تقنيات استخدام الطاقة

اقرأ في هذا المقال


يمثل النقل 14٪ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية، ولكن هناك طرقًا متعددة لجعل النقل أكثر استدامة، تنبعث من وسائل النقل العام عادةً غازات دفيئة أقل لكل راكب من المركبات الشخصية، حيث يمكن للقطارات والحافلات أن تنقل عددًا أكبر من الركاب في وقت واحد، يمكن الاستعاضة عن الرحلات الجوية القصيرة بسكة حديد عالية السرعة، وهي أكثر كفاءة ، خاصة عندما تكون كهربائية، يمكن ان يؤدي تعزيز وسائل النقل غير الآلية مثل المشي وركوب الدراجات، خاصة في المدن ، إلى جعل النقل أكثر نظافة وصحة.

تقنيات استخدام الطاقة

المواصلات

زادتكفاءة الطاقة في السيارات بمرور الوقت، ولكن التحول إلى السيارات الكهربائية يعد خطوة أخرى مهمة نحو إزالة الكربون من وسائل النقل وتقليل تلوث الهواء، تتكون نسبة كبيرة من تلوث الهواء المرتبط بالمرور من الجسيمات من غبار الطريق وتآكل الإطارات وبطانات الفرامل، الحد بشكل كبير من التلوث من هذه المصادر لا يمكن تحقيقه عن طريق الكهرباء، يتطلب تدابير مثل جعل المركبات أخف وزنا وتقليل قيادتها. 

يعد نقل البضائع والطيران لمسافات طويلة من القطاعات التي يصعب إمدادها بالكهرباء باستخدام التقنيات الحالية، ويرجع ذلك في الغالب إلى وزن البطاريات اللازمة للسفر لمسافات طويلة وأوقات إعادة شحن البطارية والعمر المحدود للبطارية، عندما كان ذلك متاحا يكون نقل البضائع من خلال السكك الحديدية والسفن اكثر استدامة بشكل عام من النقل البري والجوي.

المباني والطبخ

أكثر من ثلث استخدام الطاقة في المباني وتشييدها لتدفئة المباني، تشمل بدائل حرق الوقود الأحفوري والكتلة الحيوية الكهربة من خلال المضخات الحرارية أو السخانات الكهربائيةوالطاقة الحرارية الأرضيةوالتدفئة الشمسية المركزية وإعادة استخدام الحرارة المهدرة وتخزين الطاقة الحرارية الموسمية، حيث تؤمن المضخات الحرارية الحرارة وتكييف الهواء من خلال جهاز واحد، تقدر وكالة الطاقة الدولية أن المضخات الحرارية يمكن أن توفر أكثر من 90٪ من متطلبات تسخين المياه والمساحة على مستوى العالم. 

طريقة عالية الكفاءة لتدفئة المباني هي من خلال تدفئة المناطق، حيث يتم توليد الحرارة في موقع مركزي ثم توزيعها على العديد من المباني من خلال الأنابيب المعزولة، تقليديا وقد استخدمت معظم أنظمة تدفئة الوقود الأحفوري الحديثة والتدفئة الباردة، بحيث تم تصميم أنظمة لاستخدام أسهم مرتفعة للطاقة المتجددة.

يمكن جعل تبريد المباني أكثر كفاءة من خلال التصميم السلبي للمباني، والتخطيط الذي يقلل من تأثير جزيرة الحرارة الحضرية، وأنظمة تبريد المناطق التي تبرد العديد من المباني باستخدام المياه الباردة عبر الأنابيب، حيث يتطلب تكييف الهواء كميات كبيرة من الكهرباء ولا يمكن تحمله دائمًا للأسر الفقيرة، لا تزال بعض وحدات تكييف الهواء تستخدم المبردات التي تعتبر غازات دفيئة، حيث أن بعض البلدان لم تصدق على تعديل كيغالي لاستخدام المبردات الصديقة للمناخ فقط. 

في الدول النامية التي يعاني فيها السكان من فقر الطاقة، تستخدم غالبا أنواع الوقود الملوثة مثل الخشب أو روث الحيوانات في الطهي، مع ان هذه الطريقة غير مستدامة، لأنها تطلق دخانًا ضارًا ولأن قطع الأخشاب يمكن أن يؤدي إلى تدهور الغابات، الاعتماد العالمي لمرافق الطهي النظيفة، المنتشرة في كل مكان في البلدان الغنية من شأنه أن يحسن الصحة بشكل كبير ويقلل من الآثار السلبية على المناخ، عادةً ما تستخدم مرافق الطهي النظيفة الغاز الطبيعي أو غاز البترول المسال أو الكهرباء كمصدر للطاقة.

الصناعة

أكثر من ثلث استخدام الطاقة في الصناعة، يتم استخدام معظم هذه الطاقة في العمليات الحرارية مثل توليد الحرارة والتجفيف والتبريد، بلغت حصة الطاقة المتجددة في الصناعة 14.5٪ في عام 2017 معظمها حرارة منخفضة الحرارة توفرها الطاقة الحيوية والكهرباء، تمتلك الأنشطة الأكثر كثافة للطاقة في الصناعة أقل حصص من الطاقة المتجددة، حيث تواجه قيودًا في توليد الحرارة عند درجات حرارة تزيد عن 200 درجة مئوية (390 درجة فهرنهايت).

بالنسبة لبعض العمليات الصناعية، ستكون هناك حاجة إلى تسويق التقنيات التي لم يتم بناؤها أو تشغيلها على نطاق واسع حتى الآن للقضاء على انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، على سبيل المثال من الصعب كهربة صناعة الصلب لأنها تستخدم تقليديًا فحم الكوك، المشتق من الفحم، لتوليد حرارة عالية جدًا وكمكون في الفولاذ نفسه.

يحتاج إنتاج الاسمنت والبلاستيك والأسمدة أيضًا كميات هائلة من الطاقة، مع وجود إمكانيات محدودة لإزالة الكربون، من شأن التحول إلى الاقتصاد الدائري أن يجعل الصناعة أكثر استدامة؛ لأنها تتضمن إعادة التدوير أكثر وبالتالي استخدام طاقة أقل مقارنة باستخراج جديد للمواد الخام.

المصدر: Traffic and Highway Engineering "Nicholas J. Garber, Lester A. Hoel" 29 مارس 2018Transportation infrastructure engineering "Nicholas J. Garber, Lester A. Hoel" 2011An Instructor's Solutions Manual to Traffic and Highway Engineering 4e Fourth "Nicholas J. Garber, Lester A. Hoel" 2009مدخل الى انشاء المباني"أ.فؤاد الجميلي وم.عبدالله عضيبات"2019


شارك المقالة: