منذ أكثر من 2000 عام استخدم الإغريق القدماء الطاقة المائية لتشغيل عجلات لطحن الحبوب، وهي اليوم من بين أكثر الوسائل فعالية من حيث التكلفة لتوليد الكهرباء، وغالباً ما تكون هي الطريقة المفضلة عند توفرها، ونظراً لأهمية الطاقة الكهرومائية يعتقد العديد من العلماء بأن هذه الطاقة يمكن أن تصبح الطاقة المستقبلية لكل العالم؛ لأنها متجددة ونظيفة ومستدامة.
ما هي الطاقة الكهرومائية؟
هي عبارة عن مصدر متجدد موثوق به ومتعدد الاستخدامات ومنخفض التكلفة لتوليد الكهرباء النظيفة وإدارة المياه بطريقة مسؤولة، حيث يتم إنتاج هذه الطاقة من خلال طاقة المياه المتساقطة (سريعة الجريان)، والتي يمكن تسخيرها لأغراض مفيدة مثل: تشغيل الأجهزة الميكانيكية المختلفة ومطاحن النسيج ورافعات الأرصفة والمصاعد المنزلية وطواحين الخام الخ.
كيف تعمل محطات الطاقة الكهرومائية؟
بشكل عام إن محطات الطاقة الكهرومائية النموذجية هي عبارة عن نظام يتكون من ثلاثة أجزاء: محطة توليد الكهرباء، حيث يتم إنتاج الكهرباء والسد الذي يمكن فتحه أو إغلاقه للتحكم في تدفق المياه والخزان الذي يتم فيه تخزين المياه، فعندما يتدفق الماء خلف السد عبر مدخل فإنه يدفعه ضد ريش التوربينات، مما يؤدي إلى دورانها، وعندما يدور التوربين يولد الطاقة (الكهرباء).
كما تعتمد كمية الكهرباء التي يمكن توليدها على مدى قطرات الماء وكمية الماء التي تتحرك عبر النظام، حيث يمكن حقاً نقل الكهرباء عبر خطوط كهربائية طويلة المسافة إلى المنازل والمصانع والشركات، وأيضاً تستفيد أنواع أخرى من محطات الطاقة الكهرومائية من التدفق عبر مجرى مائي بدون سد.
أشهر الحقائق حول الطاقة الكهرومائية
- الطاقة الكهرومائية كبيرة في حالات الطوارئ: أثناء انقطاع التيار الكهربائي الكبير يمكن أن تكون الطاقة الكهرومائية مفيدة للغاية، ففي المصانع على سبيل المثال فإن هذه الطاقة قادرة على إرسال الكهرباء إلى الشبكات على الفور، وهذا يعني أنه يمكنهم نقل الطاقة الاحتياطية بسرعة إلى حيث ما هو مطلوب.
- الطاقة الكهرومائية مهمة في جميع أنحاء العالم: وفقاً لوكالة الطاقة الدولية فإن حوالي 16٪ من إجمالي إنتاج الكهرباء يأتي عادةً من الطاقة الكهرومائية، وتعتبر كل من الصين والبرازيل والولايات المتحدة بأنهم من رواد العالم في إنتاج الطاقة الكهرومائية.
- الطاقة الكهرومائية لها مزايا عديدة على الوقود الأحفوري: تنتج منشآت الطاقة الكهرومائية تلوثاً ضئيلاً وتساهم بشكل كبير في خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وبالإضافة إلى كونها مورداً متجدداً فإن الطاقة الكهرومائية لها تكاليف تشغيل وصيانة منخفضة جداً مقارنةً بمصادر الكهرباء الأخرى، ووفقاً لبعض الأبحاث فإن الطاقة الكهرومائية تمنع حرق 22 مليار جالون من النفط أو 120 مليون طن من الفحم على أساس سنوي.
- الطاقة الكهرومائية فعالة للغاية: عادةً ما تحول العديد من محطات الوقود الأحفوري حوالي 50٪ من الطاقة إلى كهرباء، في حين أن العديد من توربينات الطاقة الكهرومائية قد تصل كفاءتها إلى 90٪، وبالإضافة إلى ذلك من 1985-1990 نمت تكلفة تشغيل محطة للطاقة الكهرومائية أقل من معدل التضخم، مما جعل الطاقة الكهرومائية مصدر طاقة اقتصادياً نسبياً.
- معظم السدود ليست لأغراض الطاقة المائية: على الرغم من أن الكثيرين يعتقدون أن السدود مبنية لمشاريع الطاقة الكهرومائية إلا أن الغالبية العظمى منهم لا تنتج الكهرباء، فعلى سبيل المثال فإن مؤسسة تعليم المياه والطاقة قالت بأن حوالي 3٪ فقط من السدود في الولايات المتحدة مخصصة للطاقة الكهرومائية، ويتم استخدام الآخرين بشكل أساسي للتحكم في الفيضانات ومعالجة المياه والري.
- أصبحت تكنولوجيا الطاقة الكهرومائية الصغيرة شائعة: من أجل التخفيف من الآثار البيئية يتطلع العديد من الباحثين إلى إنشاء محطات طاقة مائية أصغر حجماً لا تتطلب سدوداً ضخمة للعمل، ففي عام 2015 على سبيل المثال خصص العالم حوالي 3.5 مليار دولار لهذه التكنولوجيا ونحو 6.4 مليار دولار في عام 2014.
- يعتقد الكثيرون أن الطاقة الكهرومائية لها مستقبل قوي: يرى قادة وعلماء العالم أن الطاقة الكهرومائية هي مورد متجدد قوي للمستقبل، حيث يعد كل من البحث والبنية التحتية الكامنة وراء الطاقة الكهرومائية هو أحد أكثر البدائل التي تم إنشاؤها من بين أي بديل للوقود الأحفوري، كما تأمل وكالة الطاقة الدولية في أن يتضاعف إنتاج الطاقة الكهرومائية بحلول عام 2050، وتشير التقديرات إلى أن الإنتاج الحالي يمكن أن يتضاعف ثلاث مرات إذا تم تسخير جميع الموارد.
- يمكن أن تضر الطاقة الكهرومائية بالبيئة: يمكن أن يتسبب سد النهر في العديد من التأثيرات الهائلة على البيئة، كما يمكن أن يؤثر على أنماط هجرة الأسماك بسبب وجود السدود، ويمكن أن تتسبب بعض محطات الطاقة الكهرومائية أيضاً في انخفاض كمية الأكسجين المذاب في الماء، وهذا بشكل عام ضار بالموائل، وبالتالي التهديد المباشر للبيئة وتدميرها.
