خيارات الطاقة بعد
البترول..ترجمة: محمد الدنيا
منافس واحد، النووي:
الذرة أقل إطلاقاً لثاني أكسيد الكربون بخمسين مرة بالمقارنة مع الفحم بالنسبة لكل كيلوواط ساعي منتَج. ويمكن أن تعتبر اليوم، في الوضع الراهن للتكنولوجيا، الطاقة الوحيدة القادرة على إعطاء قدرة كهربائية قوية بشكل مستمر، مع مستوى ضعيف من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. ويرى أنصار النووي أنه يتمتع بالكثير من المزايا، منها الكلفة الضئيلة على مستوى الوقود. مع النووي، يأتي نحو 5% من سعر الكيلوواط ساعي من اليورانيوم. وإذا تضاعف هذا السعر ثلاث مرات لسبب أو لآخر، فإن النتيجة تبقى ممكنة التحمل، على حد عبارة الخبير العلمي الفرنسي "برتران باريه"؛ ذلك إضافةً لاحتياطيات اليورانيوم القابلة للاستخراج، التي تكفي لأكثر من 500 سنة – وفقاً لمعطيات دراسة حديثة أنجزتها في فرنسا وكالة الطاقة النووية AEN - وفق معدل الاستهلاك الحالي (مقابل 85 سنة حسب دراسات سابقة). وهذه ميزة حقيقية إذا أخذنا بالحسبان أنه من المتوقع أن تظهر المحطات المسماة "الجيل الرابع" عند آفاق العام 2020، التي يقول الخبراء إنها ستكون قادرة ليس فقط على إعادة تدوير الفضلات بشكل أفضل، بل أيضاً على استخراج قدر من الكهرباء من اليورانيوم المتاح هو أكبر بخمسين مرة. ويرتكز مبدأ هذه المحطات على مولدات surgénérateurs (لإنتاج مواد قابلة للانشطار من مواد خصبة) تنتج من الوقود أكثر مما تستهلك منه.
أصبحت الذرّة ضمن هذه الشروط تزداد إثارة للاهتمام، خصوصاً في آسيا التي يتنامى ميل بلدانها نحو النووي رغم قوة الفحم الصاعدة. وتنوي الصين، التي لديها ثمان محطات نووية، أن تبني نحو ثلاثين أخرى من الآن حتى عام 2020 لتصل إلى قدرة 40 جيغاواط. وتبني الهند حالياً تسع محطات لتصل إلى قدرة 20 جيغاواط عام 2020. والاتجاه هو نفسه بالنسبة لروسيا، وفرنسا، وهولندة، وألمانيا والمملكة المتحدة.. أما الولايات المتحدة، الأولى في هذا المضمار مع مفاعلاتها الـ 103، فقد صوتت عام 2005 على قانون لاستئناف بناء مفاعلات جديدة، وترافق ذلك بتدابير إرادية لتهدئة مخاوف المستثمرين: عمليات تأمين تتحمل الدولة جزءاً كبيراً من أعبائها، ومساعدات فدرالية للمبادرين الأوائل...
السلامة، والفضلات:
الأمن أولاً، لأن أي حادث مثل تشيرنوبيل سيكون قاتلاً للذرة. إلا أن التجهيزات المعقدة الهادفة للحد من المخاطر إلى أقصى حد هي بالغة الكلفة بالضرورة (المحطة النووية أعلى كلفة بنسبة 25% من محطة تعمل بالفحم وذات أداء، وبنسبة 50% من محطة تعمل بالغاز)، مع آجال بناء أطول: نحو ست سنوات للنووي، وأربع سنوات للفحم واثنتين للغاز. عقبة النووي الثانية هي مشكلة الفضلات التقليدية، وأيضاً مشكلة تفكيك المحطة، التي لا يعرف أحد كلفته الحقيقية حتى الآن. وهاتان المشكلتان تجعلان الميدان النووي غير مشجع كثيراً للممولين وللجمهور على حد سواء. مع ذلك، يمكن اتباع النموذج الأمريكي لتخطي هذه العقبة، أي بالضمانة العامة للاستثمارات الخاصة، ولكن لا أحد يعرف الآن تأثيرات ونتائج مثل هذا التشجيع. أما في بلدان الجنوب بشكل خاص، فإن عيب النووي يكمن في نقص التدريب (يتطلب النووي ملاكات عالية التأهيل) وفي قدم البنى التحتية.
في نهاية المطاف، أياً كانت الخيارات في الوقت الراهن، فإن العوامل المحلية (مثلاً، ستبقى فرنسا في ميدان النووي، والصين في ميدان الفحم) على الأمد القصير والمعايير السياسية والتقنية هي الحاسمة، إضافة إلى احترار المناخ، الذي كلما كان أكثر محورية في الفعل السياسي كان ذلك في صالح النووي، وإذا ما تم حل معادلة "استخدام الفحم بلا ثاني أكسيد الكربون"، فسيكون ذلك بمثابة ضربة قوية للنووي.
يمثل دفق الطاقة الذي نتلقاه من الشمس ما يزيد 8000 مرة تقريباً عما تستهلكه البشرية حالياً. وإذا استطاع الإنسان التقاط جزء صغير منه – على شكل رياح، وتيارات، وأمواج، وحرارة، وضوء – فإن من شأن ذلك أن يكفي حاجات بشرية تعداد سكانها 10 مليارات فرد. هناك أمل أيضاً بأن يتمكن علم المواد ذات يوم من صنع مواد تتيح السيطرة على الاندماج fusion، مصدر الطاقة الآخر الذي لا ينضب تقريباً. إلا أن كل شيء يشير إلى أن الإنسان يحتاج في ذلك إلى قرن على الأقل – من القرن الحالي.
عن Science & Vie
" العلم والحياة " الفرنسية
انها 10 مليارات فرد
المصدر : الباحثون العدد 44 شباط 2011
 |
للفحم
كل المزايا التي تؤهله ليكون بديل البترول، فهو رخيص الثمن وموارده
غزيرة...، فضلاً عن أن إنتاجه قد شهد تنامياً كبيراً، إلا أنه أسوأ مُطلق
لثاني أكسيد الكربون من بين جميع أنواع الطاقة! وهذه ثغرة مخيفة تسجل في
صالح النووي، لأن الذرة وحدها تتمتع بكل الميزات التي تؤهلها لمواجهة تحدي
الطاقة للقرن الحادي والعشرين....
بقي للكوكب ما يقرب من 40 إلى 60 سنة من البترول (40% من الطاقة العالمية لعام 2004) مع معدل الاستهلاك الحالي، و70 إلى 90 سنة من الغاز الطبيعي. إلا أن هذا الاستهلاك يزداد بمعدل 2% في السنة وسطياً. ويعني ذلك رياضياً مهلة 25 سنة. عدا ذلك، بدأت الصعوبات (توترات جيوبوليتيكية، ومضاربة..)، التي أفضت إلى الارتفاع الكبير في الأسعار، بالظهور منذ أن راح المورد يزداد ندرة. ويتوقع أن تبلغ ذروتها مع الوصول إلى ذروة الإنتاج (حيث لا تعود زيادة الإنتاج توازي الطلب) عام 2015، وفقاً لتقديرات خبراء ASPO (Association for the Study of Peak Oil and gas).
الفحم هو موجة الذهب الأسود الجديدة، الصاعدة باستمرار.. لأن كل شيء يشير، في عصر ما بعد البترول والغاز، الذي باتت سنواته معدودة، إلى أن الطاقة التي يمكن أن تحل محل البترول هي.. الفحم. في الواقع، ازداد استخدامه في العالم منذ ثلاثين سنة بمعدل استهلاك الطاقة، أي نحو 3% سنوياً. " قفز إنتاج الفحم خلال العقود الثلاثة الأخيرة من 2 إلى 5 مليارت طن سنوياً "، يقول "ميلتون كاتلن" من World Coal Institute / لندن. يعني ذلك بمفرده، بالاحتراق أساساً في المحطات الحرارية، تلبية ربع الحاجات من الطاقة الأولية للكوكب (مقابل الثلث للبترول) و40% من كهربائه. يرى "م. كاتلن" أن الفحم سيكون وقود القرن الحادي والعشرين . ويبدو أن الوقائع تؤيده.
تتنامى طاقة الفحم اليوم سريعاً في البلدان النامية. يعمل "مشْغل العالم الغني"، أي الصين، على الفحم حصرياً تقريباً، الذي يوفر ما نسبته 75% من كهرباء هذا البلد، الذي يبني كل أسبوع محطة لتوليد كهرباء تعمل بالفحم. وتشير توقعات الخبراء إلى أن القدرة التي ستتوصل إليها الصين من الآن وحتى نهاية عام 2010 هي 200 جيغاواط (ما يكافئ أكثر من 130 مفاعلاً نووياً)، وسترتفع إلى 500 جيغاواط بين 2010 و2020 وأيضاً إلى 670 جيغاواط قبل عام 2030!. وتسير الهند على الطريق نفسه، إذ إنها تتجهز على نحو متسارع وتطلق برامج ضخمة: تبني في شرق البلاد أكبر محطة حرارية بالفحم في العالم (12 جيغاواط، أي ما يكافئ 3 محطات نووية فرنسية)، بكلفة 8,5 مليار يورو تقريباً!.
100000 عامل منجم أمريكي:
بعد الصين، المنتجة والمستهلكة الأولى للفحم في العالم، تأتي الولايات المتحدة الغنية في المرتبة الثانية، حيث يستخرج أكثر من 100000 عامل منجم نحو 1 مليار طن من الفحم من 2000 منجم. ويأتي أكثر من نصف كهربائها من هذا الوقود، الذي تعتبر اليابان أحد مستهلكيه الكبار، كذلك أستراليا. وتأتي ألمانيا في المرتبة العاشرة على صعيد استهلاك الفحم الحفري عالمياً، هناك أيضاً بولونيا (السابعة) وروسيا (السادسة). في أوربا حركة واسعة للعودة إلى الفحم واللغنيت lignite brown coal))، بنتيجة ارتفاع أسعار البترول والغاز أولاً. وإذا بدا الفحم حتمياً فيها اليوم، فإنه سيكون أكثر حتمية في المستقبل، نظراً لازدياد استهلاك الكهرباء: 1,9% سنوياً منذ 30 سنة. ولكن، في حين يأتي ازدياد استهلاك الكهرباء في بلدان الشمال في معظمه من تنامي الأجهزة الكهربائية المنزلية والإلكترونية، أجهزة الجلي، والتكييف، والحواسيب...، فإن الكهرباء لا تصل إلى 1,5 مليار شخص في بلدان الجنوب.
غاز وبترول باهظا الثمن:
لن تكون ندرة المورد بلا نتائج: سيصبح البترول ثم الغاز خارج جداول الأسعار، ولا يستطيع أحد أن يعرف زمن الذروة بدقة، لكن العدَّ العكسي قد بدأ. يتركز 70% من البترول و66% من الغاز الطبيعي في العالم في الشرق الأوسط، وروسيا، وآسيا الوسطى السوفييتية السابقة.
لا توجد مشكلات على صعيد موارد الفحم، خلال قرن من الزمن على الأقل: تبيّن أن احتياطياته الحالية كافية لمدة 150 إلى 170 سنة قادمة مع معدل الاستهلاك الحالي. وإذا أضيفت إليها الحقول التي ستكتشف، وتلك التي تبدو غير قابلة للاستغلال اليوم، فإنه يمكن الحديث عن مورد متاح لمدة قرنين على الأقل. هذا فضلاً عن أنه ينطوي على ضمانات حقيقية إزاء المخاطر الجيوبوليتيكية. في الواقع، الفحم الحفْري موزع بكميات شبه متعادلة في مناطق الاستهلاك الكبرى: الثلث تقريباً لأمريكا، وأوراسيا، وآسيا – أوقيانيا؛ والشرق الأوسط وحده غير غني به. وتضم الولايات المتحدة ربع الاحتياطيات العالمية. إلا أن القوتين الاقتصاديتين الصاعدتين، الصين والهند، تتمتعان باحتياطيات ضخمة منه. يعني ذلك زيادة نفوذ جماعات الضغط المستثمرة لهذا المورد، خصوصاً الأمريكية، التي ترى أنه كلما تنامت حصة الفحم في ميدان الطاقة الوطني، تجنبت البلاد المخاطر الجيوبوليتيكية بشكل أفضل والكوارث الطبيعية المدمرة لمنصات البترول في خليج المكسيك والمصافي (يتركز 43% من المنشآت الأمريكية في تكساس ولويزيانا).
تتيح تقنية CTL Coal to Liquids)) تحويل الفحم إلى وقود مكرس بشكل خاص للسيارات. وكانت ألمانيا قد عملت حتى عام 1945 على طريقة هدرجة الفحم المسماة " ملية فيشر– تروبش" procédé de Fischer - Tropsch، التي اخترعت في عشرينيات القرن العشرين، للحصول على الوقود. وكانت جنوب إفريقيا الغنية بالفحم الحفري قد اكتسبت خبرة قوية جداً في هذا المجال، كما بنت الصين مصفاتين لهذا الغرض. ويبذل الأمريكيون جهوداً كبيرة هنا.
يضاف إلى ذلك أن فريق "ألن غولدمان" الأمريكي قد تمكن من الحصول على زيوت ثقيلة من نوع الديزل من خلال هيدروكربونات خفيفة ناتجة عن تفاعل عملية فيشر– تروبش. ولا بد من ذكر هذا التطبيق الأخير للفحم: عندما يتفاعل في المحطات المستقبلية، يمكن أن يكون مصدراً للهيدروجين، الخلف الآخر المحتمل للبترول عبر الخلايا الوقودية pile à combustible (ترتيبة لتحويل الطاقة الكيميائية المختزنة في الوقود إلى طاقة كهربائية مباشرة). هل يعني ذلك أنه لا يمكن الاستغناء عن الفحم، وأنه يجب استثمار مزاياه، وأن أزمة الطاقة قد انتهت حتى قبل أن تبدأ؟ لا، للأسف، فاحتراق الفحم يطلق من ثاني أكسيد الكربون نسبة تزيد 35% قياساً بالبترول، و72% قياساً بالغاز الطبيعي.
إن من شأن التحول من البترول إلى الفحم أن يحدث كارثة بيئية، إلا إذا تم التمكن من تخليص الفحم من شائبته الثقيلة، ثاني أكسيد الكربون، مع القبول بدفع ثمن باهظ لهذا التنظيف.
الفحم، عبء مخيف على البيئة:
تشير نشرة World Energy Outlook، التقرير السنوي للوكالة الدولية للطاقة (AIE) لعام 2006 إلى أنه "لا يمكن تأييد مستقبل الطاقة الذي نحن بصدد بنائه اليوم"، ويرسم التقرير سيناريو يطيل فيه أمد الاتجاهات الحالية، دون أن يكون ذلك بمثابة توقع، بل بمثابة استكشاف لما يمكن أن يحدث من الآن وحتى عام 2030. أما النتائج، فواضحة: ستبقى الطاقات المتجدد (الرياح، والشمس، والكهرباء المائية...) هامشية، وسيستمر النووي بصعوبة بمستواه الحالي، وسينحسر البترول بنتيجة تنامي ندرته. بالمقابل، سيحرز مصدران للطاقة تقدماً: الغاز الطبيعي، والفحم أولاً. إلا أن في الفحم مشكلة مرعبة: أسوأ مساهم في ظاهرة البيت الزجاجي. النتيجة: في الوقت الذي يطالب العلماء بتخفيض كمية الانبعاثات إلى ربع الكمية الحالية للبقاء خارج منطقة الخطر المناخي، يمكن أن تزيد هذه الانبعاثات بنسبة 60% في سيناريو استمرار الاتجاهات الحالية، نصفها تقريباً بسبب الفحم!. ومع هذا المعدل، سنكون على موعد مع كارثة مناخية حتمية، إذا لم يقم الإنسان بفعل شيء ما عبر تطوير تقانات التنظيف و"السيطرة على حلقة الطاقة / المناخ / الفحم". ولا يتمثل التحدي في الْتقاط ثاني أكسيد الكربون – فهذه المشكلة محلولة اليوم – بمقدار ما يتمثل في التمكن من ذلك بأسعار مقبولة واختزانه بصورة دائمة، وهي مشكلة لم تحلّ اليوم.
تطلق معظم محطات الكهرباء العاملة بالفحم اليوم مقذوفاتها من ثاني أكسيد الكربون إلى الجو دون تحفظ. ذلك وفق مبدأ عمل وحيد: يسحق الفحم ثم يحرق بالهواء داخل مرجل ويعمل البخار الناتج تحت الضغط العالي على إدارة عنفة تولد الكهرباء؛ أما ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الاحتراق فإنه ينطلق عبر مدخنة. ويعمل العلماء على هذا المستوى للوصول إلى "فحم نظيف". يعني ذلك الْتقاط ثاني أكسيد الكربون من الأدخنة، وقد أعطت التقنيات بعض النتائج منذ وقت مضى. تذكر من بين هذه التقنيات تلك المسماة "الالتقاط ما بعد الاحتراق" captage post – combustion، الأكثر تطوراً اليوم، وتقوم على استخدام ماصات كيميائية مثل الـ Mono Ethanol Amine الذي يتميز باجتذاب قوي لثاني أكسيد الكربون. إلا أن هذا الماص، الفعال في التركزات التي تقل عن 15% في أدخنة المداخن، يحتاج إلى التسخين من أجل تحطيم الروابط القوية مع ثاني أكسيد الكربون، وهو ما يزيد جداً من الكلفة: 50 إلى 60 يورو للطن من ثاني أكسيد الكربون الملتقَط، علماً أن الميغاواط ساعي من الكهرباء المنتج بالفحم يطلق طناً من ثاني أكسيد الكربون، وذاك ثمن مرتفع.
الجهود اليوم هدفها تخفيض الكلفة، وهو ما يسعى إليه مشروع Castor الأوربي، الذي أطلقته إحدى عشرة دولة منذ عام 2004 وأقلع منذ عام 2006 في محطة "إجسبرغ" الدانمركية، تحت شعار تخفيض كلف الالتقاط حتى20 إلى30 يورو للطن، من خلال اختبار العديد من الماصات الكيميائية لاختيار أكثرها فعالية. ويختبر العلماء أيضاً طريقة أخرى تسمى الـ oxy – combustion، التي تقوم على حقن الأكسجين المركَّز بدلاً من الهواء خلال الاحتراق، وهي تتيح الحصول على ثاني أكسيد الكربون بتركيز تقترب نسبته من 90% من الخليط الغازي. لكن عقبة هذه الطريقة تكمن في ضخامة كلفة إنتاج كميات كبيرة من الأكسجين.
ميزة أخرى:
إذا بقي التقاط ما بعد الاحتراق باهظ الكلفة، فسيلجأ العلماء إلى خيار الـ IGCC، أي " التغويز المدموج بدورة مؤتلفة " gazéification intégrée à un cycle combiné، التي هي اليوم التقانة الأكثر تجديداً في هذا الميدان. وكانت متصورة منذ سبعينيات القرن الماضي في الولايات المتحدة، قبل تجسيدها على شكل محطة تجريبية عام 1984 (Cool Water، في كاليفورنيا). ويقوم مبدؤها على الحرق غير الكامل للفحم المسحوق بوجود الأكسجين وبخار الماء لتشكيل غاز تركيبي (syngaz) ويتألف من 65% من أحادي أكسيد الكربون ومن 30% من الهيدروجين. يحرق حينذاك في عنفة غازية مقترنة بعنفة مزدوجة، حيث تستخدم الأولى احتراق الغاز التركيبي، وتعمل الثانية بالبخار المسخن بالغازات الحارة المنحدرة من الاحتراق. ويتمخض ذلك عن مزايا عديدة، أولها أن الدورات المركبة تفضي إلى تحسين مردود الطاقة، مما يؤدي إلى التقليل تلقائياً من إطلاق ثاني أكسيد الكربون، وبالتالي تتضاءل الحاجة إلى الوقود، أي حاجة أقل إلى ثاني أكسيد الكربون لإنتاج القدر نفسه من الطاقة.
بقي للكوكب ما يقرب من 40 إلى 60 سنة من البترول (40% من الطاقة العالمية لعام 2004) مع معدل الاستهلاك الحالي، و70 إلى 90 سنة من الغاز الطبيعي. إلا أن هذا الاستهلاك يزداد بمعدل 2% في السنة وسطياً. ويعني ذلك رياضياً مهلة 25 سنة. عدا ذلك، بدأت الصعوبات (توترات جيوبوليتيكية، ومضاربة..)، التي أفضت إلى الارتفاع الكبير في الأسعار، بالظهور منذ أن راح المورد يزداد ندرة. ويتوقع أن تبلغ ذروتها مع الوصول إلى ذروة الإنتاج (حيث لا تعود زيادة الإنتاج توازي الطلب) عام 2015، وفقاً لتقديرات خبراء ASPO (Association for the Study of Peak Oil and gas).
الفحم هو موجة الذهب الأسود الجديدة، الصاعدة باستمرار.. لأن كل شيء يشير، في عصر ما بعد البترول والغاز، الذي باتت سنواته معدودة، إلى أن الطاقة التي يمكن أن تحل محل البترول هي.. الفحم. في الواقع، ازداد استخدامه في العالم منذ ثلاثين سنة بمعدل استهلاك الطاقة، أي نحو 3% سنوياً. " قفز إنتاج الفحم خلال العقود الثلاثة الأخيرة من 2 إلى 5 مليارت طن سنوياً "، يقول "ميلتون كاتلن" من World Coal Institute / لندن. يعني ذلك بمفرده، بالاحتراق أساساً في المحطات الحرارية، تلبية ربع الحاجات من الطاقة الأولية للكوكب (مقابل الثلث للبترول) و40% من كهربائه. يرى "م. كاتلن" أن الفحم سيكون وقود القرن الحادي والعشرين . ويبدو أن الوقائع تؤيده.
تتنامى طاقة الفحم اليوم سريعاً في البلدان النامية. يعمل "مشْغل العالم الغني"، أي الصين، على الفحم حصرياً تقريباً، الذي يوفر ما نسبته 75% من كهرباء هذا البلد، الذي يبني كل أسبوع محطة لتوليد كهرباء تعمل بالفحم. وتشير توقعات الخبراء إلى أن القدرة التي ستتوصل إليها الصين من الآن وحتى نهاية عام 2010 هي 200 جيغاواط (ما يكافئ أكثر من 130 مفاعلاً نووياً)، وسترتفع إلى 500 جيغاواط بين 2010 و2020 وأيضاً إلى 670 جيغاواط قبل عام 2030!. وتسير الهند على الطريق نفسه، إذ إنها تتجهز على نحو متسارع وتطلق برامج ضخمة: تبني في شرق البلاد أكبر محطة حرارية بالفحم في العالم (12 جيغاواط، أي ما يكافئ 3 محطات نووية فرنسية)، بكلفة 8,5 مليار يورو تقريباً!.
100000 عامل منجم أمريكي:
بعد الصين، المنتجة والمستهلكة الأولى للفحم في العالم، تأتي الولايات المتحدة الغنية في المرتبة الثانية، حيث يستخرج أكثر من 100000 عامل منجم نحو 1 مليار طن من الفحم من 2000 منجم. ويأتي أكثر من نصف كهربائها من هذا الوقود، الذي تعتبر اليابان أحد مستهلكيه الكبار، كذلك أستراليا. وتأتي ألمانيا في المرتبة العاشرة على صعيد استهلاك الفحم الحفري عالمياً، هناك أيضاً بولونيا (السابعة) وروسيا (السادسة). في أوربا حركة واسعة للعودة إلى الفحم واللغنيت lignite brown coal))، بنتيجة ارتفاع أسعار البترول والغاز أولاً. وإذا بدا الفحم حتمياً فيها اليوم، فإنه سيكون أكثر حتمية في المستقبل، نظراً لازدياد استهلاك الكهرباء: 1,9% سنوياً منذ 30 سنة. ولكن، في حين يأتي ازدياد استهلاك الكهرباء في بلدان الشمال في معظمه من تنامي الأجهزة الكهربائية المنزلية والإلكترونية، أجهزة الجلي، والتكييف، والحواسيب...، فإن الكهرباء لا تصل إلى 1,5 مليار شخص في بلدان الجنوب.
غاز وبترول باهظا الثمن:
لن تكون ندرة المورد بلا نتائج: سيصبح البترول ثم الغاز خارج جداول الأسعار، ولا يستطيع أحد أن يعرف زمن الذروة بدقة، لكن العدَّ العكسي قد بدأ. يتركز 70% من البترول و66% من الغاز الطبيعي في العالم في الشرق الأوسط، وروسيا، وآسيا الوسطى السوفييتية السابقة.
لا توجد مشكلات على صعيد موارد الفحم، خلال قرن من الزمن على الأقل: تبيّن أن احتياطياته الحالية كافية لمدة 150 إلى 170 سنة قادمة مع معدل الاستهلاك الحالي. وإذا أضيفت إليها الحقول التي ستكتشف، وتلك التي تبدو غير قابلة للاستغلال اليوم، فإنه يمكن الحديث عن مورد متاح لمدة قرنين على الأقل. هذا فضلاً عن أنه ينطوي على ضمانات حقيقية إزاء المخاطر الجيوبوليتيكية. في الواقع، الفحم الحفْري موزع بكميات شبه متعادلة في مناطق الاستهلاك الكبرى: الثلث تقريباً لأمريكا، وأوراسيا، وآسيا – أوقيانيا؛ والشرق الأوسط وحده غير غني به. وتضم الولايات المتحدة ربع الاحتياطيات العالمية. إلا أن القوتين الاقتصاديتين الصاعدتين، الصين والهند، تتمتعان باحتياطيات ضخمة منه. يعني ذلك زيادة نفوذ جماعات الضغط المستثمرة لهذا المورد، خصوصاً الأمريكية، التي ترى أنه كلما تنامت حصة الفحم في ميدان الطاقة الوطني، تجنبت البلاد المخاطر الجيوبوليتيكية بشكل أفضل والكوارث الطبيعية المدمرة لمنصات البترول في خليج المكسيك والمصافي (يتركز 43% من المنشآت الأمريكية في تكساس ولويزيانا).
تتيح تقنية CTL Coal to Liquids)) تحويل الفحم إلى وقود مكرس بشكل خاص للسيارات. وكانت ألمانيا قد عملت حتى عام 1945 على طريقة هدرجة الفحم المسماة " ملية فيشر– تروبش" procédé de Fischer - Tropsch، التي اخترعت في عشرينيات القرن العشرين، للحصول على الوقود. وكانت جنوب إفريقيا الغنية بالفحم الحفري قد اكتسبت خبرة قوية جداً في هذا المجال، كما بنت الصين مصفاتين لهذا الغرض. ويبذل الأمريكيون جهوداً كبيرة هنا.
يضاف إلى ذلك أن فريق "ألن غولدمان" الأمريكي قد تمكن من الحصول على زيوت ثقيلة من نوع الديزل من خلال هيدروكربونات خفيفة ناتجة عن تفاعل عملية فيشر– تروبش. ولا بد من ذكر هذا التطبيق الأخير للفحم: عندما يتفاعل في المحطات المستقبلية، يمكن أن يكون مصدراً للهيدروجين، الخلف الآخر المحتمل للبترول عبر الخلايا الوقودية pile à combustible (ترتيبة لتحويل الطاقة الكيميائية المختزنة في الوقود إلى طاقة كهربائية مباشرة). هل يعني ذلك أنه لا يمكن الاستغناء عن الفحم، وأنه يجب استثمار مزاياه، وأن أزمة الطاقة قد انتهت حتى قبل أن تبدأ؟ لا، للأسف، فاحتراق الفحم يطلق من ثاني أكسيد الكربون نسبة تزيد 35% قياساً بالبترول، و72% قياساً بالغاز الطبيعي.
إن من شأن التحول من البترول إلى الفحم أن يحدث كارثة بيئية، إلا إذا تم التمكن من تخليص الفحم من شائبته الثقيلة، ثاني أكسيد الكربون، مع القبول بدفع ثمن باهظ لهذا التنظيف.
الفحم، عبء مخيف على البيئة:
تشير نشرة World Energy Outlook، التقرير السنوي للوكالة الدولية للطاقة (AIE) لعام 2006 إلى أنه "لا يمكن تأييد مستقبل الطاقة الذي نحن بصدد بنائه اليوم"، ويرسم التقرير سيناريو يطيل فيه أمد الاتجاهات الحالية، دون أن يكون ذلك بمثابة توقع، بل بمثابة استكشاف لما يمكن أن يحدث من الآن وحتى عام 2030. أما النتائج، فواضحة: ستبقى الطاقات المتجدد (الرياح، والشمس، والكهرباء المائية...) هامشية، وسيستمر النووي بصعوبة بمستواه الحالي، وسينحسر البترول بنتيجة تنامي ندرته. بالمقابل، سيحرز مصدران للطاقة تقدماً: الغاز الطبيعي، والفحم أولاً. إلا أن في الفحم مشكلة مرعبة: أسوأ مساهم في ظاهرة البيت الزجاجي. النتيجة: في الوقت الذي يطالب العلماء بتخفيض كمية الانبعاثات إلى ربع الكمية الحالية للبقاء خارج منطقة الخطر المناخي، يمكن أن تزيد هذه الانبعاثات بنسبة 60% في سيناريو استمرار الاتجاهات الحالية، نصفها تقريباً بسبب الفحم!. ومع هذا المعدل، سنكون على موعد مع كارثة مناخية حتمية، إذا لم يقم الإنسان بفعل شيء ما عبر تطوير تقانات التنظيف و"السيطرة على حلقة الطاقة / المناخ / الفحم". ولا يتمثل التحدي في الْتقاط ثاني أكسيد الكربون – فهذه المشكلة محلولة اليوم – بمقدار ما يتمثل في التمكن من ذلك بأسعار مقبولة واختزانه بصورة دائمة، وهي مشكلة لم تحلّ اليوم.
تطلق معظم محطات الكهرباء العاملة بالفحم اليوم مقذوفاتها من ثاني أكسيد الكربون إلى الجو دون تحفظ. ذلك وفق مبدأ عمل وحيد: يسحق الفحم ثم يحرق بالهواء داخل مرجل ويعمل البخار الناتج تحت الضغط العالي على إدارة عنفة تولد الكهرباء؛ أما ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الاحتراق فإنه ينطلق عبر مدخنة. ويعمل العلماء على هذا المستوى للوصول إلى "فحم نظيف". يعني ذلك الْتقاط ثاني أكسيد الكربون من الأدخنة، وقد أعطت التقنيات بعض النتائج منذ وقت مضى. تذكر من بين هذه التقنيات تلك المسماة "الالتقاط ما بعد الاحتراق" captage post – combustion، الأكثر تطوراً اليوم، وتقوم على استخدام ماصات كيميائية مثل الـ Mono Ethanol Amine الذي يتميز باجتذاب قوي لثاني أكسيد الكربون. إلا أن هذا الماص، الفعال في التركزات التي تقل عن 15% في أدخنة المداخن، يحتاج إلى التسخين من أجل تحطيم الروابط القوية مع ثاني أكسيد الكربون، وهو ما يزيد جداً من الكلفة: 50 إلى 60 يورو للطن من ثاني أكسيد الكربون الملتقَط، علماً أن الميغاواط ساعي من الكهرباء المنتج بالفحم يطلق طناً من ثاني أكسيد الكربون، وذاك ثمن مرتفع.
الجهود اليوم هدفها تخفيض الكلفة، وهو ما يسعى إليه مشروع Castor الأوربي، الذي أطلقته إحدى عشرة دولة منذ عام 2004 وأقلع منذ عام 2006 في محطة "إجسبرغ" الدانمركية، تحت شعار تخفيض كلف الالتقاط حتى20 إلى30 يورو للطن، من خلال اختبار العديد من الماصات الكيميائية لاختيار أكثرها فعالية. ويختبر العلماء أيضاً طريقة أخرى تسمى الـ oxy – combustion، التي تقوم على حقن الأكسجين المركَّز بدلاً من الهواء خلال الاحتراق، وهي تتيح الحصول على ثاني أكسيد الكربون بتركيز تقترب نسبته من 90% من الخليط الغازي. لكن عقبة هذه الطريقة تكمن في ضخامة كلفة إنتاج كميات كبيرة من الأكسجين.
ميزة أخرى:
إذا بقي التقاط ما بعد الاحتراق باهظ الكلفة، فسيلجأ العلماء إلى خيار الـ IGCC، أي " التغويز المدموج بدورة مؤتلفة " gazéification intégrée à un cycle combiné، التي هي اليوم التقانة الأكثر تجديداً في هذا الميدان. وكانت متصورة منذ سبعينيات القرن الماضي في الولايات المتحدة، قبل تجسيدها على شكل محطة تجريبية عام 1984 (Cool Water، في كاليفورنيا). ويقوم مبدؤها على الحرق غير الكامل للفحم المسحوق بوجود الأكسجين وبخار الماء لتشكيل غاز تركيبي (syngaz) ويتألف من 65% من أحادي أكسيد الكربون ومن 30% من الهيدروجين. يحرق حينذاك في عنفة غازية مقترنة بعنفة مزدوجة، حيث تستخدم الأولى احتراق الغاز التركيبي، وتعمل الثانية بالبخار المسخن بالغازات الحارة المنحدرة من الاحتراق. ويتمخض ذلك عن مزايا عديدة، أولها أن الدورات المركبة تفضي إلى تحسين مردود الطاقة، مما يؤدي إلى التقليل تلقائياً من إطلاق ثاني أكسيد الكربون، وبالتالي تتضاءل الحاجة إلى الوقود، أي حاجة أقل إلى ثاني أكسيد الكربون لإنتاج القدر نفسه من الطاقة.
منافس واحد، النووي:
الذرة أقل إطلاقاً لثاني أكسيد الكربون بخمسين مرة بالمقارنة مع الفحم بالنسبة لكل كيلوواط ساعي منتَج. ويمكن أن تعتبر اليوم، في الوضع الراهن للتكنولوجيا، الطاقة الوحيدة القادرة على إعطاء قدرة كهربائية قوية بشكل مستمر، مع مستوى ضعيف من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. ويرى أنصار النووي أنه يتمتع بالكثير من المزايا، منها الكلفة الضئيلة على مستوى الوقود. مع النووي، يأتي نحو 5% من سعر الكيلوواط ساعي من اليورانيوم. وإذا تضاعف هذا السعر ثلاث مرات لسبب أو لآخر، فإن النتيجة تبقى ممكنة التحمل، على حد عبارة الخبير العلمي الفرنسي "برتران باريه"؛ ذلك إضافةً لاحتياطيات اليورانيوم القابلة للاستخراج، التي تكفي لأكثر من 500 سنة – وفقاً لمعطيات دراسة حديثة أنجزتها في فرنسا وكالة الطاقة النووية AEN - وفق معدل الاستهلاك الحالي (مقابل 85 سنة حسب دراسات سابقة). وهذه ميزة حقيقية إذا أخذنا بالحسبان أنه من المتوقع أن تظهر المحطات المسماة "الجيل الرابع" عند آفاق العام 2020، التي يقول الخبراء إنها ستكون قادرة ليس فقط على إعادة تدوير الفضلات بشكل أفضل، بل أيضاً على استخراج قدر من الكهرباء من اليورانيوم المتاح هو أكبر بخمسين مرة. ويرتكز مبدأ هذه المحطات على مولدات surgénérateurs (لإنتاج مواد قابلة للانشطار من مواد خصبة) تنتج من الوقود أكثر مما تستهلك منه.
أصبحت الذرّة ضمن هذه الشروط تزداد إثارة للاهتمام، خصوصاً في آسيا التي يتنامى ميل بلدانها نحو النووي رغم قوة الفحم الصاعدة. وتنوي الصين، التي لديها ثمان محطات نووية، أن تبني نحو ثلاثين أخرى من الآن حتى عام 2020 لتصل إلى قدرة 40 جيغاواط. وتبني الهند حالياً تسع محطات لتصل إلى قدرة 20 جيغاواط عام 2020. والاتجاه هو نفسه بالنسبة لروسيا، وفرنسا، وهولندة، وألمانيا والمملكة المتحدة.. أما الولايات المتحدة، الأولى في هذا المضمار مع مفاعلاتها الـ 103، فقد صوتت عام 2005 على قانون لاستئناف بناء مفاعلات جديدة، وترافق ذلك بتدابير إرادية لتهدئة مخاوف المستثمرين: عمليات تأمين تتحمل الدولة جزءاً كبيراً من أعبائها، ومساعدات فدرالية للمبادرين الأوائل...
السلامة، والفضلات:
الأمن أولاً، لأن أي حادث مثل تشيرنوبيل سيكون قاتلاً للذرة. إلا أن التجهيزات المعقدة الهادفة للحد من المخاطر إلى أقصى حد هي بالغة الكلفة بالضرورة (المحطة النووية أعلى كلفة بنسبة 25% من محطة تعمل بالفحم وذات أداء، وبنسبة 50% من محطة تعمل بالغاز)، مع آجال بناء أطول: نحو ست سنوات للنووي، وأربع سنوات للفحم واثنتين للغاز. عقبة النووي الثانية هي مشكلة الفضلات التقليدية، وأيضاً مشكلة تفكيك المحطة، التي لا يعرف أحد كلفته الحقيقية حتى الآن. وهاتان المشكلتان تجعلان الميدان النووي غير مشجع كثيراً للممولين وللجمهور على حد سواء. مع ذلك، يمكن اتباع النموذج الأمريكي لتخطي هذه العقبة، أي بالضمانة العامة للاستثمارات الخاصة، ولكن لا أحد يعرف الآن تأثيرات ونتائج مثل هذا التشجيع. أما في بلدان الجنوب بشكل خاص، فإن عيب النووي يكمن في نقص التدريب (يتطلب النووي ملاكات عالية التأهيل) وفي قدم البنى التحتية.
في نهاية المطاف، أياً كانت الخيارات في الوقت الراهن، فإن العوامل المحلية (مثلاً، ستبقى فرنسا في ميدان النووي، والصين في ميدان الفحم) على الأمد القصير والمعايير السياسية والتقنية هي الحاسمة، إضافة إلى احترار المناخ، الذي كلما كان أكثر محورية في الفعل السياسي كان ذلك في صالح النووي، وإذا ما تم حل معادلة "استخدام الفحم بلا ثاني أكسيد الكربون"، فسيكون ذلك بمثابة ضربة قوية للنووي.
يمثل دفق الطاقة الذي نتلقاه من الشمس ما يزيد 8000 مرة تقريباً عما تستهلكه البشرية حالياً. وإذا استطاع الإنسان التقاط جزء صغير منه – على شكل رياح، وتيارات، وأمواج، وحرارة، وضوء – فإن من شأن ذلك أن يكفي حاجات بشرية تعداد سكانها 10 مليارات فرد. هناك أمل أيضاً بأن يتمكن علم المواد ذات يوم من صنع مواد تتيح السيطرة على الاندماج fusion، مصدر الطاقة الآخر الذي لا ينضب تقريباً. إلا أن كل شيء يشير إلى أن الإنسان يحتاج في ذلك إلى قرن على الأقل – من القرن الحالي.
عن Science & Vie
" العلم والحياة " الفرنسية
انها 10 مليارات فرد
المصدر : الباحثون العدد 44 شباط 2011
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق