ميزات التقنيات النظيفة والمزايا والعيوب والأمثلة

ال التقنيات النظيفة هي تلك الممارسات التكنولوجية التي تحاول التقليل إلى الحد الأدنى من التأثير البيئي الذي يولد عادة في كل نشاط بشري. تشمل هذه المجموعة من الممارسات التكنولوجية مختلف الأنشطة البشرية وتوليد الطاقة والبناء والعمليات الصناعية الأكثر تنوعًا.

العامل المشترك الذي يوحدهم هو هدفهم في حماية البيئة وتحسين الموارد الطبيعية المستخدمة. ومع ذلك ، لم تكن التقنيات النظيفة فعالة تمامًا في إيقاف الضرر البيئي الناجم عن الأنشطة الاقتصادية البشرية.

كأمثلة على المناطق التي أثرت فيها التكنولوجيات النظيفة ، يمكننا ذكر ما يلي:

• في استخدام مصادر الطاقة المتجددة وغير الملوثة.
• في العمليات الصناعية مع تقليل النفايات السائلة وانبعاثات الملوثات السامة.
• في إنتاج السلع الاستهلاكية ودورة حياتها ، مع الحد الأدنى من التأثير على البيئة.
• في تطوير الممارسات الزراعية المستدامة.
• في تطوير تقنيات الصيد التي تحافظ على الحيوانات البحرية.
• في البناء المستدام والتخطيط الحضري ، من بين أمور أخرى.

مؤشر

• 1 نظرة عامة على التقنيات النظيفة
  • 1.1 الخلفية
  • 1.2 الأهداف
  • 1.3 خصائص التقنيات النظيفة
• 2 أنواع التقنيات النظيفة
• 3 صعوبات في تنفيذ التقنيات النظيفة
• 4 التقنيات النظيفة الرئيسية المطبقة على توليد الطاقة: المزايا والعيوب
  • 4.1 الطاقة الشمسية
  • 4.2 - طاقة الرياح
  • 4.3 - الطاقة الحرارية الأرضية
  • 4.4 - قوة المد والجزر
  • 4.5 - الطاقة الهيدروليكية
• 5 أمثلة أخرى لتطبيقات التكنولوجيا النظيفة
• 6 المراجع

نظرة عامة على التقنيات النظيفة

خلفية

لقد تسبب نموذج التنمية الاقتصادية الحالي في أضرار جسيمة بالبيئة. تظهر الابتكارات التكنولوجية التي تسمى "التقنيات النظيفة" ، والتي تنتج تأثيرًا بيئيًا أقل ، كبدائل متفائلة لجعل التنمية الاقتصادية متوافقة مع الحفاظ على البيئة.

ولد تطوير قطاع التقنيات النظيفة في بداية عام 2000 ويستمر في النمو خلال العقد الأول من الألفية وحتى اليوم. التقنيات النظيفة تشكل ثورة أو تغيير النموذج في التكنولوجيا والإدارة البيئية.

أهداف

تسعى التقنيات النظيفة إلى تحقيق الأهداف التالية:

• تقليل التأثير البيئي الناتج عن الأنشطة البشرية.
• تعظيم استخدام الموارد الطبيعية والحفاظ على البيئة.
• ساعد البلدان النامية على تحقيق التنمية المستدامة.
• التعاون في الحد من التلوث الناتج عن الدول المتقدمة.

خصائص التقنيات النظيفة

تتميز التقنيات النظيفة بالابتكار والتركيز على استدامة الأنشطة البشرية ، والسعي للحفاظ على الموارد الطبيعية (الطاقة والمياه ، من بين أمور أخرى) وتحسين استخدامها.

تسعى هذه الابتكارات إلى الحد من انبعاثات غازات الدفيئة ، وهي الأسباب الرئيسية للاحتباس الحراري. لذلك ، يمكن القول أن لديهم دورًا مهمًا للغاية في التخفيف والتكيف مع تغير المناخ العالمي.

تشمل التقنيات النظيفة مجموعة واسعة من التقنيات البيئية مثل الطاقة المتجددة وكفاءة الطاقة وتخزين الطاقة والمواد الجديدة وغيرها.

أنواع التقنيات النظيفة

يمكن تصنيف التقنيات النظيفة وفقًا لمجالات عملها كما يلي:

• التقنيات المطبقة على تصميم الأجهزة لاستخدام مصادر الطاقة المتجددة وغير الملوثة.
• التقنيات النظيفة المطبقة "في نهاية خط الأنابيب" ، والتي تحاول تقليل الانبعاثات والنفايات السائلة الصناعية.
• التقنيات النظيفة التي تعدل عمليات الإنتاج الحالية.
• عمليات إنتاجية جديدة بتقنيات نظيفة.
• التقنيات النظيفة التي تغير أنماط الاستهلاك الحالية ، والتي يتم تطبيقها على تصميم المنتجات غير الملوثة والقابلة لإعادة التدوير.

صعوبات في تطبيق التقنيات النظيفة

هناك اهتمام كبير حاليًا بتحليل عمليات الإنتاج وتكييفها مع هذه التقنيات الجديدة الأكثر ملاءمة للبيئة.

للقيام بذلك ، يجب تقييمه إذا كانت التقنيات النظيفة المتقدمة فعالة وموثوقة بدرجة كافية في حل المشكلات البيئية.

إن تحول التقنيات التقليدية ، إلى التقنيات النظيفة ، يعرض العديد من العقبات والصعوبات ، مثل:

• نقص في المعلومات الموجودة حول هذه التقنيات.
• نقص الموظفين المدربين لتطبيقه.
• التكلفة الاقتصادية العالية للاستثمار اللازم.
• التغلب على الخوف من رجال الأعمال في خطر اتخاذ الاستثمارات الاقتصادية اللازمة.

ر الرئيسيالتقنيات النظيفة المطبقة على توليد الطاقة: المزايا والعيوب

من بين التقنيات النظيفة المطبقة على إنتاج الطاقة ، ما يلي:

-الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية هي الطاقة التي تأتي من إشعاع الشمس على كوكب الأرض. لقد تم استغلال هذه الطاقة من قبل الإنسان منذ العصور القديمة ، مع التقنيات البدائية البدائية التي تطورت إلى ما يسمى التقنيات النظيفة ، المتطورة بشكل متزايد.

في الوقت الحالي ، يتم استغلال الضوء والحرارة من الشمس من خلال تقنيات التقاط وتحويل وتوزيع مختلفة.

هناك أجهزة لالتقاط الطاقة الشمسية مثل الخلايا الكهروضوئية أو الألواح الشمسية ، حيث تنتج طاقة ضوء الشمس الكهرباء ، وجامعات الحرارة التي تسمى heliostats أو مجمعات الطاقة الشمسية. هذان النوعان من الأجهزة هما أساس ما يسمى "تقنيات الطاقة الشمسية النشطة".

في المقابل ، تشير "تقنيات الطاقة الشمسية السلبية" إلى التقنيات المعمارية وبناء المنازل وأماكن العمل ، حيث تتم دراسة الاتجاه الأكثر ملائمة للإشعاع الشمسي الأقصى ، المواد التي تمتص أو تنبعث الحرارة وفقًا لمناخ المكان و / أو التي تسمح بتشتت أو دخول الضوء والمساحات الداخلية مع التهوية الطبيعية.

تفضل هذه التقنيات توفير الطاقة الكهربائية لتكييف الهواء (تكييف الهواء أو التبريد أو التدفئة).

مزايا استخدام الطاقة الشمسية

• الشمس هي مصدر للطاقة النظيفة ، والتي لا تنتج انبعاثات غازات الدفيئة.
• الطاقة الشمسية غير مكلفة ولا ينضب.
• إنها طاقة لا تعتمد على واردات النفط.

عيوب استخدام الطاقة الشمسية

• يتطلب تصنيع الألواح الشمسية معادن وغير معدنية تأتي من التعدين الاستخراجي ، وهو نشاط يؤثر سلبًا على البيئة.

-طاقة الرياح

طاقة الرياح هي الطاقة التي تستفيد من قوة حركة الرياح. يمكن تحويل هذه الطاقة إلى طاقة كهربائية باستخدام توليد التوربينات.

كلمة "ريح" تأتي من الكلمة اليونانية عولس, اسم إله الرياح في الأساطير اليونانية.

يتم استغلال طاقة الرياح بواسطة أجهزة تسمى توربينات الرياح في مزارع الرياح. توربينات الرياح لها شفرات تتحرك مع الريح ، متصلة بالتوربينات التي تنتج الكهرباء ومن ثم إلى الشبكات التي توزعها.

تنتج مزارع الرياح الكهرباء أرخص من تلك الناتجة عن التقنيات التقليدية ، استنادًا إلى حرق الوقود الأحفوري ، وهناك أيضًا توربينات الرياح الصغيرة المفيدة في المناطق النائية التي ليس لها اتصال بشبكات توزيع الكهرباء.

حاليًا ، يجري تطوير مزارع الرياح البحرية على السواحل ، حيث تكون طاقة الرياح أكثر كثافة وثباتًا ، لكن تكاليف الصيانة أعلى..

الرياح عبارة عن أحداث يمكن التنبؤ بها ومستقرة تقريبًا خلال العام في مكان محدد على الكوكب ، على الرغم من أن لديها أيضًا اختلافات مهمة ، وهذا هو السبب في أنها يمكن استخدامها فقط كمصدر للطاقة التكميلية والنسخ الاحتياطي للطاقات التقليدية.

مزايا طاقة الرياح

• طاقة الرياح قابلة للتجديد.
• إنها طاقة لا تنضب.
• انها اقتصادية.
• ينتج تأثيرًا بيئيًا منخفضًا.

عيوب طاقة الرياح

• طاقة الرياح متغيرة ، ولهذا السبب لا يمكن أن يكون إنتاج طاقة الرياح ثابتًا.
• بناء توربينات الرياح مكلفة.
• تمثل توربينات الرياح تهديدًا لحيوانات الطيور لأنها سبب الوفاة بسبب الصدمة أو الصدمة.
• طاقة الرياح تنتج تلوث الضوضاء.

-الطاقة الحرارية الأرضية

الطاقة الحرارية الأرضية هي نوع من الطاقة النظيفة والمتجددة التي تستخدم الحرارة من داخل الأرض ؛ تنتقل هذه الحرارة من خلال الصخور والمياه ، ويمكن تسخيرها لتوليد الكهرباء.

الكلمة الحرارية الأرضية تأتي من اليونانية "الجغرافية": الأرض و "الترمس": الحرارة.

درجة حرارة الكوكب الداخلية مرتفعة بدرجة تزيد مع العمق. في باطن الأرض توجد مياه جوفية عميقة تسمى المياه الجوفية. يتم تسخين هذه المياه وتخرج إلى السطح مثل الينابيع الساخنة أو السخانات في بعض الأماكن.

في الوقت الحاضر ، هناك تقنيات لتحديد وحفر وضخ هذه المياه الساخنة ، والتي تسهل استخدام الطاقة الحرارية الأرضية في مواقع مختلفة على هذا الكوكب..

مزايا الطاقة الحرارية الأرضية

• تمثل الطاقة الحرارية الأرضية مصدرًا للطاقة النظيفة ، مما يقلل من انبعاثات غازات الدفيئة.
• ينتج الحد الأدنى من كمية النفايات والضرر البيئي أقل بكثير من الكهرباء التي تنتجها المصادر التقليدية مثل الفحم والنفط.
• لا ينتج تلوث الضوضاء أو الضوضاء.
• إنه مصدر رخيص نسبيا للطاقة.
• إنه مورد لا ينضب.
• تحتل مساحات صغيرة من الأرض.

عيوب الطاقة الحرارية الأرضية

• يمكن أن تسبب الطاقة الحرارية الأرضية انبعاث أبخرة حمض الكبريتيك ، وهو قاتل.
• يمكن أن يسبب الحفر تلوث المياه الجوفية القريبة بالزرنيخ والأمونيا ، من بين السموم الخطرة الأخرى.
• إنها طاقة غير متوفرة في جميع المواقع.
• في ما يسمى "الرواسب الجافة" ، حيث توجد فقط صخور ساخنة على عمق ضحل ويجب حقن الماء حتى يكون الجو حارًا ، وقد تحدث زلازل تمزق الصخور.

-قوة المد والجزر

تستفيد طاقة المد والجزر من الطاقة الحركية أو حركة المد البحري. تستخدم طاقة الأمواج (وتسمى أيضًا طاقة الموجة) ، طاقة حركة أمواج البحر لتوليد الكهرباء.

مزايا الطاقة المد والجزر

• أنها قابلة للتجديد ، لا ينضب.
• في إنتاج كلا النوعين من الطاقة ، لا توجد انبعاثات غازات الدفيئة.
• فيما يتعلق بالطاقة الموجية ، من الأسهل التنبؤ بظروف التوليد المثلى مقارنة بغيرها من مصادر الطاقة المتجددة النظيفة.

عيوب طاقة المد والجزر

• ينتج كل من مصادر الطاقة تأثيرًا بيئيًا سلبيًا على النظم الإيكولوجية البحرية والساحلية.
• الاستثمار الاقتصادي الأولي مرتفع.
• يقتصر استخدامه على المناطق البحرية والساحلية.

-القوة الهيدروليكية

يتم توليد الطاقة الهيدروليكية من مياه الأنهار ، والتيارات المائية والشلالات أو الشلالات. من أجل توليدها ، يتم بناء السدود حيث يتم استخدام الطاقة الحركية للمياه ، ومن خلال التوربينات يتم تحويلها إلى كهرباء.

الاستفادة من الطاقة الهيدروليكية

• الطاقة الكهرومائية رخيصة نسبيا وغير ملوثة.

عيوب الطاقة الهيدروليكية

• يولد بناء سدود المياه تطهير مناطق واسعة من الغابات وإلحاق أضرار جسيمة بالنظم الإيكولوجية المرتبطة بها.
• البنية التحتية مكلفة اقتصاديًا.
• يعتمد توليد الطاقة الهيدروليكية على المناخ ووفرة المياه.

أمثلة أخرى لتطبيقات التكنولوجيا النظيفة

الطاقة الكهربائية المنتجة في أنابيب الكربون النانوية

تم تصنيع الأجهزة التي تنتج إلكترونات إطلاق التيار المباشر من خلال أنابيب الكربون النانوية (ألياف الكربون ذات أبعاد صغيرة جدًا).

يمكن لهذا النوع من الأجهزة الذي يطلق عليه "الطاقة الحرارية" توفير نفس كمية الطاقة الكهربائية التي تستخدمها بطارية الليثيوم الشائعة ، حيث تكون أصغر بمئة مرة.

البلاط الشمسية

إنها بلاطات تعمل مثل الألواح الشمسية ، مصنوعة من خلايا رقيقة من النحاس والإنديوم والغاليوم والسيلينيوم. البلاط الشمسية ، على عكس الألواح الشمسية ، لا تتطلب مساحات مفتوحة كبيرة لبناء الحدائق الشمسية.

ذروة تكنولوجيا الطاقة الشمسية

هذه التقنية الجديدة ابتكرتها شركة إسرائيلية. يستخدم الطاقة الشمسية لجمع الإشعاع مع المرايا المنحنية ، التي تزيد كفاءتها عن خمسة أضعاف كفاءة الألواح الشمسية التقليدية.

المزارع العمودية

احتلت أنشطة الزراعة والثروة الحيوانية والصناعة والبناء والتخطيط الحضري جزءًا كبيرًا من تربة الكوكب وحطتها. حل المزارع الرأسية هو الحل لنقص التربة المنتجة.

توفر المزارع الرأسية في المناطق الحضرية والصناعية مناطق زراعة دون استخدام أو تدهور التربة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مناطق الغطاء النباتي التي تستهلك CO₂ -غازات الدفيئة المعروفة - وإنتاج الأكسجين من خلال التمثيل الضوئي.

المحاصيل المائية في الصفوف الدورية

هذا النوع من المحاصيل المائية في الصفوف الدوارة ، صف واحد فوق الآخر ، يسمح بالإشعاع الشمسي الكافي لكل مصنع وتوفير في كمية المياه المستخدمة.

المحركات الكهربائية الفعالة والاقتصادية

إنها محركات لا تحتوي على أي انبعاثات من غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون₂, ثاني أكسيد الكبريت SO_2, أكسيد النيتروجين لا ، وبالتالي لا تسهم في ظاهرة الاحتباس الحراري للكوكب.

المصابيح الموفرة للطاقة

لا يوجد محتوى الزئبق والمعادن السامة عالية السمية والملوثات البيئية.

المعدات الالكترونية

مصنوع من مواد لا تحتوي على القصدير ، وهو معدن ملوث للبيئة.

المعالجة الحيوية ل potabilization المياه

تنقية المياه باستخدام الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا.

إدارة النفايات الصلبة

مع سماد النفايات العضوية وإعادة تدوير الورق والزجاج والبلاستيك والمعادن.

النوافذ الذكية

حيث يكون إدخال الضوء منظم ذاتيًا ، مما يتيح توفير الطاقة والتحكم في درجة الحرارة الداخلية للغرف.

توليد الكهرباء من خلال البكتيريا

هذه هي هندسيا وراثيا وتنمو في النفايات النفطية.

الألواح الشمسية في الهباء الجوي

يتم تصنيعها باستخدام مواد متناهية الصغر (مواد مقدمة بأبعاد صغيرة جدًا ، مثل مساحيق دقيقة جدًا) تمتص أشعة الشمس بسرعة وكفاءة.

المعالجة البيولوجية

يشمل معالجة (إزالة التلوث) للمياه السطحية ، المياه العميقة ، الحمأة الصناعية والتربة ، الملوثة بالمعادن ، الكيماويات الزراعية أو النفايات البترولية ومشتقاتها ، عن طريق العلاجات البيولوجية مع الكائنات الحية الدقيقة.

مراجع

1. Aghion، P.، David، P. and Foray، D. (2009). العلوم والتكنولوجيا والابتكار للنمو الاقتصادي. مجلة سياسة البحث. 38 (4): 681-693. Doi: 10.1016 / j.respol.2009.01.016
2. Dechezlepretre، A.، Glachant، M. and Meniere، Y. (2008). آلية التنمية النظيفة والنشر الدولي للتقنيات: دراسة تجريبية. سياسة الطاقة. 36: 1273-1283.
3. Dresselhaus، M. S. and Thomas، I.L. (2001). تقنيات الطاقة البديلة. الطبيعة. 414: 332-337.
4. Kemp، R. and Volpi، M. (2007). نشر التقنيات النظيفة: مراجعة مع اقتراحات لتحليل الانتشار في المستقبل. مجلة الإنتاج الأنظف. 16 (1): S14-S21.
5. Zangeneh، A.، Jadhid، S. and Rahimi-Kian، A. (2009). استراتيجية الترويج للتقنيات النظيفة في تخطيط التوسع الموزع للجيل. مجلة الطاقة المتجددة. 34 (12): 2765-2773. Doi: 10.1016 / j.renene.2009.06.018