اليأس من تغير المناخ؟ هذه الرسوم البيانية الأربعة حول النمو المستمر للطاقة الشمسية قد تغير رأيك

في العام الماضي ، بنى العالم سعة شمسية جديدة أكثر من أي مصدر آخر للطاقة مجتمعة.

تنمو الطاقة الشمسية الآن بشكل أسرع بكثير من أي تقنية طاقة أخرى في التاريخ. كيف الصيام؟ السرعة الكافية لإزاحة الوقود الأحفوري تمامًا من الاقتصاد العالمي بأكمله قبل عام 2050.

إن صعود وصعود الطاقة الشمسية الرخيصة هو أفضل أمل لنا للتخفيف السريع من تغير المناخ.

تجاوز إجمالي الطاقة الشمسية 1 تيراواط (1000 جيجاوات) لأول مرة العام الماضي. ينمو القطاع بحوالي 20٪ سنويًا. إذا استمر هذا ، فسنصل إلى 6 تيراواط حوالي عام 2031. من حيث السعة ، سيكون ذلك أكبر من الإجمالي المجمع للفحم والغاز والطاقة النووية والطاقة المائية.

يتم الآن بناء عدد أقل وأقل من محطات الطاقة الجديدة التي تعمل بالوقود الأحفوري. مع تقدم عمر بقية الأسطول العالمي ، سيتقاعد معظمهم بحلول منتصف القرن.

أستراليا تجد الطريق

قد يفاجئك أن تعلم أن أستراليا هي مستكشف عالمي في مجال الطاقة المتجددة. تستخدم معظم الألواح الشمسية تقنية PERC المطورة في أستراليا ، على سبيل المثال.

تقع جميع الدول الرائدة في توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح للفرد في أوروبا – باستثناء أستراليا. في أستراليا ، 99٪ من سعة التوليد الجديد هي الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لأنها رخيصة الثمن.

ولكن على عكس الدول الأوروبية ، لا يمكن لأستراليا مشاركة الكهرباء عبر الحدود الوطنية.

بدلاً من ذلك ، يتعين علينا التعامل مع المستويات المتزايدة بسرعة من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح من خلال مشاركتها عبر حدود الدولة. هذا يثبت أنه مباشر نسبيًا. بلغت حصة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح 31٪ من سوق الكهرباء الوطني ، بينما ظلت الشبكة مستقرة.

بالفعل ، هناك ثلاث دول أو أقاليم تشهد تغلغلًا كبيرًا في مصادر الطاقة المتجددة. قامت ACT ببناء أو شراء مصادر طاقة متجددة كافية لتغطية 100٪ من استخدامها. تسمانيا أيضًا لديها طاقة متجددة بنسبة 100٪ ، بفضل الطاقة المائية والرياح ، وتهدف إلى مضاعفة ذلك للتصدير إلى دول أخرى. وستصبح جنوب أستراليا قريبًا أول شبكة غيغاوات في العالم تعمل بالطاقة المتجددة. حاليًا ، تحصل على حوالي 70٪ من طاقتها من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

هذا مهم بسبب موقع أستراليا. مثل 80٪ من سكان العالم ، نحن نعيش في خطوط عرض منخفضة إلى معتدلة حيث تسطع الشمس بوفرة ، حتى في فصل الشتاء. وهذا يعني أن الأساليب التي نبتكرها أو نختبرها يمكن تبنيها بسهولة من قبل أي شخص آخر تقريبًا.

إلى أين سيأخذنا عصر الطاقة الشمسية في كل مكان؟

ظلت الطاقة الشمسية تنمو بمعدل 20٪ سنويًا منذ عقود.

يعد القضاء على الوقود الأحفوري من الاقتصاد العالمي أمرًا مباشرًا: كهربة كل شيء باستخدام الكهرباء النظيفة من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. هذا يتضمن:

• السيارات الكهربائية تحل محل المركبات التقليدية
• مضخات الحرارة الكهربائية لتحل محل مساحة الغاز وسخانات المياه في المنازل والشركات
• الأفران الكهربائية التي تحل محل المواقد الغازية في المصانع
• التحليل الكهربائي للمياه التي تنتج الهيدروجين الأخضر للصناعة الكيميائية ، مما يسمح بإنتاج نظيف للأمونيا والمعادن والبلاستيك ووقود الطائرات الاصطناعي.

لتشغيل منازلنا وصناعاتنا وسياراتنا بالكهرباء ، سنحتاج إلى مضاعفة إنتاج الكهرباء. لماذا ليس أكثر؟ لأن الكهرباء عادة ما تكون أكثر كفاءة في إنتاج الطاقة. على سبيل المثال ، يُهدر 85٪ من البنزين الذي تضعه في سيارتك كحرارة.

في البلدان التي لديها صناعة كيميائية كبيرة ، قد يحتاج إنتاج الكهرباء إلى مضاعفة ثلاث مرات.

إذا استمرت هذه الاتجاهات ، فسنكون بحلول منتصف القرن في عالم طاقة مختلف تمامًا – وأفضل -.

يمكن للعديد من البلدان النامية – بما في ذلك عمالقة السكان مثل إندونيسيا والهند والصين ونيجيريا – اللحاق بأوروبا أو أستراليا من أجل استهلاك الفرد من الطاقة. نظرًا لارتباط استهلاك الكهرباء ارتباطًا وثيقًا بالثراء ، فإن الحصول على الكهرباء الرخيصة سيكون نعمة كبيرة للعديد من الدول.

لكن هل هذا ممكن؟

بحلول عام 2050 ، سيبلغ عدد سكان الأرض حوالي 10 مليارات نسمة. لتزويد الجميع بالكهرباء الكافية ليعيشوا حياة كريمة ، سنحتاج إلى حوالي 200 مليار ميغاواط / ساعة سنويًا (ما يعادل 200000 تيراواط / ساعة سنويًا).

لنفترض أن الطاقة الشمسية تقوم بالرفع الثقيل لإزالة الكربون ، مما يؤدي إلى إكمال ثلثي المهمة مع ترك الثلث المتبقي للرياح والمياه وكل شيء آخر معًا. هل هو ممكن؟

نعم. في حالة استمراره ، فإن معدل نمو الطاقة الشمسية بنسبة 20 ٪ سنويًا يكون سريعًا بما يكفي للوصول إلى 80 تيراواط من السعة المركبة في عام 2050 – وهو ما يكفي لتوفير 130،000 تيراواط / ساعة سنويًا و (بمساعدة الرياح) لإزالة الكربون تمامًا من عالم غني.

سيؤدي ذلك إلى وصول الاستهلاك العالمي للكهرباء إلى 20 ميغاواط / ساعة للفرد سنويًا – ضعف استهلاك أستراليا الحالي للفرد.

بالإضافة إلى التخلص من معظم انبعاثات الاحتباس الحراري ، سنتخلص أيضًا من عوادم السيارات والمداخن والضباب الدخاني في المناطق الحضرية ومناجم الفحم ومقالب الرماد والانسكابات النفطية والحرب المرتبطة بالنفط وتكسير الغاز.

من المرجح أن تتمثل العقبات الرئيسية قصيرة الأجل في بناء خطوط نقل كافية – والتأكد من أن لدينا عددًا كافيًا من المهندسين والمركبين.

لدينا المساحة والمواد الخام

على المدى الطويل ، لا توجد قيود عملياً على الانتشار الواسع للطاقة الشمسية.

سوف تشرق الشمس لبلايين السنين. المواد الخام للألواح الشمسية وفيرة – السيليكون من الرمل والمعادن الشائعة مثل الفولاذ. لا توجد معادن سامة أو مواد حرجة مثل الكوبالت فيها ، وهي قابلة لإعادة التدوير بدرجة كبيرة. تخزين الطاقة الآن مشكلة محلولة.

تمتلك معظم البلدان موارد شمسية ورياح أكثر بكثير مما هو مطلوب لتحقيق الاكتفاء الذاتي من الطاقة. وهذا بدوره سيعزز مرونتها في مواجهة الحرب والأوبئة والمناخ المتغير.

تتمتع المناطق المكتظة بالسكان التي لا تحتوي على الكثير من الأراضي الخالية مثل اليابان وأوروبا وشمال شرق الولايات المتحدة بموارد هائلة من الرياح البحرية ، بينما تمتلك إندونيسيا وغرب إفريقيا موارد شمسية ضخمة في الخارج – مزارع شمسية تطفو في البحار الاستوائية الهادئة.

لدينا مساحة كبيرة. ثمانون تيراواط من الطاقة الشمسية تترجم إلى 8 كيلووات للفرد. هذا هو حجم النظام الشمسي الأسترالي النموذجي على السطح ، والذي عادة ما تشترك فيه عائلة وليس فردًا.

تبلغ المساحة المطلوبة من الألواح الشمسية حوالي خمسة أمتار مربعة لكل كيلو وات (إجمالي 40 مترًا مربعًا مقابل 8 كيلووات). بعض الألواح ستكون على أسطح المنازل. وسيكون آخرون على أجهزة تعقب شمسية مثبتة على الأرض ويعملون جنبًا إلى جنب مع الزراعة. بعض المحاصيل والأعشاب مثل الظل الجزئي الذي تعطيه الألواح. تشمل الخيارات الأخرى الطفو على البحيرات والبحار.

من أجل حياتنا المكثفة للطاقة في أستراليا ، سنحتاج ربما إلى 15 كيلوواط من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لكل شخص ، والتي تعمل بشكل موثوق لمدة 30 عامًا ويمكن بعد ذلك تفكيكها وإعادة تدويرها.

في الخمسينيات من القرن الماضي ، تحدث دعاة الطاقة النووية عن مستقبل تكون فيه الطاقة رخيصة جدًا بحيث لا يمكن قياسها. هذا لم يحدث مع الطاقة النووية. لكن الطاقة الشمسية توفر طاقة رخيصة وغير محدودة ومتاحة إلى الأبد مع الحد الأدنى من الموارد والقيود البيئية والاجتماعية.