أصبح يستفيد 50% في منتصف القرن العشرين، ثم اليوم 75% وذلك بفضل التكنولوجيا التي استخرجت منه 150مشتق مثل زيوت المحركات والتشحيم والبلاستيك ووقود المركبات بأنواعها والقار.

وتسيطر علي إنتاج وتسويق البترول شركات ومنظمات عملاقة أهمها الأوبك OPEC .

Organization of  Petroleum Exporting Countries أنشئت عام 1960 وتضم في عضويتها 13 دولة هي الأمارات والعراق والسعودية والكويت وإيران وقطر وليبيا والجزائر بالإضافة إلي نيجيريا وفنزويلا والأكوادور والجابون واندونيسيا.

كما توجد وكالة الطاقة الدولية التي أنشئت عام 1977 لتنظيم إنتاج واستهلاك مصادر الطاقة، والحيلولة دون وقوع أزمة للطاقة (مثل أزمة 1973) وتضم هذه المنظمة 20 دولة أهمها أمريكيا والدول الأوروبية ماعدا فرنسا.

*إنتاج النفط:

يعتبر النفط من مصادر الطاقة الأساسية في الصناعة، والمشكلة لم يجدوا بديل للنفط حتى يومنا هذا. فمنذ حفر أول بئر نفطي في ولاية بنسلفانيا الأمريكية علي يد دراك عام 1856، بدأ استخراج البترول بكميات قليلة، ثم تطور باختراع المحرك الذي يعمل بالاحتراق الداخلي عام 1895، ثم اختراع محرك البواخر الذي يدار بالمازوت عام 1897 عندها أنتج 20مليون برميل في السنة في النصف الثاني من القرن التاسع عشر، ثم 21 مليون برميل عام 1960،  ثم تضاعف إلي46 مليون برميل يومياً عام 1970، إلي أن وصل 76 مليون برميل يومياً عام 2001.

احتياطي العالم من النفط:

أمريكيا الشمالية                                         55مليار برميل.

أمريكيا الجنوبية والوسطى                           94,5 مليار برميل.

غرب أوروبا                                            17,4 مليار برميل.

شرق أوروبا                                           58,9 مليار برميل.

الشرق الأوسط                                        683,5 مليار برميل

أفريقيا                                                 75 مليار برميل.

الإقيانوسيا والشرق الأقصى                       44 مليار برميل.

العالم                                                  1,028 مليار برميل

 ثالثاً: الغاز الطبيعي:

صار الغاز الطبيعي من أهم مصادر الطاقة في وقتنا الحاضر لاحتوائه على وحدات حرارية أكثر عما هي في الفحم أو البترول، فطن الفحم يحتوي على 27مليون وحدة حرارية بريطانية Btu، وطن البترول 45مليون وحدة حرارية Btu ، وطن الغاز الطبيعي يحتوي على 90مليون وحدة حرارة Btu(   ). محمد الديب، ص781. وقد استطاع الإنسان بعد اكتشافه الغاز استخدامه عن طريق:

1-الغاز الطبيعي المصاحب للنفط: وهو يستخرج من آبار النفط، وعادة ما يكون في الطبقات العليا في كامن النفط، وقد مكنت التقنية الحديثة من استغلال الغاز المصاحب للنفط بعد ما كان يضيع بالحرق، ويحتوي كل برميل من النفط علي كمية غاز تقدر بحوالي 500قدم مكعب.

 2-الغاز الطبيعي المنفرد: يوجد بالقرب من حقول النفط، ويستخرج من آباره الخاصة به وهو ما يعرف بالغاز الجاف.

مميزات استخدام الغاز:

1- يعتبر الغاز الطبيعي أنظف من الفحم والنفط عند الاحتراق، فهو لا يخلف رماداً، كما أنه لا يساهم بكميات كبيرة من التلوث البيئي.

2- سهولة نقله في جميع الوسائل المغلقة.

3- مصدر مهم للطاقة 20% من حملة إنتاج الطاقة منه.

4- يمكن استخدامه في المنازل مع الاحتياطات الأمنية المشددة.

5- الوحدات الحرارية المولدة منه أكبر من الفحم والنفط كما أشرنا مسبقا.

إنتاج الغاز الطبيعي السائل:

تطور إنتاج العالم من الغاز الطبيعي من 78 تريليون قدم مكعب عام 1991 إلي 88 تريليون قدم مكعب عام 2001، وتبوأت أوروبا المكانة الأولى في إنتاج الغاز إذ أسهمت بنحو خمسي إنتاج العالم، جاءت هولندا على رأس الدول الأوروبية في الإنتاج،  وتلي أوروبا قارة أمريكيا الشمالية والوسطى بنحو ثلث إنتاج العالم، تربعت الولايات المتحدة على قائمة الدول المنتجة بالقارة. ثم قارة آسيا بنحو خمس إنتاج العالم، واحتلت اندونيسيا المكانة الأولى في الإنتاج بالقارة. والباقي موزع على باقي القارات. وأخيرا احتلت الجزائر المكانة الأولى في إنتاج الغاز في أفريقيا. وتتجه للتطور التكنولوجي أصبح بإمكان الصناعة استخدامه مع النفط لهذا زاد الطلب العالمي عليه.

احتياطي العالم من الغاز الطبيعي:

بلغ نحو 5288 تريليون قدم مكعب، أكثر من 69% من هذا الاحتياطي يوجد في أوروبا والشرق الأوسط وروسيا، كما يوجد أكبر مخزون للغاز في إيران 17% من الاحتياطي العالمي، والدول العربية 19% من احتياطي العالم.

  رابعا: الكهرباء: إن الحديث عن الكهرباء يذهب صاحبه إلى الحديث عن الكهرباء المولدة من المجاري المائية أكثر من أي محطة تعمل بالغاز الطبيعي أو النفط والمنتشرة في  بقاع شتى في المعمورة. لقد شهدت عملية توليد الطاقة الكهربائية من المساقط المائية تطورا كبيرا باستخدام الإسمنت المائي في إقامة السدود والخزانات.

وتتميز الطاقة الكهربائية بعدة مميزات نذكر منها (   ): محمد عبد العزيز عجمية’’ الموارد الاقتصادية‘‘ دار النهضة العربية، بيروت، 1983،ص 514.

1-  يمكن نقلها لمسافات طويلة بتكلفة قليلة لا تزيد عن 500كم.      

2-  يمكن استخدامها في كافة المجالات.

3-  تعتبر من أنظف القوي المستخرجة، ولا يترتب عليها أي تلوث.

4-  تنخفض التكلفة مع زيادة الاستهلاك.

5-  ثبات أسعارها بالمقارنة مع أسعار الطاقة المولدة من مصادر أخرى.

تعتبر الولايات المتحدة أولى دول العالم في المشاريع المائية لتوليد الكهرباء. وتعتبر قارة أفريقيا من أغنى مناطق العالم في المساقط المائية فيوجد بها 40% من الطاقة الكهربائية الكامنة في العالم. إلا أن هذه القوة الكامنة تتركز في مناطق غي آهلة بالسكان بسبب وقوعها في منطقة غابية أو حارة أو تنتشر فيها المستنقعات.وتحتل قارة آسيا مكانة عالية تقدر بنحو 25% من جملة الإمكانيات الكهرومائية.                                      

خامسا: الطاقة الشمسية: استخدم الإنسان الطاقة الشمسية منذ القدم، وقد ازداد استخدام الإنسان لها بمرور الوقت حتى أصبحت أجهزة استغلالها متوافرة بكثرة خلال النصف الثاني من القرن العشرين. ويستفاد من الطاقة الشمسية حاليا في عدة مجالات منها إنتاج الكهرباء على نطاق محدود من الخلايا الشمسية، وفي تسخين المياه على أسطح المنازل.

سادسا: طاقة الرياح: تنبه العالم إلى قوة الرياح منذ القدم حيث سخرها في دفع السفن، وطحن الحبوب وضخ المياه من باطن الأرض، وتعتبر هولندا والبلجيك والدنمارك من الدول الرائدة في استخدام المراوح. واليوم تستخدم تلك المراوح في توليد الكهرباء إلا أنها تواجه كثير من المشاكل أهمها عدم استمرارية الرياح وصعوبة تخزينها.

سابعا: الطاقة المائية: وهي من خلال المساقط المائية، أو حجز المياه خلف السدود واندفاعها بقوة، أو من حركات المد والجزر البحري، وتعتمد كثير من الدول النهرية على توليد الطاقة من أنهارها مثال على ذلك الصين التي تمتلك كثير من المحطات النهرية التي تزود غرب الصين بالكهرباء والتي بلغ عددها 90 ألف محطة توليد كهرباء مائية. والبرازيل ومصر، وأتمت فنزويلا سد غوري بسعة قدرها 10 غيغاوات وهو أضخم مشرع كهرومائي في العالم. 

ثامنا: الطاقة النووية: أخذت الطاقة النووية في منافسة مصادر الطاقة التقليدية حديثا ويعود ذلك إلى تذبذب أسعار وارتفاعها بشكل كبير في الأسواق العالمية الأمر الذي حذا بالدول المتقدمة إيجاد البديل وهو توليد الطاقة من المعامل النووية. وأصبح من الضروري زيادة الاعتماد عليها في المستقبل المنظور، وهذا ما نلمسه من تطور استعمال الطاقة النووية في الدول المتقدمة والنامية على حد سواء. وخذا أخذنا عام 1985 على سبيل المثال لنتعرف على توزيع المفاعلات النووية عالميا نجد الولايات المتحدة تتصدر  دول العالم حيث تمتلك 95 مفاعلا نوويا، يليها الاتحاد السوفيتي 48 مفاعلا نوويا، ثم فرنسا 43 مفاعلا نوويا، والمملكة المتحدة 38 مفاعلا نوويا، واليابان 33 مفاعلا نوويا، وألمانيا 17 مفاعلا نوويا، والصين 9 مفاعلات نووية، والهند 6 مفاعلات نووية، وكوريا الجنوبية 4 مفاعلات نووية، والبرازيل مفاعل واحد. ورغم توسع العالم بإنشاء المفاعل النووية إلا أن إنتاجه منها في الكهرباء لا يتعدى 20% من الطاقة المولدة عالميا. ويعود ذلك إلى المشكلات التي تواجه إنتاج الطاقة من المفاعلات النووية والتي أهمها: حسن عبد القادر صالح، ص 178.

1-  مشكلة البيئة وحمايتها، ومشكلة تشرنوبل عام 1986 ليست بعيدة عنا.

2-  مشكلة التخلص من فضلاتها النووية.

3-  توفير الكادر الفني والمستوى التكنولوجي النووي.

4-  توفير رأس المال اللازم لإنشاء المحطات النووية.

5-  قلة واليورانيوم بالطبيعة.

6-  الوقت الطويل الذي يتطلبه إنشاء المحطة.