الطريق إلى الطاقة المستدامة حتى عام 2030

يمكن لتقنيات الرياح والمياه والطاقة الشمسية توفير مائة بالمائة من الطاقة في العالم والقضاء تمامًا على الحاجة إلى الوقود الأحفوري

في ديسمبر/كانون الأول 2009، التقى زعماء من مختلف أنحاء العالم في كوبنهاجن لمحاولة الاتفاق على خفض انبعاثات الغازات الدفيئة في العقود المقبلة. وستكون الخطوة الأكثر فعالية لتحقيق هذا الهدف هي التحول الجماعي من الوقود الأحفوري إلى مصادر الطاقة النظيفة والمتجددة. وإذا شعر الزعماء بالثقة الكافية بأن مثل هذا التحول ممكن، فسوف يوقعون على اتفاق تاريخي. نعتقد أنهم يستطيعون ذلك.

في عام 2008، ألقى نائب رئيس الولايات المتحدة السابق آل جور تحدياً كبيراً: ففي غضون عشر سنوات، لابد أن يعتمد إنتاج الكهرباء في أميركا على وقود خالٍ من الكربون بنسبة 2030%. وعندما بدأنا في تقييم جدوى مثل هذا التغيير، واجهنا تحديًا أكبر: تحديد كيفية توفير مائة بالمائة من طاقة العالم، لأي غرض، من خلال موارد الطاقة الشمسية والمياه وطاقة الرياح في وقت مبكر من عام XNUMX. نقدم برنامجنا هنا.

على مدى عشر سنوات على الأقل، سعى العلماء جاهدين إلى تحديد هذه اللحظة من خلال تحليل أجزاء مختلفة من التحدي. أحدث دراسة أجريت في جامعة ستانفورد في عام 2009، صنفت أنظمة الطاقة وفقا لتأثيرها على ظاهرة الاحتباس الحراري، والتلوث، وإمدادات المياه، واستخدام الأراضي، والحياة البرية، والعديد من القضايا الأخرى المطروحة. أفضل مصادر الطاقة كانت من الرياح والمياه وأشعة الشمس (يشار إليها عادة بالاختصار WWS): طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة الحرارية الأرضية وطاقة المد والجزر والطاقة الكهرومائية. وتبين أن خيارات استخدام الطاقة النووية، أو الفحم مع تقنيات احتجاز الكربون أو الإيثانول، هي خيارات أقل شأنا، كما هو الحال مع النفط والغاز الطبيعي. ووجدت الدراسة أيضًا أن المركبات التي تعمل بالبطاريات الكهربائية أو خلايا وقود الهيدروجين المشحونة بمصادر طاقة الرياح والمياه والطاقة الشمسية من شأنها أن تقضي إلى حد كبير على التلوث الناجم عن قطاع النقل.

تتطلب خطتنا الملايين من توربينات الرياح وآلات المياه وأجهزة الطاقة الشمسية. وعلى الرغم من أن الأرقام مرتفعة، إلا أنها لا تشكل عقبة لا يمكن التغلب عليها؛ لقد تمكنت الإنسانية من إحداث تحولات عظيمة في الماضي. وفي الحرب العالمية الثانية، قامت الولايات المتحدة بتكييف مصانع السيارات لإنتاج 300,000 ألف طائرة، وأنتجت بلدان أخرى 486,000 ألف طائرة أخرى. وفي عام 1956، بدأت الولايات المتحدة في بناء نظام الطرق السريعة بين الولايات، وبعد 35 عامًا امتد لمسافة 75,000 ألف كيلومتر وغير وجه التجارة والمجتمع.

هل تحويل أنظمة الطاقة في العالم ممكن؟ هل من الممكن تحقيق هذا الهدف خلال عشرين عامًا؟ تعتمد الإجابات على التقنيات المختارة، وتوافر بعض المواد المهمة، والعوامل السياسية والاقتصادية.

التقنيات النظيفة فقط

تأتي الطاقة المتجددة من مصادر مغرية: الرياح التي تخلق الأمواج أيضًا؛ المياه، التي تنتج الطاقة الكهرومائية، وطاقة المد والجزر، والطاقة الحرارية الأرضية (المياه التي يتم تسخينها بواسطة الصخور الجوفية)؛ والشمس التي تغذي الخلايا الكهروضوئية وتتركز أشعتها على محطات الطاقة الشمسية تقوم بتسخين سائل يحرك التوربينات لإنتاج الكهرباء. يتضمن برنامجنا فقط التقنيات السائدة اليوم، وليس التقنيات التي قد تكون موجودة خلال 20 أو 30 عامًا أخرى.

لضمان بقاء نظامنا نظيفًا، أخذنا في الاعتبار فقط التقنيات التي تقترب كمية الغازات الدفيئة وملوثات الهواء التي تنبعث منها من الصفر طوال دورة حياتها، بما في ذلك إعداد النشاط وبدءه وإيقافه. على سبيل المثال، حتى مصادر الإيثانول الأكثر صداقة للبيئة تخلق، عند حرقها في المركبات، تلوثا للهواء من شأنه أن يسبب الوفيات بمعدل مماثل لتلك الناجمة عن حرق البنزين. إن انبعاثات الكربون الناتجة عن الطاقة النووية أكبر بـ 25 مرة من انبعاثات طاقة الرياح، إذا أخذنا في الاعتبار بناء المفاعل ونقل اليورانيوم وتكريره. من الممكن أن تعمل تكنولوجيات احتجاز الكربون وعزله على الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، ولكنها سوف تزيد من تلوث الهواء وتضخيم كل التأثيرات المدمرة الأخرى الناجمة عن تعدين الفحم ونقله ومعالجته، لأن المزيد من الفحم سوف يتطلب الأمر حرقه للحصول على الوقود خلال الفترة. التقاط وتخزين. ولذلك، أخذنا في الاعتبار فقط التكنولوجيات التي لا تنطوي على التخلص من قدر كبير من النفايات أو خطر الإرهاب.

في خطتنا، ستوفر الرياح والماء والشمس الطاقة الكهربائية للتدفئة والنقل: وسيتعين على الصناعات أن تغير وجهها إذا أرادت أن تترك للعالم أي أمل في إبطاء تغير المناخ. وافترضنا أن معظم وسائل التدفئة التي تعمل بالوقود المعدني (وكذلك الأفران والمواقد) يمكن الاستعاضة عنها بأنظمة كهربائية، وأن معظم وسائل النقل التي تعمل بالوقود المعدني يمكن الاستعاضة عنها بمركبات تعمل بالبطاريات وخلايا الوقود. يقوم التحليل الكهربائي بتحليل الماء باستخدام الكهرباء المولدة من الرياح أو الماء أو الشمس، لإنتاج الهيدروجين الذي سيعمل على تغذية خلايا الوقود ويتم حرقه في الطائرات والصناعة.

الكثير من الإمدادات

واليوم، يبلغ الحد الأقصى للطاقة المستهلكة في جميع أنحاء العالم في أي لحظة حوالي 12.5 مليار واط (تيراواط، أو TW للاختصار)، وفقًا لوحدة الإحصائيات التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية (EIA). وتتوقع هذه الوكالة أنه بحلول عام 2030، ومع نمو سكان العالم وتحسن الظروف المعيشية، سوف يستهلك العالم 16.9 طن، حوالي 2.8 طن منها في الولايات المتحدة وحدها. مزيج المصادر يشبه مزيج المصادر التي نستخدمها اليوم، ويعتمد إلى حد كبير جداً على الوقود المعدني. ولكن من المثير للاهتمام أن نرى أنه إذا تم تزويد العالم بالكامل بالرياح والمياه ومصادر الطاقة الشمسية، دون أي وقود معدني أو كتلة حيوية مشتعلة، فسيتم توفير الطاقة: سيكون الطلب العالمي على الطاقة 11.5 طنًا فقط، والطلب في الولايات المتحدة وحده سيكون 1.8 طن. سبب التوفير عادة هو أن الكهرباء هي وسيلة أكثر اقتصادا لاستخدام الطاقة. على سبيل المثال، يتم استخدام 17% إلى 20% فقط من الطاقة الموجودة في البنزين لدفع المركبات (كل شيء آخر يصبح حرارة ويهدر)، في حين أن 75% إلى 86% من الكهرباء الموردة للسيارات الكهربائية تتحول إلى حركة.

وحتى لو ارتفع الطلب إلى 16.9 طن، فإن مصادر الرياح والمياه والطاقة الشمسية ستكون قادرة على توليد المزيد من الطاقة. وتظهر الدراسات الدقيقة التي أجريناها نحن وآخرين أن الطاقة التي يمكن إنتاجها من الرياح في جميع أنحاء العالم تبلغ حوالي 1,700 طن وحدة. الطاقة الشمسية وحدها توفر 6,500 طن. وبطبيعة الحال، فإن الرياح والشمس في البحر المفتوح، وفوق قمم الجبال العالية والمناطق المحمية لن تكون متاحة للاستخدام. وإذا تجاهلنا هذه المناطق والمناطق التي تفتقر إلى الرياح والتي من غير المرجح أن يتم تطويرها، فلا يزال لدينا قوة 40 إلى 85 طناً من الرياح وقوة 580 طناً من الشمس، وكل منهما يفوق الطلب البشري بشكل كبير في المستقبل. ومع ذلك، فإننا ننتج اليوم 0.02 طن فقط من طاقة الرياح و0.008 طن من الطاقة الشمسية. وهذه المصادر تزخر فيما بينها بإمكانات هائلة لا يتم استغلالها.

وستساعد تقنيات الرياح والمياه والطاقة الشمسية الأخرى في خلق مجموعة مرنة من الخيارات. على الرغم من أن جميع المصادر يمكن أن تتوسع إلى حد كبير جدًا، إلا أن هناك قيودًا عملية: لا يمكن توليد طاقة الأمواج إلا بالقرب من المناطق الساحلية؛ تقع العديد من مصادر الطاقة الحرارية الأرضية على عمق كبير جدًا، ومن غير المربح الاستفادة منها؛ وعلى الرغم من أن الطاقة الكهرومائية أفضل اليوم من أي مصدر آخر من مصادر الرياح والمياه والطاقة الشمسية، إلا أن معظم الاحتياطيات الكبيرة المناسبة قيد الاستخدام بالفعل.

الخطة: هناك حاجة إلى محطات توليد الطاقة

ومن الواضح كالنهار أن هناك ما يكفي من الطاقة المتجددة. فكيف سننتقل إذن إلى بنية تحتية جديدة تزود العالم بـ 11.5 طنًا؟ لقد اخترنا مزيجاً من التكنولوجيات: سوف تعتمد أغلبها على طاقة الرياح والطاقة الشمسية، وسوف توفر الأساليب الناضجة المرتبطة بالمياه 9% من الطلب (سوف تحقق مجموعات أخرى من طاقة الرياح والطاقة الشمسية نجاحاً مماثلاً).

وستوفر الرياح 51% من الطلب بمساعدة 3.8 مليون توربينة رياح كبيرة (وزن كل منها خمسة ميجاوات) حول العالم. وعلى الرغم من أن هذا المبلغ قد يبدو ضخما، فمن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن العالم ينتج 73 مليون سيارة وشاحنة خفيفة كل عام. وسيتم توفير 40% أخرى من الطاقة من منشآت الطاقة الشمسية الكهروضوئية ومرافق تركيز ضوء الشمس (CSP)، وحوالي 30% من إنتاج الطاقة الكهروضوئية سيأتي من الألواح التي سيتم وضعها على أسطح المنازل الخاصة والمباني التجارية. وستكون هناك حاجة إلى حوالي 89,000 ألف محطة تركيز للطاقة الشمسية ومنشآت كهروضوئية، كل منها ستوفر في المتوسط ​​300 ميجاوات. ويتضمن مزيجنا أيضًا 900 محطة للطاقة الكهرومائية في جميع أنحاء العالم، 70% منها قائمة بالفعل.

تم تركيب حوالي 0.8% فقط من البنية التحتية لطاقة الرياح حاليًا. وستغطي توربينات الرياح البالغ عددها 3.8 مليون مساحة أقل من 50 كيلومترا مربعا (أقل من مساحة مانهاتن). وإذا أخذت في الاعتبار أيضًا المسافات المطلوبة بينهما، فستكون مساحتها حوالي بالمائة من مساحة اليابسة على الأرض، لكن المساحة الفارغة بين التوربينات يمكن استخدامها للزراعة أو الثروة الحيوانية أو الفضاء المفتوح - في البر أو في البحر. ستشغل مرافق تركيز ضوء الشمس والمنشآت الكهروضوئية التي لن تكون موجودة على الأسطح ما يقرب من 0.33٪ من سطح الأرض. سوف يستغرق بناء مثل هذه البنية التحتية الواسعة وقتًا طويلاً. لكن بناء شبكة محطات الطاقة الحالية يتطلب أيضًا وقتًا. وتذكر أننا إذا بقينا مع الوقود المعدني، بحلول عام 2030 سيرتفع الطلب إلى 16.9 طن، وسنحتاج إلى حوالي 13,000 محطة طاقة جديدة وكبيرة تعمل بالفحم، والتي ستشغل مساحة أكبر بكثير من الأرض، تمامًا مثل المناجم التي ستزودهم بالوقود.

سحب المادة

إن النطاق الواسع للبنية التحتية لتوليد الطاقة من الرياح والمياه والشمس لا يشكل عائقا، ولكن بعض المواد اللازمة لبنائها قد تكون باهظة الثمن أو عرضة للتلاعب بالأسعار.

هناك ما يكفي من الخرسانة والفولاذ لبناء الملايين من توربينات الرياح، وكلتا المادتين قابلة لإعادة التدوير بالكامل. ومن الواضح أن المواد الأكثر إشكالية هي المعادن المعروفة باسم "المعادن النزرة النادرة"، مثل النيوديميوم الموجود في مولدات الطاقة في التوربينات. ورغم عدم وجود نقص في هذه المعادن، إلا أنه من الممكن الحصول عليها بسعر منخفض، خاصة في الصين، لذلك قد تستبدل دول مثل الولايات المتحدة اعتمادها على نفط الشرق الأوسط بالاعتماد على معادن الشرق الأقصى. ومع ذلك، فإن الشركات المصنعة تسعى جاهدة لإنتاج توربينات بدون هذا المكون، لذلك قد يكون هذا القيد لا معنى له.

تعتمد الخلايا الكهروضوئية على السيليكون (السيليكون) أو تيلوريوم الكادميوم أو كبريتيد الإنديوم النحاسي وسيلينيوم الإنديوم النحاسي في حالة بلورية أو غير متبلورة. قد يؤدي الإمداد المحدود من التيلوريوم والإنديوم إلى تقليل فرص نجاح بعض أنواع الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة، ولكن من الممكن أن تتمكن الأنواع الأخرى التي لم تتأثر بهذا من سد الفجوة. تحتوي الخلايا على الفضة، وهذا قد يجعل الإنتاج الضخم أمرًا صعبًا، لكن يمكننا التغلب على هذه النكسة إذا وجدنا طرقًا لتقليل كمية الفضة في الخلايا. يمكن أن تساهم إعادة تدوير الأجزاء القديمة المناسبة أيضًا في التعامل مع مشكلة المواد.

قد تشكل ثلاثة مكونات تحديًا لأولئك الذين يسعون إلى إنتاج ملايين السيارات الكهربائية: معادن نادرة نادرة للمحركات الكهربائية، والليثيوم للبطاريات، والبلاتين لخلايا الوقود. ويوجد أكثر من نصف احتياطيات الليثيوم في العالم في بوليفيا وتشيلي. وهذا التركيز إلى جانب الطلب المتزايد بسرعة يمكن أن يؤدي إلى رفع الأسعار بشكل كبير. وقد أثيرت مشكلة أكثر خطورة من قبل مجلس ميريديان الدولي للأبحاث (MIR)، الذي يدعي أن كمية الليثيوم المربحة لإنتاجها في العالم بعيدة كل البعد عن الكمية المطلوبة لبناء اقتصاد عالمي يعتمد على السيارات الكهربائية. إعادة التدوير يمكن أن تغير المعادلة، لكن اقتصاد إعادة التدوير يعتمد، من بين أمور أخرى، على ما إذا كانت البطاريات مصنعة مسبقا بطريقة تسهل إعادة تدويرها، والصناعة على علم بهذا الأمر. يعتمد استخدام البلاتين على المدى الطويل أيضًا على الدورة؛ ويمكن للاحتياطيات المتاحة اليوم أن تسمح بإنتاج 20 مليون سيارة بخلايا الوقود سنويا إلى جانب الاستخدامات الصناعية الأخرى لمدة تقل عن قرن من الزمان.

الموثوقية بمساعدة المزيج الذكي

ويجب أن تلبي البنية التحتية الجديدة الطلب على الطاقة بموثوقية لا تقل عن تلك التي تتمتع بها البنية التحتية القائمة. تعاني تقنيات الرياح والمياه والطاقة الشمسية بشكل عام من فترات توقف أقل من المصادر التقليدية. يتم إغلاق محطة لتوليد الطاقة تعمل بالفحم في الولايات المتحدة لمدة 12.5% ​​سنويا في المتوسط ​​لإجراء أعمال الصيانة المخططة وغير المخطط لها. تتوقف توربينات الرياح الحديثة عن العمل لمدة تقل عن 2% على الأرض وأقل من 5% في البحر. يتم تعطيل الأنظمة الكهروضوئية لأقل من 2٪ من الوقت. علاوة على ذلك، عندما يتم إيقاف تشغيل جهاز الأمواج أو الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، لا تتأثر سوى نسبة صغيرة من الإنتاج، وعندما يتم إيقاف تشغيل منشأة تعمل بالفحم أو الغاز الطبيعي أو الطاقة النووية - يتم فقدان نسبة كبيرة من الإنتاج.

التحدي الرئيسي الذي يواجه تقنيات طاقة الرياح والطاقة الشمسية هو أن الرياح لا تهب دائمًا في مكان معين ولا تشرق الشمس دائمًا. يمكن التخفيف من مشاكل الاستمرارية من خلال التوازن الذكي للمصادر، مثل إنتاج إمدادات أساسية باستخدام مصدر مستقر مثل طاقة المد والجزر أو الطاقة الحرارية الأرضية، والاعتماد على الرياح في الليل، والتي عادة ما تكون وفيرة خلالها، واستخدام الطاقة الشمسية خلال النهار. والتحول إلى مصدر موثوق مثل الطاقة المائية والكهربائية، والتي يمكن توصيلها وفصلها بسرعة لضمان إمدادات موحدة أو لتلبية الطلب خلال ساعات الذروة. على سبيل المثال، يمكن للجمع بين مزارع الرياح التي تبعد عن بعضها 150 إلى 300 كيلومتر فقط أن يعوض ساعات من انعدام الطاقة في كل مزرعة عندما لا تهب الرياح. ومن الأشياء الأخرى التي يمكن أن تساعد هي مزيج من المصادر المنتشرة على السطح لدعم بعضها البعض، وتركيب عدادات الكهرباء الذكية التي ستقوم بشحن المركبات تلقائيًا عندما يكون الطلب منخفضًا، وبناء المرافق التي تخزن الطاقة لاستخدامها في المستقبل.

غالبًا ما تهب العاصفة عندما لا تكون الشمس مشرقة، بينما تشرق الشمس في الأيام التي لا توجد فيها رياح قوية، لذا فإن الجمع بين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح يمكن أن يساعد بشكل كبير في تلبية الطلب، خاصة عندما توفر مرافق الطاقة الحرارية الأرضية قاعدة مستقرة ومرافق الطاقة الكهرومائية جاهزة لملء الفجوات.

رخيصة كالفحم

إن مزيج مصادر الرياح والمياه والطاقة الشمسية في خطتنا يمكن أن يضمن إمدادات موثوقة من الطاقة لقطاعات النقل والصناعة والتجارة والإسكان. والسؤال الواضح التالي هو ما إذا كان من الممكن تلبية أسعار الكهرباء المنتجة بهذه الطرق. لقد حسبنا كم سيكلف المصنع إنتاج الكهرباء باستخدام كل التقنيات ونقلها عبر الشبكة. وقمنا بإدراج السعر السنوي لرأس المال والأرض والتشغيل والصيانة وتخزين الطاقة والذي يهدف إلى حل مشكلة انقطاع الإمداد والنقل. واليوم، أصبحت أسعار طاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الكهرومائية أقل من 7 سنتات لكل كيلووات/ساعة. تعتبر الطاقة الشمسية وطاقة الأمواج أكثر تكلفة، ولكن اعتبارًا من عام 2020، من المتوقع أن تبلغ تكلفة الكهرباء المولدة من الرياح والأمواج ومحطات الطاقة الكهرومائية 4 سنتات لكل كيلووات ساعة أو أقل.

وعلى سبيل المقارنة، في عام 2007 كان متوسط ​​سعر توليد ونقل الكهرباء في الولايات المتحدة حوالي 7 سنتات لكل كيلووات ساعة، ومن المتوقع أن يرتفع السعر إلى 8 سنتات لكل كيلووات ساعة في عام 2020. وبالفعل، فإن سعر الكهرباء من توربينات الرياح، على سبيل المثال، يكاد يكون نفس سعر الكهرباء من محطة توليد جديدة تعمل بالفحم أو الغاز الطبيعي، أو حتى أقل منه، ومن المتوقع في المستقبل إنتاج الكهرباء من الرياح. ليكون الخيار الأرخص. ونظرا لسعرها التنافسي، تعد الرياح ثاني أكبر مصدر في الولايات المتحدة لإنتاج الكهرباء الجديد في السنوات الثلاث الماضية، بعد الغاز الطبيعي وقبل الفحم.

تعتبر الكهرباء الشمسية باهظة الثمن نسبيًا، ولكنها بالفعل في عام 2020 ستكون قادرة على التنافس مع المصادر الأخرى. ويبين تحليل دقيق أجراه فاسيليس بيديناكيس من مختبر بروكهافن الوطني الأمريكي، أنه خلال عشر سنوات ارتفع سعر النظام الكهروضوئي، بما في ذلك تكلفة نقله لمسافات طويلة وتكلفة تخزين الطاقة باستخدام الهواء المضغوط المخصص للاستخدام ليلاً، سوف تنخفض إلى 10 سنتات لكل كيلووات ساعة. وبحسب هذا التحليل فإن أنظمة تركيز الطاقة الشمسية التي تكفي سعتها التخزينية الحرارية لإنتاج الكهرباء لمدة 24 ساعة يوميا في الربيع والصيف والخريف ستكون قادرة على نقل الكهرباء بسعر 10 سنتات للكيلوواط ساعة أو أقل.

ستظل وسائل النقل في عصر الرياح والماء والشمس تتحرك باستخدام البطاريات أو خلايا الوقود، لذا يجب علينا مقارنة الاقتصاد القائم على السيارات الكهربائية باقتصاد يعتمد على المركبات ذات محركات الاحتراق الداخلي. وأظهرت التحليلات الدقيقة التي أجراها أحدنا (ديلوتشي) مع تيم ليبمان من جامعة كاليفورنيا في بيركلي أن تكلفة السفر لمسافة كيلومتر واحد محسوبة على كامل العمر الافتراضي للسيارات الكهربائية ذات الإنتاج الضخم المزودة ببطاريات أيون الليثيوم أو النيكل. - يمكن لبطاريات الهيدريد المعدنية (بما في ذلك استبدال البطاريات) أن تنافس في تكلفة قيادة سيارة تعمل بالبنزين مسافة كيلومتر واحد، إذا تم بيع البنزين بأكثر من نصف دولار للتر الواحد.

وإذا أخذنا في الاعتبار التكاليف الخارجية لإنتاج الوقود الأحفوري (القيمة النقدية للأضرار التي تلحق بالصحة العامة والبيئة والمناخ)، فإن تكنولوجيات الرياح والمياه والطاقة الشمسية تزيد من تقليص الفجوة المالية.

وقد تبلغ التكلفة العامة لإنشاء نظام الرياح والمياه والطاقة الشمسية حول العالم لمدة 20 عاما نحو 100 مليار (ألف مليار) دولار، إضافة إلى تكلفة النقل. لكن هذه ليست أموالاً تهدرها الحكومة أو المستهلكون. إنه استثمار يدفع تكاليفه من خلال بيع الكهرباء والطاقة. ومرة أخرى، فإن الاعتماد على المصادر التقليدية سيرفع الطلب من 12.5 إلى 16.9 طن، وسيتطلب بناء آلاف أخرى من محطات الطاقة التقليدية، والتي ستتكلف حوالي 10 مليارات دولار، وسيتطلب الأمر عشرات المليارات من الدولارات الإضافية للصحة، شؤون البيئة والأمن. توفر خطة الرياح والمياه والطاقة الشمسية للعالم نظام طاقة جديدًا ونظيفًا وفعالًا سيحل محل النظام القديم الملوث وغير الفعال.

تصحيح سياسي

ويبدو من تحليلنا أن الرياح والمياه والطاقة الشمسية ربما تكون قادرة على التنافس في المستقبل مع المصادر التقليدية من حيث التكلفة. ولكن في غضون ذلك، سوف تتكلف بعض أنواع الكهرباء المنتجة من هذه المصادر أكثر بكثير من تكلفة الكهرباء المنتجة باستخدام الوقود الأحفوري، وسوف تكون هناك حاجة إلى مزيج من الإعانات وضرائب الكربون لبعض الوقت. ومن الممكن أن يساهم برنامج تعريفات التغذية (FIT) الذي سيعوض الفارق بين تكلفة الإنتاج وأسعار الجملة للكهرباء بشكل كبير في تعزيز التكنولوجيات الجديدة. إن الجمع بين تعريفات التغذية ومزادات الساعات المتضائلة، حيث يحصل مقدمو العروض الأقل على الحق في بيع الطاقة للشبكة، يوفر حافزًا مستمرًا لخفض الأسعار لمطوري مصادر الطاقة المتجددة. عند الوصول إلى هذه المرحلة، سيكون من الممكن إلغاء تعريفات التغذية تدريجياً. تم تطبيق تعريفات التغذية في العديد من الدول الأوروبية وفي العديد من الدول في الولايات المتحدة الأمريكية [وكذلك في إسرائيل - المحررون]، وحققت نجاحًا كبيرًا في تحفيز أنظمة الطاقة الشمسية في ألمانيا.

وتتمثل الخطوة المنطقية الأخرى في فرض ضريبة على الوقود الأحفوري أو استخدامه لعكس الضرر البيئي الذي يلحقه. وإذا لم يكن ذلك ممكنا، فمن المناسب على الأقل إلغاء الدعم الحالي للوقود المعدني، مثل المزايا الضريبية للاستكشاف والإنتاج، لضمان المنافسة العادلة. ولابد من وقف الترويج الخاطئ للبدائل غير المرغوب فيها لتقنيات طاقة الرياح والمياه والطاقة الشمسية، مثل دعم مزارع الوقود الحيوي وإنتاجها، لأنه يحول دون إنشاء أنظمة أنظف. وعلى المشرع من جانبه أن يفكر في سياسة متطورة لمقاومة لوبي صناعات الطاقة القائمة.

والخطوة الأخيرة - يجب على كل دولة أن تظهر استعدادها للاستثمار في نظام نقل طويل المدى يكون مستقرًا بدرجة كافية لنقل كميات كبيرة من الطاقة المنتجة من الرياح والمياه والمستخدمة من المناطق النائية حيث تكون عادة أكثر وفرة - مثل مثل، على سبيل المثال، طاقة الرياح من السهول الكبرى في الولايات المتحدة الأمريكية والطاقة الشمسية من الصحراء الجنوبية الغربية الأمريكية - إلى مراكز الاستهلاك، والتي عادة ما تكون المدن. ولأغراض تقليل الطلب الاستهلاكي أيضًا خلال ساعات الذروة، سنحتاج إلى شبكة ذكية تمنح المنتجين والمستهلكين سيطرة أكبر على استخدام الكهرباء في كل ساعة.

يمكن لنظام واسع النطاق من طاقة الرياح والمياه والطاقة الشمسية أن يلبي احتياجات العالم بشكل موثوق، وبالتالي يقدم مساهمة مهمة في المناخ وجودة المياه والبيئة وأمن الطاقة. وكما أظهرنا، فإن العقبات سياسية في المقام الأول وليست فنية. إن الجمع بين تعريفات التغذية وتشجيع الموردين على خفض الأسعار، وإلغاء الدعم للوقود المعدني وبناء شبكة موسعة وذكية - كل هذا معًا يكفي لضمان إنشاء سريع. ومن المفهوم أن صناعات النقل والطاقة في العالم الحقيقي سيتعين عليها التغلب على الأموال المفقودة المستثمرة في البنية التحتية القائمة. ولكن بمساعدة سياسة حكيمة، تستطيع الدول أن تضع لنفسها هدف إنتاج 25% من الطاقة الجديدة التي توفرها من خلال مصادر الرياح والمياه والطاقة الشمسية في غضون 10 إلى 15 سنة، وحوالي 100% في غضون 20 أو 30 سنة. وبمساعدة سياسة عدوانية للغاية، سيكون من الممكن التخلص من جميع قدرات الوقود المعدني الموجودة واستبدالها في نفس الفترة الزمنية، ولكن مع اعتماد سياسة أكثر تواضعا ومقبولة، ربما سيكون هناك ما يتراوح بين 40 إلى 50 عاما. مطلوب لاستبدال كامل. وفي كل الأحوال، سوف تكون هناك حاجة إلى قيادة واضحة، وإلا فإن الدول سوف تستمر في تجربة التكنولوجيات التي تروج لها الصناعة بدلاً من التكنولوجيات التي يختبرها العلماء.

قبل عشر سنوات لم يكن من الواضح أن أنظمة الرياح والمياه والطاقة الشمسية ستكون ممكنة من الناحية الفنية أو الاقتصادية. لقد أظهرنا أن هذا أمر ممكن، وبالتالي نأمل أن يجد زعماء العالم وسيلة لجعل نظام الطاقة المتجددة ممكنا من وجهة نظر سياسية أيضا. فبادئ ذي بدء، يمكنهم الآن الالتزام بأهداف ذات معنى في مجال المناخ والطاقة المتجددة.