ما المقصود بالتحول في مجال الطاقة؟

مصادر الطاقة الرئيسية للتحول في مجال الطاقة في العصر الحديث هي الطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح والطاقة الشمسية. وتُعدّ أنظمة تخزين الطاقة والأجهزة الكهربائية وأدوات إدارة سلسلة التوريد من بين التقنيات التي تدعم عملية التحول. ورغم أن قضايا مثل التكاليف الأولية والموثوقية تشكل تحديات أمام اعتماد الطاقة المتجددة، فإن السياسات الحكومية والاعتراف بفوائد الطاقة المتجددة يمكن أن تساعد في تسريع عملية التحول.

على مر التاريخ، كان الابتكار والحاجة هما المحرك الأساسي لعمليات التحول في مجال الطاقة. على سبيل المثال، أدت حركة التصنيع إلى التحول في استخدام الطاقة من حرق الخشب إلى حرق الفحم، بينما أدى اختراع محرك الاحتراق الداخلي وإنتاج السيارات التي تعمل بالبنزين إلى اعتماد العالم بشكل كبير على النفط.

في سبعينيات القرن الماضي، أدت أزمة النفط وارتفاع أسعار الطاقة بشكل حاد إلى زيادة الاهتمام بالطاقة المتجددة: وهي الطاقة التي تأتي من مصادر تتجدد بشكل أسرع من استهلاكها. وفي وقت لاحق، أدى تزايد الوعي بتغير المناخ وأسبابه البشرية — أي غازات الاحتباس الحراري (GHG) الناجمة عن حرق الوقود الأحفوري — إلى تسريع الجهود الرامية إلى تبنّي حلول الطاقة المتجددة وتحويل قطاع الطاقة.

تنتج معظم عمليات توليد الطاقة المتجددة كميات قليلة جدًا أو معدومة من الانبعاثات الكربونية والغازات الدفيئة الأخرى، ولهذا السبب يشار إليها غالبًا بالطاقة الخضراء أو الطاقة المستدامة. ويمكن أن يسهم استبدال الطاقة المعتمدة على الوقود الأحفوري بهذه الطاقة الخضراء في إزالة الكربون على مستوى العالم.

يُعدّ خفض الانبعاثات ضروريًا لتحقيق أهداف خارطة الطريق التي وضعها صناع السياسات العالميون: في عام 2015، حددت اتفاقية باريس بشأن تغير المناخ هدفًا يتمثل في منع ارتفاع متوسط درجة الحرارة العالمية إلى 2 درجة مئوية (35.6 درجة فهرنهايت) فوق مستويات ما قبل الثورة الصناعية ووضع حدود الانبعاثات للدول في جميع أنحاء العالم. ووفقًا للأمم المتحدة، يتطلب منع ارتفاع درجة حرارة الأرض إلى هذا المستوى الوصول إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050.

وفقًا للوكالة الدولية للطاقة (IEA)، ساهمت مصادر الطاقة المتجددة بأقل من ثلث إجمالي توليد الكهرباء على مستوى العالم في عام 2023.¹ ومع ذلك، فإن الحد من ارتفاع درجات الحرارة العالمية يتطلب أن تشكل المصادر المتجددة نسبة أكبر بكثير من مزيج الطاقة العالمي. وبناءً على ذلك، وافقت الحكومات في مؤتمر الأمم المتحدة للمناخ في عام 2023 على مضاعفة قدرة الطاقة المتجددة إلى ثلاثة أضعاف بحلول عام 2030. وتتمثل الأشكال الرئيسية لمصادر الطاقة المستخدمة لتحقيق هذا الهدف في:

تساهم الطاقة الحرارية الأرضية والكتلة الحيوية أيضًا في توفير الطاقة على مستوى العالم، وإن كانت بكميات أقل بكثير.

إنّ التقنيات الرئيسية للطاقة التي تدعم التحول الحالي في مجال الطاقة هي:

يمكن أن تساعد أنظمة تخزين الطاقة في استقرار تدفق الكهرباء من خلال توفير الطاقة في الأوقات التي لا تنتج فيها مصادر الطاقة المتجددة الكهرباء. على سبيل المثال، يحدث هذا خلال الليل في محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وفي الأيام الهادئة عندما تتوقف توربينات الرياح عن الدوران. وتتضمن أنظمة تخزين الطاقة بطاريات الليثيوم أيون وتخزين الطاقة الكهرومائية عن طريق الضخ وتخزين الطاقة المولدة بالهواء المضغوط.

التحول للطاقة الكهربائية هو عملية تحويل جهاز أو نظام أو عملية تعتمد على مصادر طاقة غير كهربائية إلى جهاز أو نظام أو عملية تعمل بالكهرباء. عندما تحل المعدات الكهربائية التي تعتمد على مصادر الطاقة المتجددة محل المعدات التي تعمل بالوقود الأحفوري، فإن ذلك يدعم التحول إلى الطاقة المتجددة. تحدث عملية التحول للطاقة الكهربائية في كل من البيئات المنزلية والصناعية. على سبيل المثال، تُستخدم مواقد الغاز الطبيعي بدلاً من الأفران الكهربائية الحثية في العديد من المنازل، في حين أن بعض المصانع تتحول إلى المضخات الحرارية الصناعية بدلاً من تقنيات التدفئة التي تعتمد على الوقود الأحفوري.

تحل السيارات الكهربائية، أو EVs، بشكل متزايد محل السيارات التي تعمل بالوقود الأحفوري، مما يجعلها أحد أبرز الأمثلة على التحول الكهربائي وأكثرها انتشارًا. ولكن يمكن أن تساهم السيارات الكهربائية في التحول نحو الطاقة المتجددة بطريقة أخرى: تخزين الطاقة. يمكن أن تعمل السيارات الكهربائية كوسيلة لتخزين الطاقة الزائدة في الشبكة الكهربائية عند توصيلها بمحطات الشحن. فباستخدام تقنية السيارة إلى الشبكة (V2G)، يمكن إعادة الطاقة غير المستخدمة المخزنة في بطارية السيارة الكهربائية إلى الشبكة الكهربائية.

التقاط الكربون وتخزينه هي عملية التقاط انبعاثات ثاني أكسيد الكربون واحتجازها قبل وصولها إلى الغلاف الجوي للأرض. على الرغم من كونه جزءًا من الجهود الأوسع لتخفيف آثار تغير المناخ وتحقيق الحياد الكربوني، فإن التقاط الكربون وتخزينه يسهم أيضًا في التحول الحالي نحو الطاقة المتجددة من خلال تقليل الانبعاثات الناجمة عن مصادر الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري. وعلى غرار تقنيات تخزين الطاقة، يمكن للطاقة المستمدة من الوقود الأحفوري أن تساعد في استقرار إمدادات الطاقة خلال الفترات التي يتذبذب فيها إنتاج الطاقة المتجددة. وتتيح تقنية التقاط الكربون إنتاج طاقة منخفضة الكربون من مصادر الوقود الأحفوري عند الحاجة.

وبحسب تقرير صادر عن مشروع الكشف عن الكربون (CDP)، فإن سلاسل التوريد للشركات مسؤولة عن أكثر من 90% من إجمالي انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري، بما في ذلك انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. تدمج إدارة سلسلة التوريد المستدامة الاعتبارات البيئية خلال مراحل توريد المواد الخام والإنتاج وتوزيع المنتجات والخدمات. ويمكن أن تشمل هذه الاعتبارات البيئية استخدام مصادر الطاقة المتجددة بدلاً من الوقود الأحفوري. يمكن أن تساعد أدوات إدارة سلسلة التوريد التي تضم الذكاء الاصطناعي وأجهزة إنترنت الأشياء (IoT) في مراقبة استخدام الطاقة واتخاذ قرارات مدروسة بشأن مصادر الطاقة.

على الرغم من أن تخفيض الانبعاثات والتخفيف من آثار تغير المناخ هما الدافعان الرئيسيان للتحول الحالي في مجال الطاقة، إلا إن التحول إلى الطاقة المتجددة يقدم مجموعة من الفوائد الأخرى.

تساهم مصادر الطاقة المتجددة في تنويع أسواق الطاقة وتعزيز أمن الطاقة للدول في الأوقات التي تؤدي فيها الصراعات الجيوسياسية وانقطاعات سلسلة التوريد إلى تقليل الوصول إلى مصادر الطاقة المستمدة من الوقود الأحفوري في جميع أنحاء العالم. غالبًا ما يؤدي استخدام تقنيات الطاقة المتجددة والتحول الكهربائي إلى زيادة كفاءة الطاقة وانخفاض احتياجات الصيانة، مما يساعد على تقليل تكاليف الطاقة والصيانة. كما أظهرت الأبحاث أن مشاريع الطاقة المتجددة يمكن أن تحفز النمو الاقتصادي، وتوفر فرص العمل، وتخفف من حدة فقر الطاقة، وتضع الدول النامية على مسار نحو مستقبل أنظف، مما يسهل ما يُعرف بالانتقال العادل.

ومع ذلك، تواجه جهود التحول في مجال الطاقة العديد من التحديات. وتشمل هذه التحديات الطبيعة المتذبذبة لإنتاج الطاقة المتجددة، والتكاليف الأولية العالية لبناء وتركيب معدات ومحطات الطاقة المتجددة، ونقص القدرة الاستيعابية للشبكة والبنية التحتية اللازمة للتحول الكهربائي.

أطلقت الحكومات من أوروبا إلى آسيا مبادرات سياسية في السنوات الأخيرة لتشجيع اعتماد الطاقة المتجددة بالتزامن مع إجراءات المناخ الأخرى. وتساعد هذه المبادرات على تحمّل تكاليف التحول إلى الطاقة المتجددة وتعزيز البنية التحتية اللازمة لدعمه.

• وضع توجيه الاتحاد الأوروبي بشأن الطاقة المتجددة هدفًا بأن يكون 42.5% على الأقل من استهلاك الطاقة في دول الاتحاد الأوروبي من مصادر متجددة بحلول عام 2030. ويحث التوجيه الدول الأعضاء على تقديم حوافز لتبني الطاقة المتجددة.

• في الولايات المتحدة، يوفر قانون الحد من التضخم حوافز تقلل من تكاليف الطاقة المتجددة للشركات والمؤسسات غير الربحية ومؤسسات الحكومات المحلية، بينما يخصص قانون البنية التحتية من الحزبين تمويلاً لتحسين مرونة وموثوقية شبكات الطاقة.

• وفي أفريقيا، يجري تنفيذ العديد من مبادرات تطوير الطاقة المتجددة من خلال شراكات بين الحكومات الأفريقية والمستثمرين من القطاع الخاص والمؤسسات مثل الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA). ففي يونيو 2024، أعلن صندوق أفريقيا 50 أنه سيعمل مع الوكالة الدولية للطاقة المتجددة لاستثمار ما يصل إلى 100 مليون دولار أمريكي في مشاريع التحول في مجال الطاقة في القارة.

• تحرز كل من الصين والهند تقدمًا في تحقيق ما وصفته الوكالة الدولية للطاقة بالأهداف "الطموحة" في مجال الطاقة المتجددة. ففي عام 2023، أضافت الصين 216 جيجاوات من الطاقة الشمسية — محققة رقمًا قياسيًا جديدًا — في حين تخطط حكومة الهند لتوليد 500 جيجاوات من الطاقة النظيفة بحلول عام 2030.