تحت رعاية الشيخ محمد بن زايد آل نهيان، ولي عهد أبوظبي نائب القائد الأعلى للقوات المسلحة يفتتح فعاليات أسبوع أبوظبي للاستدامة والذي تستضيفة "مصدر" خلال الفترة من 17 إلي 22 يناير 2015. ويمثل أسبوع أبوظبي للاستدامة منصة عالمية تهدف إلى معالجة التحديات التي تؤثر على سرعة انتشار وتبني التنمية المستدامة والطاقة النظيفة في العالم. ويعد هذا الحدث أكبر تجمع للمتخصصين في مجال الاستدامة في تاريخ منطقة الشرق الأوسط، كما أنه يشجع على تحقيق نتائج سريعة ويمهد لزيادة اعتماد أساليب الاستدامة في العالم، ومن المتوقع أن يستقطب أكثر من 32 ألف شخص من 170 دولة. ويوفر الحدث منصة عالمية لمناقشة التحديات المترابطة للطاقة وأمن المياه وتغير المناخ والتنمية المستدامة. وقال ناجي حداد، مدير معرض "القمة العالمية لطاقة المستقبل" حيث أعرب العديد من المشاركين في دورة العام الماضي عن أن ثلاثة أيام ليست كافية نظراً إلى كثرة الأفكار والفرص التي يرغبون في تسليط الضوء عليها، وإن إضافة يوم آخر ستعزز من مكانة ونمو أسبوع أبوظبي للاستدامة كمنصة عالمية لمناقشة قضايا الطاقة والتنمية المستدامة، وتقديم حلول عملية فعالة للتحديات الملحة التي يواجهها العالم. وإلى جانب القمة العالمية لطاقة المستقبل التي تعد من أهم أحداث الأسبوع، فإن برنامج عام 2015 سيتضمن سلسلة من المؤتمرات والمعارض والفعاليات الإضافية والتي تشمل القمة العالمية للمياه، وجائزة زايد لطاقة المستقبل، واجتماع الوكالة الدولية للطاقة المتجددة ، ومعرض "إيكو ويست". وتعريف الطاقة المتجددة أنها تلك المولدة من مصدر طبيعي غير تقليدي، مستمر لا ينضب ويحتاج فقط، إلى تحويله من طاقة طبيعية إلى أخرى يسهل استخدامها بوساطة تقنيات العصر. ويعيش الإنسان في محيط من الطاقة، فالطبيعة تعمل من حولنا دون توقف معطية كميات ضخمة من الطاقة غير المحدودة بحيث لا يستطيع الإنسان أن يستخدم إلا جزءاً ضئيلاً منها، فأقوى المولدات على الإطلاق هي الشمس ومساقط المياه وحدها قادرة على أن تنتج من القدرة الكهرومائية ما يبلغ 80% من مجموع الطاقة التي يستهلكها الإنسان. ولو سخرت الرياح لأنتجت من الكهرباء ضعف ما ينتجه الماء اليوم، ولو استخدمنا اندفاع المد والجزر في توليد الطاقة لزودنا بنصف حاجتنا منها. ومن كل بدائل النفط، استحوذت الطاقة الشمسية والبدائل الأخرى المتجددة مثل طاقة الرياح ؛ طاقة الكتلة الحية ؛ طاقة المساقط المائية ؛ طاقة حرارة باطن الأرض ؛ طاقة حركة الأمواج والمد والجزر ؛ طاقة فرق درجات الحرارة في أعماق المحيطات والبحار. ورغم أن مزايا البدائل المتجددة معروفة جيداً، إلاّ أن هناك بعض الصعوبات التي تواجه استخدامها، فهي غير متوفرة دوماً عند الطلب، وتتطلب استثمارات أولية ضخمة، واسترداد الاستثمار الأولي فيها يستغرق زمناً طويلاً. وتدخل الطاقة الشمسية والمصادر المتجددة عناصر أساسية في برامج الطاقة لدى جميع البلدان، وخاصة تلك التي تتمتع بظروف شمسية أو حيوثرمية، أو رياحية جيدة. وقد بدأ العالم الصناعي وعلى رأسه الولاياتالمتحدةالأمريكية يشعر بأزمة الطاقة إبان حرب أكتوبر 1973 ، عندما أعلنت الدول العربية المنتجة للنفط قطع إمدادات البترول عن الدول الغربية المساندة لإسرائيل. ومنذ ذلك التاريخ صارت منظمة الأوبك OPEC هي التي تحدد سعر بيع البترول وليست شركات البترول كما هو الحال من قبل. وكان لهذا الموقف تأثيره في لجوء هذه الدول إلى وسائل بديلة لتوليد الطاقة، ولم تنقض إلا 8 أعوام على حظر النفط، حتى تحفز المخططون ورجال الأعمال إلى التفكير جدياً في طاقة الرياح. ومن خصائص ومميزات الطاقة المتجددة أنها متوفرة في معظم دول العالم؛ مصدر محلي لا ينتقل ويتلاءم مع واقع تنمية المناطق النائية والريفية واحتياجاتها ؛ نظيفة ولا تلوث البيئة وتحافظ على الصحة العامة؛ اقتصادية في كثير من الاستخدامات وذات عائد اقتصادي كبير؛ ضمان استمرار توافرها وبسعر مناسب وانتظامه؛ لا تحدث أي ضوضاء أو تترك أي مخلفات ضارة تسبب تلوث البيئة؛ تحقق تطوراً بيئياً واجتماعياً وصناعياً وزراعياً على طول البلاد وعرضها؛ وتستخدم تقنيات غير معقدة ويمكن تصنيعها محلياً في الدول النامية. الطاقة الشمسية: وتعتبر الطاقة الشمسية من أهم موارد الطاقة في العالم، وقد تأخر استثمارها الفعلي رغم من أهم مميزاتها إنها مصدر لا ينضب، وعلى سبيل المثال فان المملكة العربية السعودية وحدها التي لا تزيد مساحتها على المليون ميل مربع، تتلقى يومياً اكثر من 100مليون مليون كيلووات/ساعة من الطاقة الشمسية، أي ما يعادل قوة كهربائية مقدارها 4 بلايين ميجاوات، أو الطاقة الحرارية التي تتولد من إنتاج 10 مليارات من البراميل النفطية في اليوم. ومنذ عام 2010 تتصدر ألمانيا دول العالم في توليد الطاقة معتمدة في ذلك على الطاقة الشمسية حيث تتصدر منذ ذلك الوقت أكبر 10 دول مصدرة للطاقة الشمسية في العالم متقدمة على الصين، إيطاليا، اليابان، الولاياتالمتحدةالأمريكية، إسبانيا، فرنسا، أستراليا، بلجيكا، وبريطانيا الذين يأتون خلفها تباعاً. وقد احتفلت ألمانيا بمرور 30 عاماً دون انقطاع الكهرباء في البلاد التي هي من أكبر الدول المصدرة للكهرباء في العالم حسب تصنيف وكالة الطاقة الدولية. وتعد ألمانيا من أكبر اقتصاديات العالم التي تعتمد على نفسها في إنتاج الطاقة وتصدر جزءًا كبيرًا منها، إذ تقول الأرقام إن ألمانيا تحتوي على 140 محطة توليد للطاقة تعتمد على الوقود الأحفوري، و28 محطة أخرى كهرومائية، و21 محطة أخرى لإنتاج الطاقة من خلال الطاقة الشمسية، على الرغم من قلة الأيام التي تظهر فيها الشمس بشكل كاف لإنتاج الطاقة في ألمانيا مقارنة بالدول العربية أو جنوب الكرة الأرضية بشكل عام. وتعتبر ألمانيا رائدة في إنتاج الطاقة عالمياً حيث انتقلت مؤخراً إلى النظام الأذكى عالمياً في توليد وتوفير الكهرباء، إذ يشترط على البيوت الجديدة في ألمانيا أن تزود بنظام توليد للطاقة الشمسية يدعى النظام الضوئي "Photovoltaic System" ، ويقوم هذا النظام بتوليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية ويستخدم جزء منها ويحتفظ بجزء آخر في البطاريات، ثم يباع الفائض للدولة، وبذلك أصبحت البيوت في ألمانيا لا تستهلك الطاقة الكهربائية وحسب وإنما تساهم في إنتاجها وتقوم الدولة بشراء هذه الطاقة من المواطنين. وتقول الإحصائيات إن ألمانيا أنتجت خلال عام 2012 فقط 22 جيجا واط من الطاقة خلال كل ساعة، وتعادل هذه الطاقة ما يمكن الحصول عليه من خلال 50 محطة نووية، وهو ما يغطي 50% من احتياج ألمانيا من الكهرباء. ويتميز هذا النظام بأنه صديق للبيئة باعتماده على مصادر نظيفة في توليد الطاقة دون أي حرائق أو انبعاثات، كما أنه يوفر على الدولة المزيد من المحطات أو المولدات، في الوقت ذاته فإنه ينتشر على مساحات واسعة شبه ضائعة؛ وهي أسطح منازل المواطنين. في منتصف عام 2014 ، كانت ألمانيا قد وصلت سقف ال 50% من اعتمادها على الطاقة الشمسية في توليد الطاقة الكهربائية بمعدل 25 جيجا واط يومياً في الوقت الذي تستخدم فيها ألمانيا 50 - 55 جيجا واط يومياً. وتقول ألمانيا إنها تسعى لأن تصل إلى ما نسبته 80% من اعتمادها على الطاقة المتجددة في عام 2050، في طريقها للتخلص من اعتمادها على المفاعلات النووية وغيرها من المصادر التي تضر بالبيئة من بعد الضغوط الشعبية التي كانت بعد كارثة فوكوشيما النووية التي حدثت في اليابان، إذ بدأت ألمانيا منذ ذلك الوقت بخطة إغلاق محطاتها المعتمدة على الطاقة النووية لتتمكن من إغلاق 8 محطات منذ ذلك الوقت. في 11 من مايو 2014، وصلت ألمانيا إلى سقف 75% في اعتمادها على الطاقة المتجددة (الشمسية والمائية والهواء) في أكبر سوق لإنتاج الطاقة النظيفة في أوروبا. طاقة الرياح: وفي مطلع عام 1981 أصبحت طاقة الرياح مجالاً سريع النمو، حيث أسفرت الجهود والطموحات التي بذلت خلال السبعينيات في البحث والتطوير عن ثروة من الدراسات الحديثة التي أثبتت أن طاقة الرياح مصدر عملي للكهرباء. إذ يجري الآن تركيب أعداد ضخمة من الآلات التي تعمل بالرياح في كثير من البلاد للمرة الأولى منذ ما يزيد على 50 عاماً. ولهذه الآلات سوق ضخمة تزداد نمواً في المناطق النائية، حيث الكهرباء وقوى الضخ التي تمد بها محركات الديزل الشبكات الكهربائية الصغيرة باهظة الثمن. فمضخات الري التي تعمل بالرياح تنتشر الآن في أستراليا، وأجزاء من أفريقيا، وآسيا، وأمريكا اللاتينية. وربما تستخدم الرياح، في القريب العاجل لتوليد الكهرباء في المزارع والمنازل بتكلفة أقل مما يتقاضاه مرفق الكهرباء المحلي. وقد يتطلب إسهام التوربينات الريحية الكبيرة بقسط وافر في إمداد الطاقة العالمي وقتاً أطول قليلاً. فهذه التوربينات ليست آلات بسيطة، حيث إنها تتضمن أعمالاً هندسية متطورة، بالإضافة إلى نظم تحكم ترتكز على الحاسبات الإلكترونية الدقيقة. وهناك شركات كثيرة في الولاياتالمتحدةالأمريكية وبضعة بلاد أخرى لديها برامج بحثية في مجال طاقة الرياح، وخطط عديدة للاعتماد على هذا المصدر للطاقة. إن الظروف مهيأة تماماً لكي تنتقل هذه التقنية سريعاً من مرحلتي البحث والتخطيط إلى الواقع التجاري. وقد تتوافر قريباً عشرات الملايين من التوربينات والمضخات الصغيرة التي تلبي احتياجات مناطق العالم الريفية، ومن الممكن ربط مجموعات من الآلات الريحية الكبيرة بشبكات الكهرباء التابعة لشركات المنافع العامة. وفي خلال السنوات الأولى لهذا القرن يمكن لبلاد كثيرة أن تحصل على ما بين 20% و30% من احتياجاتها من الكهرباء بتسخير طاقة الرياح. وسيكون لتقنية طاقة الرياح الحديثة التي تستغل هذا المصدر النظيف الاقتصادي المتجدد للطاقة مكانها في عالم ما بعد النفط. إن ما يقرب من2% من ضوء الشمس الساقط على سطح الكرة الأرضية يتحول إلى طاقة حركة للرياح. وهذه كمية هائلة من الطاقة تزيد كثيراً على ما يستهلك من الطاقة في جميع أنحاء العالم في أي سنة من السنين. وهناك ظاهرتان ميترولوجيتان أساسيتان تتسببان في الجزء الأعظم من رياح العالم. فينشأ نمط ضخم لدوران الهواء من سحب الهواء القطبي البارد نحو المنطقتين المداريتين، ليحل محل الهواء الأدفأ والأخف الذي يصعد ثم يتحرك نحو القطبين. وتنشأ مناطق ضغط عالٍ ومناطق ضغط منخفض، وتعمل قوة دوران الأرض على دوران الهواء في اتجاه حركة عقرب الساعة في نصف الكرة الجنوبي، وفي عكس اتجاه حركة عقرب الساعة شمال خط الاستواء، وهذان الخطان هما المسئولان عن سمات الطقس الرئيسية كالرياح التجارية المستمرة في المناطق المدارية، والرياح الغربية السائدة في المناطق المعتدلة الشمالية. والسبب الآخر للرياح البعيدة المدى هو أن الهواء الذي يعلو المحيطات لا يسخن بالقدر الذي يسخن به الهواء الذي يعلو البر. وتنشأ الرياح عندما يتدفق هواء المحيط البارد إلى البر ليحل محل الهواء الدافئ الصاعد. والنتيجة النهائية هي نظم للطقس غير مستقرة ودائمة التغير. إن طاقة ضوء الشمس الحرارية تتحول باستمرار إلى طاقة حركة للرياح. ولكن هذه الطاقة تتغير عن طريق الاحتكاك مع سطح الأرض وفي داخل الرياح ذاتها، وجزء صغير من طاقة الرياح هو الذي يمكن الاستفادة به فعلاً. فمعظم الرياح تهب في الارتفاعات العالية أو فوق المحيطات، وعلى ذلك فهي بعيدة المنال. وتعتمد الطاقة المتاحة في الرياح بصورة حاسمة على سرعتها حيث تتضاعف الطاقة إلى 8 أمثالها كلما زادت سرعة الرياح إلى المثلين. والمتوسط السنوي لسرعة الرياح يتفاوت من أقل من 6 أميال في الساعة في بضع مناطق، إلى 20 ميلاً في الساعة في بعض المناطق الجبلية والساحلية. والسرعات التي تبلغ أو تزيد على 12ميلاً في الساعة في المتوسط وهي السرعات المناسبة لكي تكون الآلة الريحية المولدة للكهرباء اقتصادية، ويمكن أن تتوافر في مناطق واسعة. وتبلغ طاقة الرياح الكونية المتوقعة ما يعادل تقريباً 5 أضعاف الاستخدامات الكهربائية الحالية على مستوى العالم، وحيث إن القوى المتاح توليدها من الرياح ترتفع بارتفاع مكعب سرعة الرياح، لذلك فإن المناطق ذات الرياح الشديدة سوف تشهد تطوراً كبيراً في هذا المجال. وفي الولاياتالمتحدةالأمريكية ظهر أن توربينات الرياح التي ركبت على 6% من مساحة الأرض يمكن أن تفي بما يوازي 20% من احتياجاتها من الكهرباء. وتكفي 3 ولايات أمريكية (هي نورث وساوث داكوتا، وولاية تكساس)، ورغم أن أحداً لا يتوقع تنفيذ مثل هذه الخطة فمن الواقع أن القوى المحركة المولدة من الرياح سوف تصبح مكوناً أساسياً في شبكة الكهرباء في أمريكا الشمالية. والرياح مثلها مثل باقي أنواع الطاقات المتجددة لا يمكن الاعتماد عليها بصفة مستديمة فأي بقعة على الأرض قد تتعرض لرياح عاتية في بعض الأوقات، وقد تتوقف عندها الريح تماماً في أوقات أخرى وللتغلب على مشكلة تذبذب الطاقة، نتيجة لتغير سرعة الريح. ويجب أن يواكب برنامج إنشاء محطات قوى تعمل بطاقة الريح برنامجاً آخر لحفظ الطاقة، إما على صورة طاقة كهربية في بطاريات أو طاقة ميكانيكية تستخدم في رفع المياه إلى أعلى فوق جبل مثلاً، ثم إعادة استخدام هذه المياه في توليد الكهرباء عندما تضعف الرياح. وتنتج التوربينات الريحية الصغيرة بأحجام وأشكال كثيرة، ويتركز معظم النشاط الإنتاجي على الآلات التي يمكنها توليد ما يتفاوت من كيلووات واحد إلى 15 كيلووات، وتقل أقطار ريشه عن 12متراً. والمنزل الأمريكي النموذجي الكائن في منطقة يزيد فيها متوسط سرعة الرياح على 12 ميلاً في الساعة يمكن أن يحصل على معظم احتياجاته من الكهرباء باستخدام توربين ريحي تتراوح قدرته بين 3 – 5 كيلووات. وتتفاوت تكاليف نظام طاقة الرياح الذي يعد للوفاء باحتياجات مثل هذا المنزل، من 5 آلاف إلى 20 ألف دولار أمريكي. وهناك توربين الأماكن النائية النموذجي وهو صغير ومتين ويولد تياراً مستمراً يمكن اختزانه في بطاريات لاستخدامه عندما لا تكون الرياح شديدة. وتستخدم الآن 20 ألف توربين ريحي في الأماكن النائية في نقط مراقبة الحرائق، والمطارات النائية، والمزارع المنعزلة في أستراليا، وعلى العوامات الطافية لإرشاد السفن بعيداً عن ساحل شيلي، وفي الأماكن المقامة بها الأكواخ الجبلية بسويسرا. وتوجد صناعات نشيطة للتوربينات الريحية في أسترالياوالدانمارك وهولندا والسويد والولاياتالمتحدة وبضعة بلاد أخرى. والتوربينات الريحية عادة أرخص في الاستخدام من المولدات التي تعمل بالديزل، خاصة في المناطق التي تكون الحاجة فيها إلى الكهرباء قليلة جداً. ومع هذا فإن هذه النظم الصغيرة للطاقة الريحية باهظة الثمن فهي تولد الكهرباء بسعر يزيد كثيراً على 20 سنتاً للكيلووات ساعة أي أعلى كثيراً من سعر الكهرباء التي تولد مركزياً في معظم البلاد. وذلك لأن الكهرباء التي تولدها يجب أن تخزن في بطاريات، وهذه عملية مرتفعة التكلفة جداً. وفي السنوات الأخيرة أنتج نظام مختلف تماماً يمكن استخدامه مقترناً مع الكهرباء المستمدة من مرفق توليد الكهرباء. فبدلاً من أن تنتج هذه التوربينات الريحية تياراً مستمراً توصل بمولد حتى ينتج تياراً متردداً مماثلاً تماماً للكهرباء التي يحملها معظم خطوط المرفق. وهناك آلات جديدة أخرى يستخدم فيها محول متزامن لأداء هذا العمل نفسه. وبهاتين التقنيتين يمكن استخدام الكهرباء المستمدة من الشبكة المركزية مع الكهرباء الريحية في المنازل وأماكن العمل. وبدلاً من أن يضطر مستخدم هذه التوربينات إلى الاعتماد على البطاريات أثناء سكون الرياح، فإنه يسحب الكهرباء من المرفق العام كأي عميل عادي. وعندما تكون الرياح وفيرة، والحاجة إلى الكهرباء قليلة، يمكن إعادة إدخال الطاقة الزائدة في خطوط المرفق العام، فيعمل عداد العميل في الاتجاه العكسي. وهكذا يصبح مالك الآلة الريحية منتجاً للكهرباء، بالإضافة إلى كونه مستهلكاً لها، وتكون شبكة المرفق العام هي في الواقع بطارية العميل. وتشير الدراسات إلى أن هناك 3.8 مليون منزل بالأنحاء الريفية بالولاياتالمتحدة تصلح مواقع مناسبة على وجه الخصوص للمولدات الريحية الصغيرة وما يزيد على 370 ألف مزرعة. ويمكن على أساس هذه الدراسة، تقدير أنه من الممكن أن يكون في الولاياتالمتحدةالأمريكية في يوم من الأيام عدد كبير من التوربينات الريحية الصغيرة العاملة يصل إلى 5 ملايين توربين تمد بنحو 25 ألف ميجاوات من القدرة المولدة للكهرباء أي نصف ما تمد به الطاقة النووية حالياً. وتحتل الولاياتالمتحدة مكان الصدارة في مجال تطوير الآلات الريحية، فمنذ عام 1975 بدأت إدارة شئون الطيران والفضاء "ناسا" العمل في سلسلة من التوربينات الأفقية المحور المطردة الكبر، وقد أصبح هذا البرنامج تحت إشراف وزارة الطاقة الآن، وتكفلت حديثاً بإنشاء ثلاثة توربينات بقدرة 2500 كيلووات في وادي نهر كولومبيا الشديد الرياح في الجزء الشمالي الغربي على ساحل المحيط الهادي. وقد صممت شركة بوينج آلة ضخمة مذهلة لها ريشتان ترسمان قوساً يبلغ قطره 100 متراً تقريباً يمكن رؤيتها من مسافة 5 أميال في اليوم الصحو. وتستخدم الطاقة لإدارة مولد متزامن يدفع بالكهرباء مباشرة في الشبكة الكهربائية التابعة لإدارة الكهرباء لمنطقة بونفيل. ومن المتوقع أن تولد هذه الآلة الكهرباء بسعر ابتدائي قدره 8 سنتات تقريباً للكيلووات ساعة. ويأمل المسئولون الرسميون في الدانمارك أن تعرض قريباً في الأسواق آلة من إنتاجهم تبلغ قدرتها 630 كيلووات. وهناك واحدة من كبريات الشركات الهندسية في إنجلترا تصنع محطات توليد الكهرباء بالطاقة النووية، وتقوم هذه الشركة بتصميم توربين ريحي قدرته 3 آلاف كيلووات بتمويل حكومي. وطورت شركة بندكس وشركة هاملتون ستاندارد بالولاياتالمتحدةالأمريكية آلتين أفقيتين المحور قدرتاهما 3 آلاف، و4 آلاف كيلووات. وفي ألمانيا برنامج يسمى برنامج "جرويان" يتضمن 25 مشروعاً، بعضها لإنتاج مراوح صغيرة لإنتاج طاقة كهربائية في حدود 15 كيلووات، لاستخدامها في الدول النامية ومشروع آخر لإنتاج مراوح عملاقة يصل قطر المروحة إلى 50 متر، وقدرتها 265 كيلووات ساعة. الطاقة المائية: وتعد الشمس الطاقة الميكانيكية في المياه المتدفقة حيث إن 23% من الطاقة الشمسية التي تصل الأرض تسقط على سطح البحار والأنهار والمحيطات فيتبخر الماء منها ويتصاعد بخار الماء مع الهواء إلى طبقات الجو العليا، فيبرد ويكون السحب التي تسير مع الهواء إلى مناطق بعيدة وإذا ما قابلت سفوح الجبال فإنها تبرد وتتحول ثانياً إلى ماء أو برد يهطل فوق هذه الجبال، ومنها يندفع إلى أسفل بسرعة كبيرة فيكون المجارى المائية والأنهار. جزء آخر من الأمطار يتجمع فوق الجبال في بحيرات كبيرة حتى إذا ما امتلأت فاض منها الماء هابطاً إلى أسفل مكوناً المساقط المائية. ولكي يمكن استغلال طاقة الوضع المكتسبة في كميات الماء الهائلة المخزونة في هذه البحيرات، توضع بوابات عند مخارج هذه البحيرات بحيث يمكن عن طريقها التحكم في معدل سقوط الماء. وطاقة الوضع تساوى وزن الماء المخزون في البحيرة مضروبا في ارتفاع البحيرة عن النقطة التي ستستغل عندها هذه الطاقة. وعند اندفاع الماء المخزون في البحيرة إلى أسفل تتحول طاقة الوضع إلى طاقة حركة، فإذا ما سقطت على توربين متصل بمولد كهرباء تتحول طاقة الحركة هذه إلى طاقة ميكانيكية تدير التوربين وتولد الكهرباء، وكفاءة توليد الطاقة الكهربائية من المساقط المائية تصل إلى 85% وهى أعلى من كفاءة توليد الكهرباء بواسطة المحطات الحرارية. وقد أخذت دول كثيرة في إنشاء السدود عند منافذ البحيرات المرتفعة وفي مناطق الشلالات. وفي البلاد التي بها أنهار يمكن بناء السدود والخزانات الكبيرة على مجارى هذه الأنهار، واستخدام ارتفاع منسوب المياه وراء السد في إدارة التوربينات لتوليد الكهرباء. كما هو الحال عند السد العالي المقام على بحيرة ناصر في أسوان في مصر وينتج سنوياً 8663 جيجا وات ساعة. ومن ميزات استخدام محطات توليد الطاقة الكهربية المائية أنها لا تحدث تلوثاً للبيئة ؛ رأس المال المنفق يتمثل في بناء السد أو الخزان وهذا يفيد في تنظيم الري إلي جانب توليد الكهرباء ؛ كفاءة توليد الكهرباء من الطاقة المائية عالية تصل إلي 85 % ، بينما في المحطات الحرارية لا يتعدي 40 % ومن الخلايا الشمسية 15 % ؛ لا تحتاج إلي تكاليف عالية للصيانة ، إلي جانب أن التوربينات المائية سهلة التركيب والتشغيل . طاقة المد والجزر: وتعتبر طاقة المد والجزر من مصادر الطاقة الميكانيكية في الطبيعة ، وهذه الظاهرة تنشا عن التجاذب بين الأرض والقمر، ويكون تأثير قوى التجاذب كبير في المنطقة التي يتعامد عليها القمر على سطح الأرض، ولا يتأثر سطح اليابس بهذه القوة بينما يتأثر سطح الماء. وفي المحيطات ينبعج الماء إلى أعلى وينجذب كذلك مركز الأرض في اتجاه القمر مما يسبب مداً آخر في المنطقة المقابلة من الأرض. وأول من قدم تفسيراً عملياً لهذه الظاهرة هو عالم الفلك الألماني "جوهانس كبلر" حيث ربط بين حركات الماء في ارتفاعها وانخفاضها وبين أوضاع كل من الشمس والقمر. ثم جاء العالم البريطاني "إسحاق نيوتن" ووضع قوانينه الخاصة عن الجاذبية بين مختلف الأجسام، وبذلك وضع الأساس الذي تقوم عليه النظرية الحديثة التي تفسر ظاهرة المد والجزر. ونظراً لحركة الأرض حول نفسها مرة كل 24 ساعة، وأن جذب القمر يحدث مداً في نقطتين متقابلتين على سطح الأرض في آن واحد، فان الفترة الزمنية بين كل مدين متتاليتين هو 12 ساعة. وتظهر ظاهرة المد بوضوح في بعض الخلجان بالمحيطات ، وفي بعض المناطق يصل ارتفاع الماء أثناء المد إلى 15 متراً حيث يمكن استغلال هذه الظاهرة مصدراً لتوليد الطاقة الكهربائية. وتستخدم طاقة المد في توليد الكهرباء عن طريق بناء سد عند مدخل الخليج الذي يتمتع بفرق كبير في منسوب الماء بين المد والجزر، وتوضع توربينات توليد الكهرباء عند بوابة هذا السد. ففي فترة المد يرتفع منسوب الماء في المحيط أمام بوابات السد فتفتح البوابات شيئاً فشيئاً ويدخل الماء من المنسوب المرتفع خارج الخليج إلى المنسوب المنخفض داخله فيدير توربينات توليد الكهرباء وتغلق البوابات بعد ذلك. وعندما ينحصر المد وينخفض منسوب المياه في المحيط أمام السد تفتح البوابات شيئاً فشيئاً فيندفع الماء من المنسوب المرتفع داخل الخليج إلى المنسوب المنخفض في المحيط فيدير توربينات الكهرباء بما فيه من طاقة وضع وقد تحولت إلى طاقة حركة. وتغلق البوابات بعد ذلك حتى يبدأ المد مرة أخرى بعد 12 ساعة فتعود الدورة من جديد ، لذلك هناك 4 دورات لتوليد الكهرباء في اليوم الواحد ، 2 أثناء المد ودخول الماء من المحيط إلى داخل الخليج، و2 أثناء الجزر وخروج الماء من الخليج إلى المحيط. وقد أنشأت بعض الدول محطات كهربائية تعمل بطاقة المد والجزر مثل فرنسا. وفي الولاياتالمتحدةالأمريكية محطة قرب شاطئ بريتاني عند مدخل نهر رانس قدرتها 240 ميجاوات، وهناك خطة لاستغلال طاقة المد والجزر في توفير 1% من احتياجاتها في الطاقة، وهناك مشروع آخر تحت الدراسة يزمع إقامته على الشواطئ الغربية لنوفاسكوتشيا حيث يبلغ ارتفاع موجة المد نحو 8.7 متر عند دخولها نهر انابوليس ، وعند خروج المياه إلى البحر أثناء الجزر تدفع توربينات يتوقع لها أن تولد نحو 20 ميجاوات. كذلك بنى الاتحاد السوفيتي سابقا ً، محطة مشابهة على مدخل نهر كميلسايا لا تزيد قدرتها على توليد أكثر من 400 كيلو وات. الطاقة الغازية: ويعد غاز الهيدروجين على رأس قائمة أنواع الوقود التي يمكن استخدامها بعد أن تستنفذ أنواع الوقود التقليدية، إذ إنه من أكثر الغازات وفرة في هذا الكون وهو يمثل المادة الخام بقلب كل النجوم، ورغم وفرته في قلب النجوم وفي الفراغ الواقع بين المجرات، إلا أن الغلاف الجوي للأرض لا يتوافر به غاز الهيدروجين الحر الطليق. ويستخدم غاز الهيدروجين حالياً في الصناعة في كثير من الأغراض، لذلك فهو يحضر بكميات كبيرة تصل نحو 10 تريليونات قدم مكعب في العالم، ويمكن الحصول عليه بالتحليل الكهربائي للماء وهذه الطريقة تعطي غازاً نقياً بدرجة كبيرة، ولهذا تعد المياه المتوافرة في البحار والمحيطات المصدر الرئيسي لهذا الغاز وذلك بطريقة التحليل الكهربائي للماء، ويمكن الحصول على التيار الكهربائي اللازم من الطاقة الشمسية. وقد استخدم غاز الهيدروجين في توليد الكهرباء بوساطة خلايا الوقود وهو لا يسبب أي تلوث للبيئة، إذ إنه عندما يحترق يعطي بخار الماء الذي يعد مكوناً طبيعياً من مكونات الهواء. وتصنع خلية الوقود المبسطة من قطبين من الكربون محملين بقليل من فلز البلاتين الذي يعد عاملاً مساعداً في حمض الكبريتيك. وعند إمرار تيار من غاز الهيدروجين على أحد هذين القطبين، وإمرار تيار من غاز الأكسجين أو من الهواء على القطب الثاني فان مثل هذه الخلية البسيطة تعطى فولتاً واحداً من التيار المستمر، ويمكن تجميع مثل هذه الخلايا على هيئة أعمدة كبيرة يتكون كل منها من عشرات من هذه الخلايا للحصول على الجهد اللازم. وتمتاز خلايا الوقود بأنها لا ينتج عن تشغيلها ضوضاء أو ضجيج مثل بقية محطات القوى الأخرى، ولذلك فانه يمكن إقامة محطات توليد الكهرباء التي تدار بخلايا الوقود في أي مكان في وسط المدن وفي المناطق الآهلة بالسكان، مما يوفر قدراً كبيراً من التكاليف عند توزيع الطاقة الكهربائية الناتجة منها. ويمكن استخدام وحدات مجمعة صغيرة من هذه الخلايا لتوفير الطاقة في بعض المباني الكبيرة أو في بعض المتاجر الضخمة التي قد تحتاج من 25 200 كيلووات من الكهرباء، ويقدر الباحثون في هذا المجال أن كفاءة توليد الكهرباء من هذه الخلايا ستصل مستقبلا إلى نحو 80%. وتحتاج خلايا الوقود عند استخدامها في توليد الكهرباء إلى جهاز يحول الوقود إلى غاز غني بالهيدروجين، وجهاز آخر يحول التيار المستمر الناتج منها إلى تيار متردد حتى يتمشى مع تيار الشبكة الكهربائية العادية. استخدام الطاقة المولدة من الكتلة الحيوية "البيوغاز": حيث لقي موضوع توليد الطاقة من المخلفات العضوية بالتخمير اللاهوائي وهو ما يعرف باسم تقنية الإنتاج الحيوي اهتماماً كبيراً في جميع التطبيقات. وتجدر الإشارة إلى أن تكنولوجيا الغاز الحيوي لا تسهم في حل مشكلة الطاقة فحسب ولكنها تسهم أيضاً في حل مشكلتي نقص الغذاء وزيادة التلوث البيئي. وتمثل تقنية الغاز الحيوي أهمية خاصة في الاستخدامات العسكرية نظراً لكونها وسيلة لمكافحة التلوث، وإعادة استخدام مياه الصرف الصحي، ومخلفات المطابخ في المعسكرات والمدن العسكرية. ويستخدم أيضا في قري الدول النامية حيث يتم تجميع المخلفات العضوية والزراعية ويتم استخدامها في توليد الكهرباء والتدفئة وفي طهي الطعام. إن الاهتمام العالمي بمصادر الطاقة البديلة يعود بالأساس إلى ازدياد قناعة اللاعبين الأساسين في هذا المجال من اقتصاديين وسياسيين بأن الحاجة إلى مصادر مختلفة عن المصادر التقليدية أصبحت أكثر وضوحاً من ذي قبل. بمعنى أن القناعة بالحاجة لمصادر جديدة للطاقة قد ازدادت ليس فقط من منطلق أن بدأت بالنضوب بل أيضاً لو بقيت مصادر الطاقة التقليدية على مستوياتها الحالية فهي لا تكفي لسد احتياجات البشرية خلال 50 أو 100 عام القادمة.
