الفوائد البيئية للانتقال إلى 100 في المائة من الطاقة المتجددة في القطاعات الصناعية

وتمثل القطاعات الصناعية جزءا كبيرا من استهلاك الطاقة العالمية وهي من أكبر مصادر انبعاثات غازات الدفيئة، فالانتقال إلى 100 في المائة من الطاقة المتجددة في هذه القطاعات ليس مجرد ضرورة بيئية، بل هو استراتيجية عملية للحد من التلوث وحفظ الموارد وبناء اقتصاد أكثر استدامة، ويشمل هذا التحول الاستعاضة عن الطاقة القائمة على الوقود الأحفوري بمصادر مثل الطاقة الشمسية والريحية والهيدروا الحرارية الأرضية والكتلة الأحيائية، التي تنتج حدا أدنى من الانبعاثات وتحصل على درجة منخفضة من العمر.

The Scale of Industrial Energy demand and Emissions

وتستهلك الصناعة ما يقرب من ثلث جميع الطاقة في جميع أنحاء العالم، وأغلبية هذه الطاقة لا تزال تأتي من الفحم والنفط والغاز الطبيعي، والانبعاثات المباشرة من العمليات الصناعية - بما في ذلك صناعة الفولاذ وإنتاج الأسمنت والصناعات الكيميائية وتجهيز الأغذية - التي تمثل نحو 24 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على الصعيد العالمي، وهذه الانبعاثات يصعب تباطؤها لأنها كثيرا ما تتطلب حرارة عالية الحرارة أو ردود فعل كيميائية محددة.

وفيما عدا ثاني أكسيد الكربون، فإن احتراق الوقود الأحفوري الصناعي يُطلق ثاني أكسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين، وخامات الجسيمات، والمركبات العضوية المتطايرة التي تضر بصحة الإنسان والنظم الإيكولوجية، ويمكن للصناعات، من خلال التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة، أن تحسن بشكل جذري نوعية الهواء المحلي، وأن تحد من المطر الحمضي، وأن تقلل من خطر الانسكابات السامة المرتبطة باستخراج الوقود ونقلها.

ديب دايف: المنافع البيئية للتبديل إلى 100 في المائة من المواد المتجددة

Greenhouse Gas Emission Reductions

وتنتج مصادر الطاقة المتجددة انبعاثات غازات الدفيئة التي تبلغ حوالي الصفر خلال التشغيل، فمثلاً، تُنتج مركبات الطاقة الشمسية ذات التأثير الضوئي حوالي 40 غراماً من ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط على دورة حياتها (بما في ذلك التصنيع والتخلص)، في حين أن محطات توليد الطاقة الفحمية تُنتج أكثر من 800 ميكروغرام/كيلوواط.

ويمكن أن تحل الهيدروجين الأخضر، الذي ينتج باستخدام الكهرباء المتجددة، محل الوقود الأحفوري في عمليات مثل صناعة الفولاذ وإنتاج الأمونيا، ووفقاً ل] الوكالة الدولية للطاقة المتجددة ، يمكن أن تخفض الهيدروجين الأخضر انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الصناعية بنسبة تصل إلى 30 في المائة بحلول عام 2050.

تحسين نوعية الهواء على الصعيدين المحلي والإقليمي

(أ) إن احتراق الوقود الأحفوري قد يؤدي إلى حدوث وفيات في كل سنة بسبب ثاني أكسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين وخامات الجسيمات، مما يسبب التخثر وأمراض الجهاز التنفسي، ووفيات سابقة لأوانها، وتقدّر منظمة الصحة العالمية أن تلوث الهواء الناجم عن الوقود الأحفوري يتسبب في 4.2 مليون وفاة سنوياً، وكثيراً ما تكون المناطق الصناعية بؤر ساخنة من حيث جودة الهواء.

حفظ المياه وحماية النوعية

وتتطلب محطات الطاقة الحرارية التقليدية (الفحم والغاز الطبيعي والنووية) كميات هائلة من المياه للتبريد، وغالبا ما تستمد من الأنهار والبحيرات، مما يعطل النظم الإيكولوجية المائية، ويمكن أن تؤدي نظم التبريد إلى قتل بلايين من اليرقات والبيض سنويا، كما أن التكنولوجيات المتجددة مثل الطاقة الشمسية الفولطية والريحية الساحلية تستخدم مياها لا تذكر لتعمل، بل إن تركيز الطاقة الشمسية والطاقة المائية قد أدى إلى انخفاض كبير في استهلاك المياه الجوفية.

فوائد استخدام الأراضي والتنوع البيولوجي

إن استخراج الوقود الأحفوري هو السبب الرئيسي في تدمير الموائل وإزالة الغابات وتآكل التربة، إذ أن قطع التعدين الفحمية تُعد من الجبال، وغابات حفر النفط، وبنى أساسية الغاز الطبيعي تُعد ممرات الهجرة، وعادة ما تكون لنظم الطاقة المتجددة آثار أقل على الأرض لكل وحدة من الطاقة المنتجة، ولا سيما عندما تكون ملوثة على أسطحها أو حقولها البنيوية ذات الاستخدام المزدوج (المزارع ذات الغطاء الحرجي).

خفض الملوثات والنفايات الأخرى

وتطلق أنواع الوقود الأحفوري المحترقة معادن ثقيلة مثل الزئبق والرصاص، التي تتراكم في سلاسل الأغذية، كما أن رماد الفحم، وهو منتج ثانوي لحرق الفحم، يحتوي على الزرنيخ والكادميوم والسيلينيوم، وغالبا ما ينتهي في الأعمدة غير المائلة التي تتسرب إلى المياه الجوفية، كما أن دورة الوقود النووي تنتج نفايات مشعة طويلة الأجل، ولا تنتج نظم الطاقة المتجددة هذه المواد الداعبة السامة.

التغلب على التحديات: التكنولوجيا والاقتصاد والتكامل

فالانتقال إلى 100 في المائة من الطاقة المتجددة في الصناعة أمر ممكن من الناحية التقنية، ولكنه يتطلب التغلب على عدة عقبات، إذ تحتاج عمليات صناعية كثيرة إلى حرارة عالية الحرارة (فوق 400 درجة مئوية) بأن الكهرباء المتجددة وحدها لا يمكن أن توفر بفعالية من حيث التكلفة، غير أن الحلول آخذة في الظهور: فرون من القوس الكهربائي تولده شبكات متجددة، وثغرة شمسية مركزة لتدفئة العمليات، وهيدروجين خضراء للتخفيض مباشر للخامات الحديد 24.

ويمكن أن يكون الاستثمار الأولي في رأس المال من أجل تخزين الطاقة الشمسية أو الرياح أو البطاريات في الموقع مرتفعاً، ولكن انخفاض التكاليف والوفورات الطويلة الأجل يجعلان مصادر الطاقة المتجددة أكثر قدرة على المنافسة، كما يمكن للعديد من الصناعات أن تستفيد من اتفاقات شراء الطاقة المتجددة بالجملة، وغالباً ما تكون أسعارها أقل من طاقة الشبكة، ويمكن للسياسات الحكومية مثل تسعير الكربون ومعايير حافظة الطاقة المتجددة والإعانات أن تزيد من التعجيل بالتبني.

Smart Grids and Energy Storage

فالمرافق الصناعية هي مرشحة مثالية للاستجابة للطلبات وللتخزين خلف المتر، ومن خلال تكييف العمليات لتتماشى مع ذروة الجيل المتجدد، يمكن للصناعات أن تحسن استقرار الشبكة مع خفض التكاليف، كما أن تخزين البطاريات، وتخزين الطاقة الجوية المكسورة، والتخزين الحراري يتيح للمصانع تخزين فائض الطاقة المتجددة للاستخدام في وقت لاحق، وهذه التكنولوجيات تتجه بسرعة، وقد انخفضت تكاليف بطارية الليثيوم بنسبة 90 في المائة على مدى العقد الماضي.

القطاع - الفرص السريعة

• Cement and Concrete:] Electrifying kilns with renewable power and using alternative low-carbon fuels can cut emissions significantly. Carbon capture powered by renewables is also being explored.
• Steel:] Green hydrogen-based direct reduction combined with electric arc furnace melting is already being demonstrated at pilot scale. Wind and solar provide the clean electricity for electrolysis.
• Chemicals and Petrochemicals:] Steam crackers can be electrified, and green hydrogen can replace fossil-derived hydrogen in ammonia and methanol production.
• Food and Beverage:] Solar thermal for steam, biogas from organic waste, and wind power for refrigeration are widely deployed in progressive companies.

السياسات والسائقون الاقتصاديون

فمثل اتفاقات باريس تدفع الدول إلى إزالة الكربون، وقد وضعت بلدان كثيرة أهدافا صافية من الصفر تتطلب تحولاً صناعياً، كما أن آليات تسوية الحدود الكربونية (مثلاً، اتفاقية الاتحاد الأوروبي بشأن الأسلحة الكيميائية) ستعاقب الواردات ذات البصمات الكربونية العالية، مما يعطي ميزة للمنتجين الصناعيين الذين يستخدمون مصادر الطاقة المتجددة.كما أن الاستثمار في الطاقة المتجددة يؤدي إلى خلق فرص عمل في مجالات التصنيع والتركيب والصيانة - أكثر من فرص العمل في وحدة الطاقة الأحفورية.

دراسات الحالة والتقدم الحقيقي في العالم

وقد التزم العديد من العمالقة الصناعيين بالفعل بـ 100 في المائة من الكهرباء المتجددة، فعلى سبيل المثال، حققت شركة آبل، وشركة ميكروسوفت أو تكاد تبلغ 100 في المائة من الطاقة المتجددة لمراكز ومكاتبها الواسعة في مجال البيانات، وفي قطاع الصناعة الثقيلة، فإن شركات مثل شركة SSAB (Steel) وشركة Norsk Hydro (الألومينوم) لا تُثبت أن الإنتاج المتجدد الأحفوري باستخدام الهيدروجين الأخضر والكهرباء المائية على التوالي.

الاستنتاج: مسار واضح نحو الأمام

إن الانتقال إلى 100 في المائة من الطاقة المتجددة في القطاعات الصناعية يوفر فوائد بيئية عميقة: التخفيضات الكبيرة في انبعاثات غازات الدفيئة، وتحسينات كبيرة في نوعية الهواء والمياه، وحفظ الموارد الطبيعية، وحماية النظم الإيكولوجية، وفي حين لا تزال هناك تحديات تقنية واقتصادية، فإنها تعالج بسرعة من خلال الابتكار، ودعم السياسات، وانخفاض التكاليف، ويمكن لكل صناعة، من صنع الفولاذ إلى تجهيز الأغذية، أن تتخذ خطوات عملية نحو تحقيق هذا الهدف، وستكون النتيجة كوكبا صحيا، واقتصادات أقوى، وأكثر قدرة على التكيف.