بشكل عام تعد الطاقة التي تعمل بالفحم مصدراً رخيصاً ومهماً للطاقة والكهرباء ككل منذ بداية الثورة الصناعية، وغالباً ما تم التغاضي عن بعض مشكلات الفحم الرخيصة والوفيرة بسبب سعره المنخفض جداً، ومع ذلك كوقود فإن الطاقة الشمسية مجانية ونظيفة، ونتيجة لذلك قد يعتقد الكثير من الناس أن الطاقة الشمسية ستتفوق في النهاية على الفحم كمصدر رئيسي لتوليد الكهرباء، كما أن الطاقة الشمسية أيضاً هي تقنية حديثة تستطيع فعلاً حل العديد من المشاكل الخاصة بالبيئة وبصحة الإنسان بمرور الوقت.
ما المقصود بالطاقة الشمسية والفحم الحجري؟
الطاقة الشمسية: هي عبارة عن الطاقة التي تأتي من الشمس، وعادةً ما يتم تحويلها إلى طاقة حرارية أو كهربائية، والطاقة الشمسية هي أنظف مصادر الطاقة المتجددة المتاحة وأكثرها وفرة، فعلى سبيل المثال تمتلك الولايات المتحدة بعضاً من أغنى موارد الطاقة الشمسية في العالم كله، وأيضاً قد يمكن لتقنيات الطاقة الشمسية تسخير هذه الطاقة لمجموعة متنوعة من الاستخدامات بما في ذلك توليد الكهرباء وتوفير الإضاءة أو تسخين المياه للاستخدام المنزلي أو التجاري أو الصناعي.
الفحم الحجري: هو عبارة عن نوع من أنواع الوقود الأحفوري، حيث قد تكون الفحم الحجري هذا من خلال نباتات ما قبل التاريخ التي تراكمت قبل ملايين السنين عندما كان يوجد هناك جزءاً كبيراً من سطح الأرض مغطى في المستنقعات، وعندما بدأت النباتات والأشجار في هذه المناطق بالموت شكلت في النهاية مادة كثيفة تسمى الخث، وبمرور الوقت تراكمت طبقات الرواسب والتربة فوق هذا الخث، وأخيراً لقد تسببت كل من درجة الحرارة العالية وضغط الصخور في عملية التكوين النهائي ليتشكل الفحم الحجري.
الطاقة الشمسية مقابل الفحم الحجري:
الانبعاثات:
- انبعاثات ثاني أكسيد الكربون: إن الفحم الحجري كما هو الحال مع أي وقود قابل للاحتراق قد ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون (CO2) عندما يتم حرقه، حيث تتراوح كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة لكل مليون وحدة حرارية بريطانية بين 205 رطل و227 رطلاً اعتماداً على نوع الفحم الذي يتم حرقه في محطات الطاقة، وفي المقابل لا تنتج الطاقة الشمسية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وكما نعلم أن ثاني أكسيد الكربون هو مساهم رئيسي في ظاهرة الاحتباس الحراري.
- انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت: يعتبر ثاني أكسيد الكبريت هو المكون الرئيسي للمطر الحمضي، حيث يرتفع ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي عندما يتحد مع الماء، ومن ثم فإنه قد يسقط على الأرض كمطر بمكون حمض الكبريتيك، وتقدر وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) أن حوالي 65 بالمائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت السنوية في بعض دول العالم مثل: الولايات المتحدة تأتي من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، ومن ناحية أخرى أيضاً لا تنبعث من الطاقة الشمسية أي من انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت.
- انبعاثات الجسيمات: عادةً تشمل انبعاثات الجسيمات السخام والدخان وبعض الجزيئات الصغيرة الأخرى المتبقية بعد عملية حرق الفحم، ويمكن أن تستقر هذه الجزيئات في الرئتين، كما يمكن أن تتراكم على الأسطح مما يجعلها تبدو سوداء وهادئة، ولكن على الرغم من أن القوانين البيئية الحديثة قد قللت من انبعاثات الجسيمات من محطات توليد الطاقة بالفحم إلا أن هذه المحطات لا تزال تنبعث منها بعض التلوث بالجسيمات كمصدر طاقة غير محترق، ومن ناحية أخرى لا يصدر عن الطاقة الشمسية أي جسيمات كجزء من عملية توليد الطاقة.
التكلفة لكل واط مولّد:
من المتوقع أن تكون تكلفة الفحم الحجري والطاقة الشمسية تقريباً بنفس التكلفة لكل واط يتم توليدها، ووفقاً للعديد من العلماء المصممون للإلكترونيات سيكون مزود الطاقة الشمسية الرائد في بعض دول العالم مثل: إسبانيا على سبيل المثال قادراً على إنتاج طاقة بسعر حوالي 0.10 دولاراً لكل كيلوواط / ساعة على قدم المساواة بتكلفة الطاقة من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم.
توافر الطاقة:
تتمثل إحدى مشكلات الطاقة الشمسية في أن أنظمة توليد الطاقة الشمسية لا يمكنها توليد الطاقة في الليل، ومع ذلك تتضمن بعض الأفكار لأنظمة تخزين الطاقة على نطاق المرافق والتي هي في الأساس بطاريات كبيرة جداً جعلها تعمل في مختلف أوقات اليوم، وعلى الرغم من أن هذا يعمل من الناحية النظرية إلا أنه من الناحية العملية لا توجد مرافق تخزين طاقة على نطاق المرافق حتى الآن، ومن ناحية أخرى يمكن أن تنتج طاقة الفحم الكهرباء على مدار 24 ساعة في اليوم بشكل مستمر، كما أنها لا يمكن أن تتأثر كفاءتها بالغطاء السحابي.
