يعد الوقود الأحفوري ، أي النفط الخام والغاز الطبيعي والفحم ، المصدر الأول للطاقة في العالم. على الرغم من كونه مصدرًا غير قابل للتجديد ، لا يزال هناك طلب كبير على الوقود الأحفوري نظرًا لقدرته على تحمل التكاليف وموثوقيته. من التدفئة والإضاءة إلى المنازل التي تعمل بالوقود ، تلعب الوقود الأحفوري دورًا أساسيًا في إنتاج الطاقة والاقتصاد العالمي.
حتى مع الخطوات الهائلة التي تحققت في مجال الابتكار التكنولوجي ، فشلت الطاقة المستدامة في اغتصاب الوقود الأحفوري التقليدي. من أجل تحفيز اعتماد الطاقة المتجددة ، فرضت الحكومات اعتمادات ضريبية على الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، والتي كانت حتى وقت قريب أكثر تكلفة من الوضع الراهن. ومع ذلك ، بسبب زيادة الإنتاج والدعم الحكومي وتزايد المخاوف البيئية ، انخفضت تكاليف إنتاج الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. في الواقع ، فإن بعض الأسواق تولد الطاقة المتجددة بثمن أرخص من الوقود الأحفوري. بينما تستخدم طاقة الرياح في الغالب في الوسائل التجارية ، مثل مزارع الرياح ، فإن الطاقة الشمسية لها استخدامات تجارية وسكنية.
الوقود الحفري
على الرغم من صعوبة تحديد تاريخ محدد ، تشير العديد من التقديرات إلى أن الوقود الأحفوري سيتم استنفاده خلال المائة عام القادمة. في حين تستمر مصادر الفحم والغاز الطبيعي والنفط الخام في التدهور ، فإن استهلاك الوقود الأحفوري لم يتدهور. تفيد إدارة معلومات الطاقة الأمريكية أن إنتاج واستهلاك الوقود الأحفوري ارتفع إلى 70 كوادريليون و 80 كوادريليون وحدة حرارية بريطانية (BTUs) في عام 2014 من 62 كوادريليون و 77 كوادريليون وحدة حرارية بريطانية في عام 2012. وهذا يمثل زيادة بنسبة 3 ٪ في استهلاك الوقود الأحفوري فترة عامين.
من بين جميع مصادر الطاقة ، يتفوق الوقود الأحفوري على الطاقة المتجددة والطاقة النووية. في عام 2014 ، استأثر الوقود الأحفوري بأكثر من 80٪ من الطاقة المستهلكة بينما شكلت الطاقة المتجددة 10٪ فقط. ليس الوقود الأحفوري غير قابل للتجديد فحسب ، بل إنه أيضًا سبب لمختلف الآثار البيئية الضارة. حرق الوقود الأحفوري هو المنتج الرئيسي لثاني أكسيد الكربون البشري المنشأ ، والذي ساهم بشكل كبير في تغير المناخ. وتشمل الآثار البارزة الاحترار العالمي ، وذوبان الجليد في القطب الشمالي ، وارتفاع مستويات البحر وضعف غلة المحاصيل.
وبينما تنفق الولايات المتحدة أكثر من تريليون دولار سنويًا على الوقود الأحفوري ، فإن الآثار الضارة الناجمة عن حرقها تستمر في تراكم التكاليف الاقتصادية. في عام 2009 ، تم تقدير أن تكاليف حرق الوقود الأحفوري في الولايات المتحدة كانت 120 مليار دولار في السنة كتكاليف صحية بسبب تلوث الهواء. تشير الأبحاث إلى أن تلوث الهواء في أوروبا يولد تكاليف اقتصادية تبلغ 1.6 تريليون دولار سنويًا في الأمراض والموت. بالجمع بين الإنفاق على الوقود الأحفوري ، وتكاليف الرعاية الصحية ، والتدهور البيئي ، تقدر التكلفة الحقيقية للوقود الأحفوري بمبلغ 5.3 تريليون دولار في العالم.
الطاقة الشمسية
على الرغم من أن الطاقة المتجددة تمثل نسبة ضئيلة من إجمالي الطاقة المستهلكة ، إلا أن الولايات المتحدة هي المستهلك الرئيسي للطاقة المتجددة. ومع ذلك ، على الرغم من زيادة الطاقة الشمسية المتاحة على مدى السنوات العشر الماضية ، لا تزال الطاقة الشمسية تمثل فقط 0.4 ٪ من إجمالي الطاقة المستخدمة في الولايات المتحدة. الطاقة الشمسية تتعقب الطاقة الكهرومائية والكتلة الحيوية والرياح من حيث المصادر المفضلة للطاقة المتجددة ، التي تشكل 4 ٪ من إجمالي استهلاك الولايات المتحدة المتجددة.
حاليًا ، يوجد نوعان فقط من تكنولوجيا الطاقة الشمسية قادران على تحويل طاقة الشمس إلى مصدر للطاقة: الطاقة الشمسية الحرارية والضوئية. تقوم المجمعات الحرارية الشمسية بامتصاص أشعة الشمس لتدفئة المنزل أو الماء. تستخدم الأجهزة الضوئية أشعة الشمس لاستبدال أو تكملة الكهرباء المقدمة على شبكة المرافق.
اعتماد الطاقة الشمسية
حتى وقت قريب ، كانت أنظمة الطاقة الشمسية متاحة فقط للأثرياء أو المتعصبين. ومع ذلك ، وبسبب الانخفاض الحاد في التكاليف ، أصبح الوصول الشامل إلى أنظمة الألواح الشمسية حقيقة واقعة. في أوائل العقد الأول من القرن العشرين ، كلف النظام الشمسي الأمريكي المتوسط 10 دولارات للواط ؛ في عام 2013 ، كان سعر واط أقل بقليل من 4 دولارات. نتيجة لذلك ، زاد عدد الأنظمة الكهروضوئية المركبة في الولايات المتحدة بشكل كبير بين المساحات السكنية والتجارية. خلال العقد الماضي ، تشير التقديرات إلى أن الناتج العالمي من الخلايا الكهروضوئية زاد بنسبة 40 ٪ كل عام.
شهدت الطاقة الشمسية زيادة عالمية في الاستهلاك مع إدراك المزيد من الدول للآثار الضارة لحرق الوقود الأحفوري. أدت المنافسة المتزايدة في صناعة الطاقة الشمسية إلى انخفاض حاد في تكاليف التركيب. بدأ العديد من الاقتصادات الكبرى ، بما في ذلك الولايات المتحدة والصين والهند والعديد من الدول الأوروبية ، في تطبيق الطاقة الشمسية. في محاولة لمكافحة التلوث ، بذلت الصين أكبر دفعة في مجال الطاقة المتجددة ووضعت معظم الخلايا الكهروضوئية في عام 2014. وبالمثل ، فإن الهند ، التي تعاني أيضًا من التلوث ، تضع خطة بقيمة 160 مليار دولار لتوسيع الطاقة الشمسية.
تستثمر الشركات الكبرى أيضًا في أنظمة الطاقة الشمسية القابلة لإعادة الاستخدام. تعمل كل من Walmart (WMT) و Verizon (VZ) و Apple (AAPL) على تحويل المتاجر والمكاتب والمنشآت إلى الطاقة الشمسية. في أكبر صفقة شراء للطاقة الشمسية على الإطلاق ، اشترت Apple 130 ميجاوات مقابل 850 مليون دولار من أول سولار (FSLR) في فبراير.
على الرغم من أن الطاقة الشمسية لا تزال تمثل جزءًا صغيرًا من إجمالي إمدادات الطاقة ، إلا أن القطاعين السكني والتجاري يحتضنان ببطء الطاقة المتجددة. مع استمرار انخفاض الأسعار ، من المتوقع أن تصبح أنظمة الطاقة الشمسية أكثر انتشارًا . في أوروبا ، من المتوقع أن ينخفض سعر الكيلووات في الساعة إلى ما بين 4 و 6 سنتات في عام 2025 ومزيد من الانخفاض ليصل إلى سنتان في عام 2050.
بافتراض أن التنبؤات صحيحة ، ستكون الخلايا الكهروضوئية الشمسية من بين أرخص مصادر الطاقة. مع انخفاض الأسعار ، تقدر وكالة الطاقة الدولية بشكل متحفظ أن أنظمة الطاقة الشمسية توفر 5 في المائة من الاستهلاك العالمي للكهرباء في عام 2030 ، حيث سترتفع إلى 16 في المائة بحلول عام 2050. ويتطلب تحقيق هذه الرؤية زيادة الطاقة العالمية للطاقة الشمسية من 150 جيجاوات في عام 2014 إلى 4600 جيجاوات بحلول عام 2050 ونتيجة لذلك ، فإن هذا يتجنب انبعاث 4 جيغا طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا.
بالاقتران مع زيادة إنتاج الطاقة المتجددة ، هناك التزام متزايد بانخفاض انبعاثات غازات الدفيئة الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري. التزمت العديد من المدن والبلدان حول العالم بخفض انبعاثات غازات الدفيئة بنسبة 80 في المائة بحلول عام 2050 ، بما في ذلك مدينة نيويورك. إلى جانب خفض الانبعاثات ، التزمت كاليفورنيا بإنتاج 33 ٪ من إجمالي الطاقة من خلال الموارد المتجددة بحلول عام 2020.
الإعفاءات الضريبية
على الرغم من أن أنظمة الطاقة الشمسية أكثر فاعلية من حيث التكلفة اليوم ، لا يزال الاستخدام السكني والتجاري يتلقى الدعم الحكومي. في الولايات المتحدة ، يقلل ائتمان ضريبة الطاقة المتجددة من المسؤولية الضريبية لمستخدمي الطاقة الشمسية. يمكن لدافعي الضرائب المطالبة بمبلغ 30٪ من النفقات المؤهلة للأنظمة التي تخدم مساحة مشغولة. تطبق حكومة الولايات المتحدة نفس الائتمان على أنظمة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية.
تفرض العديد من الدول الأوروبية مخططًا لتغذية الأعلاف لزيادة جاذبية أنظمة الطاقة المتجددة. بموجب نظام التعريفة الجمركية ، يمكن لأصحاب نظام الطاقة المتجددة جمع الأموال من الحكومة. تعتمد التكلفة على كل كيلو واط / ساعة ، مع اختلاف الأسعار بين البلدان.
الخط السفلي
بالنسبة للجزء الأكبر ، جاء الالتزام بالموارد المتجددة من الأفراد والشركات الكبرى والبلدان. إلى جانب الطاقة الشمسية ، التزمت شركات مثل Google (GOOG) و Amazon (AMZN) باستخدام منشآت شركة طاقة الرياح. مع استمرار الشركات الكبيرة والأفراد والبلدان في الانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة ، نأمل أن تكون الآثار البيئية الضارة الناجمة عن حرق الوقود الأحفوري معتدلة.
