د. ماهر مقبول شريف

كيف يمكننا توفير طاقة كهربائية أو حرارية بتكلفة ميسرة وبتأثير شبه معدوم على البيئة المحيطة؟ الجواب هو إنشاء أنظمة توزيع للطاقة الكهربائية عبر شبكات اتصالات متطورة البنية. في معظم أنحاء العالم نرى أنه قد انتهى العصر الذي كانت فيه الكهرباء منحصرة ومحتكرة من قبل شركات متخصصة تتحكم في توليد وتوزيع هذه الطاقة وتحديد أسعارها والتي غالباً غير قابلة للنقاش. يقوم المستهلك اليوم باستجواب الكيفية التي تتم بها توليد هذه الطاقة ومدى تأثيرها على البيئة المحيطة به للحيلولة دون إتلاف غلاف الأوزون المحيط بالأرض أو هطول ما يسمى بالأمطار الحمضية Acid Rain. ومع انتهاء عصر الاحتكار يقوم المستهلك اليوم بمقارنة الأسعار لإختيار الخدمة المناسبة له من الناحية الاقتصادية.
في عالم الغد سيكون بمقدور المستهلك شراء الكهرباء, الغاز, والوقود من أي محطة بنزين قريبة من منزله عن طريق بطاقة رقمية مشفرة Chip Card أو بواسطة خلية شمسية Solar Cell قابعة فوق سطح منزله أو من خلال خلية وقود Fuel Cell وتوربين غاز Mini-Gas Turbine واقع في قبو منزله. على الرغم من هذا كله إلا أنه لن يستغنى عن شبكات كهربائية ضخمة تقوم بدعم هذه الوسائل اللامركزية لتوليد الطاقة. سيقوم هذا النظام المتكامل بالحد من نظام المركزية المعمول به حالياً في معظم دول العالم لإيصال الكهرباء إلى الأحياء السكنية وسيصبح صديقاً للبيئة من خلال هذه المحطات اللامركزية الصغيرة والمتوسطة الحجم.
لاينبغي علينا الحكم على هذه الرؤى المستقبلية بأنها غير واقعية أو غير منطقية فقد تم بناء نماذج ومشاريع تجريبية Prototypes و Pilot Projects من قبل مؤسسات وشركات متخصصة يقومون في الوقت الحاضر بإطلاع العالم بأسره على فوائد هذه البرامج والمشاريع بعد إكتمال إنشائها. فالمهندسون حالياً يعملون على تطوير منتجات ونظم وإيجاد حلول لكل ما يتعلق بمستقبل توليد الطاقة من نواح عدة مثل كفاءة تشغيلها Efficiency وإختيار تقنية معلومات مثلى لتشغيلها وصيانتها.هناك ثلاثة عناصر أساسية ساهمت في دفع عجلة هذا التطوير: (1) المبادرة العالمية لتقليل المركزية في تسويق الطاقة, (2) الطلب الملح من قبل المستهلك لتخفيض رسوم الطاقة, (3) والإرتفاع المستمر في مواصفات ومقاييس المنظمات العالمية للمحافظة على البيئة. فالهدف هو إيصال الطاقة الكافية للسكان دون أن يؤثر ذلك قدر الإمكان على البيئة المحيطة, وعدم إفناء المصادر والثروات الطبيعية في الأرض, ومراعاة عدم إلحاق الضرر بمناخ الأرض لكي لا يؤثر سلبياً على الأجيال البشرية القادمة. يبدو جلياً أن مثل هذا التطوير سيواجه تحديات كبيرة, تتوقع هيئة الأمم المتحدة United Nations أن تعداد السكان في الأرض سيزداد عن ما هو عليه اليوم (6 بليون نسمة) ليصل إلى 8 بليون نسمة مع حلول عام 2025م, عندها سيعيش أكثر من ثلثي هذا العدد في المدن الكبيرة. وقد إزداد عدد المدن التي تجتاز المليون نسمة في المائة سنة الماضية من 17 مدينة إلى 300 مدينة, ويتوقع أن يزداد استهلاك الطاقة مما هو عليه اليوم 15.5 (تيراوات) ليصل إلى 25 (تيراوات) مع حلول عام 2020م.
معظم الحلول المطرحة تحوم حول المستهلك, وهي كالتالي: (1) التقليل من الاستهلاك المفرط للطاقة قدر الإمكان وذلك على سبيل المثال يكون بتحسين نوعية العازل الحراري في المنازل. (2) تحسين مستوى فعالية أداء آليات ووسائل توليد وإيصال الطاقة. (3) السعي قدر الإمكان لإيجاد وسائل بديلة للطاقة مثل الطاقة الشمسية Solar Power, الطاقة المائية Hydroelectric Power, والطاقة الهوائية Wind Power للحد أو التقليل من إنتاج الغازات المضرة بالبيئة مثل أكسيدات الكربون COx وأكسيدات النيتروجين NOx. يجب القيام بإنشاء محطات توليد طاقة مثالية في التخطيط والأداء فينظر عند تصميمها إختصار المسافة بين محطة التوليد وبين المستخدم, وإختيار أساليب حديثة ومتطورة تحد أو تقلل قدر الإمكان من خسارتها وفقدانها عبثاً. من ضمن هذه التقنيات المقترحة أساليب ذات قدرة فائقة لتوصيل التيار الكهربائي Superconductivity وإختيار شبكات تحكم ذكية Intelligent Network Management.