الطاقة والبيئة .. بداية جديدة

بحثا عن الراحة والتكنولوجيا والتقدم .. انطلق العالم بأسره فى سباق محموم، غير مبال ببيئة تألمت كثيرا، وتضررت طويلا، ولكنها احتملت، وصبرت عبر عقود على أنشطة بشرية وصناعية أطلقت فى سمائها الغازات والملوثات، واجتثت من أرضها الأشجار، وحرقت الغابات، وعبثت بطبقة «الأوزون» وبمياه البحار والمحيطات.. العالم كله بالطبع مدان، وإن كانت دول إفريقيا ـ ونحن منها ـ الأقل إساءة إلى الطبيعة وانتهاكا لحقوق البيئة كما ألمح إلى ذلك الرئيس السيسى أخيرا، ذاكرا مصطلح «الطاقة المتجددة»، الذى ربما يبدو جديدا على أسماع العوام، ولكنه ليس كذلك بالنسبة للعلماء والباحثين .. وليست مفاجأة فى مصر ـ التى عهدنا فيها دوما مقومات الخير الكثير ـ أن نجد كنوزا للطاقة النظيفة كامنة فى الرياح والشمس والأمواج والمد والجزر.. كل هذا آن الأوان للتعامل معه باحتراف بعد أن أصبحت تأثيرات التغيرات المناخية خطرا لا يطيق التأخر أو الانتظار.

د.أشرف شعلان - د.حمدى الغيطانى

د . حمدى الغيطانى :

• مصر ضمن دول الحزام الشمسى ومؤهلة لمشروعات توليد الكهرباء من مصادر«نظيفة»
• الأطلس يرشح سيناء وخليج السويس وجانبى النيل لإقامة حقول للرياحد .

◙ أشرف شعلان : ننشر الوعى بقضايا المناخ بين الشباب ونقدم الدعم الفنى لكل المؤسسات

◙ د . فجر عبد الجواد : الأنشطة البشرية السبب الرئيسى لرفع حرارة الأرض على مدى خمسين عاما!

د.فجر عبدالجواد

إيجاد لغة مشتركة وحلول لمواجهة الهم الأكبر الذى يواجهه العالم بأسره فيما يتعلق بالتغيرات المناخية التى تحتاج إلى تضافر جهود كل الدول هو الهدف الأساسى الذى أشار إليه الدكتور أشرف شعلان مدير مركز التميز للتغيرات المناخية التابع للمركز القومى للبحوث، موضحا أن النشاط الصناعى لا يمكن بالطبع إيقافه، ولكن يمكن تحسين بيئته كثيرا، واستخدام بدائل أكثر توافقا مع البيئة العامة ـ وهى متاحة بالفعل ـ من أجل الوصول للحد الأدنى من الانبعاثات الضارة، موضحا طبيعة مركز التميز للدراسات البحثية والتطبيقية للتغيرات المناخية والتنمية المستدامة الذى تم إنشاؤه قبل حوالى عامين بالتعاون مع كل من: وزارة التعليم العالى والبحث العلمى، ووزارة البيئة، وهيئة «الكومساتس» الدولية، ومعهد الصين للتغيرات المناخية، ويضم مجلس ادارته العديد من الجامعات والمراكز والمعاهد البحثية (وطنية وأهلية وخاصة) تتوافق جهودها للعمل على الحد من التغيرات المناخية وآثارها المختلفة، مشيرا إلى أن من أولويات المركز وضع نماذج وطنية وإقليمية موثوق بها، فضلا عن اقتراح حلول واقعية للمساعدة فى إجراءات التكيف والتخفيف من مستويات هذه الآثار، وللحد أيضا من الأضرار المتوقعة مع وضع حلول مستدامة لمساعدة المناطق على أن تصبح أكثر استعدادا لعمليات التكييف والتخفيف لضمان السلامة الصحية والبيئية، الأمر الذى يتم كذلك بالتعاون مع مجلس الوزراء والوزارات الحكومية المحلية والجامعات والمراكز والمعاهد البحثية، ومنظمات المجتمع المدنى، والمنظمات الإقليمية والدولية وأيضا الخبراء والاستشاريين.

وأشار د. شعلان إلى أن من أهداف المركز المرحلية تقديم الدعم الفنى للسياسات والمؤسسات المسئولة عن أنشطة تغير المناخ، وعمل صياغة للسيناريوهات المناخية بناء على البيانات الوطنية لكل القطاعات، فضلا عن دوره فى التنسيق بين الجهات المختلفة، واستعداده لتقديم الدعم العلمى للدولة فى استضافتها للمؤتمرات الدولية الخاصة بتغير المناخ مع دعم المفاوضات المناخية، وتقديم المشاورات العلمية اللازمة لصانعى القرارات فى القطاعين الحكومى وغير الحكومى، كما نعمل على أن نكون الذراع البحثية والعلمية للمجلس الوطنى للتغيرات المناخية لسد الفجوة المعلوماتية فيما يتعلق بالآثار المحتملة لهذه التغيرات والمساهمة فى صنع السياسات ذات الصلة.

تزايد الحرارة يؤدى لذوبان الجليد وارتفاع منسوب البحار

ولأن جزءا كبيرا من مشكلات التغيرات المناخية يحتاج إلى خلق وعى بين فئات متنوعة من المواطنين، أكد د. شعلان اهتمام المركز بتنظيم دورات تدريبية نظرية وعملية على المفاهيم والموضوعات العامة المتعلقة بالمناخ للشباب من سن 18 إلى 25 عاما، مع تقديم شروح مبسطة لمصطلحات مثل: الغلاف الجوى والشمس والاحتباس الحرارى والتلوث والتنوع البيولوجى والتصحر، موضحا أنه يتم الإعلان عن تلك الدورات من خلال الموقع الإليكترونى للمركز تحت عنوان (رواد المناخ)، مشيرا إلى أنه تم الانتهاء من تدريب مجموعتين، وجار البدء فى تدريب مجموعة جديدة فور اكتمال العدد المقرر، بالإضافة إلى نشر المعرفة بقضايا المناخ فى وسائل الإعلام، ومن خلال مواقع التواصل، مشيرا إلى قلة المعرفة لدى الكثيرين بخصوص خطورة التغيرات المناخية، أو الجهل بطبيعتها، وأسبابها وعدم إدراك أن الحلول لمشكلاتها لن تكون على مستوى الدول فقط، فالمجتمعات والأفراد مدعوة أيضا للمشاركة والمساهمة فى التغيير.

لماذا تغير المناخ؟

سؤال أجابت عنه الدكتورة فجر عبد الجواد نائبة مدير مركز التميز للتغيرات المناخية بشرح مبسط أولا للفارق بين الطقس والمناخ، قائلة: على حين يتعلق الطقس بحالة الجو فى أى وقت من الأوقات، ولمدة قصيرة، وفى منطقة محدودة، كما يكون قابلا للتغير السريع، فإن المناخ بالعكس يشير إلى تغيرات موسمية تحدث على مدى فترات طويلة من الزمن وفى منطقة واسعة، فهو متوسط سنوات طويلة من المراقبة.

وتعود د.فجر لتوضح لماذا يعتبر تغير المناخ مشكلة .. مؤكدة أن حالة التغير المناخى السريع يعتبر بمثابة الصدمة للكائنات الحية التى اعتادت العيش على مدى ملايين السنين فى ظروف معينة، فلا يكون بوسعها مواكبة هذه التغيرات السريعة أوالتكيف معها مما يهدد قدرتها على البقاء على قيد الحياة، كما يترتب على التغير المناخى من ناحية أخرى ـ مخاطر أخرى عديدة، تتمثل فى ندرة الموارد المائية وزيادة موجات الجفاف، وتضييق الأراضى المأهولة وارتفاع أسعار الغذاء، موضحة أن البعض يعتقد أن تأثير التغيرات المناخية يتوقف على الإحساس بارتفاع درجة الحرارة أو انخفاضها أو حدوث تقلبات جوية غير مألوفة، ولكن الحقيقة أن هذا التزايد المستمر فى درجات الحرارة يواكبه ارتفاع فى منسوب سطح البحر وذوبان الجليد وتغير أنماط هطول الأمطار، وكل هذا نتاج لظاهرة الاحتباس الحرارى الناجمة عن ارتفاع درجة حرارة الأرض بسبب ارتفاع مستوى غازات ثانى أكسيد الكربون والميثان، بالإضافة إلى غازات أخرى، وبالتالى يتزايد معدل ظواهر الطقس القاسية كالأعاصير وموجات الحر، كما تمتد تأثيرات التغيرات المناخية للحياة الاجتماعية، فتؤدى إلى انتشار الفقر والأمراض، وزيادة معدلات الوفيات ومعدلات الهجرة.

قطع الأشجار أهم أسباب الإحتباس الحرارى

وتقسم د . فجر الأسباب التى أدت لتغير المناخ إلى نوعين، الأول: أسباب طبيعية مثل الإشعاع الشمسى، حيث تتباين كمية الأشعة الشمسية من سنة الى أخرى بحوالى 7% نتيجة لتغير المسافة بين الأرض والشمس، وثورات البراكين وما ينتج عن الغبار أو الرماد البركانى من حجب لأشعة الشمس وحدوث تبريد مؤقت كما فى بركان تشيشون عام 1982 وجبل بيناتوبو عام 1991، وكذلك وجود البحار والمحيطات التى تمتص الكثير من حرارة الشمس لتنقلها عن طريق تيارات المياه إلى المناطق البعيدة، وهنا يلاحظ أن المناطق المتاخمة للبحار والمحيطات تكون أعلى حرارة من المناطق البعيدة عنها.

ثم تنتقل د . فجر إلى بيان النوع الآخر المتعلق بالأنشطة البشرية التى تعتبرها السبب الرئيسى لتغير المناخ وزيادة درجة حرارة الأرض على مدى الخمسين سنة الماضية، مشيرة إلى تسبب الأنشطة الصناعية التى تعتمد عليها طبيعة الحياة الجديدة فى رفع مستويات غازات الدفيئة مثل : غاز ثانى أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروجين فى الغلاف الجوى بشكل كبير جدا، موضحة أن إنتاج الأسمنت يتسبب بمفرده فى إنتاج 5% من إجمالى ثانى أكسيد الكربون أثناء عملية صناعته التى تستلزم درجة حرارة عالية بعد طحن الحجر الجيرى وخلطه مع الرمل والطين، وكذلك الفحم الذى ينتج عن عملية حرقه انبعاث ما يعادل ثلاثة أرباع الكربون فى العالم، مؤكدة أن محطات إنتاج الطاقة مسئولة عن إطلاق 42% من الزئبق، وحوالى ثلثى غاز الكبريت الذى يتسبب فى إنتاج الأمطار الحمضية، وهى ظاهرة تحدث بسبب تصاعد الغازات والأبخرة مثل الكبريت والنيتروجين من عمليات الحرق، لتختلط مع بخار الماء قبل أن تتساقط هذه الأمطار إلى الأرض مرة أخرى حاملة كل هذه الملوثات، وتشير إلى أن من الأسباب البشرية كذلك اللجوء لقطع الأشجار وحرق الغابات، الأمر الذى يؤدى إلى احتجاز حرارة الغلاف الجوى، وزيادة تركيز الكربون الضار الذى يتم إطلاقه فى الجو بعد أن كان محفوظا لسنوات عديدة فى الغطاء النباتى، كذلك يتسبب النشاط الزراعى فى زيادة الاحترار على سطح الأرض بسبب إفراط بعض المزارعين فى استخدام الأسمدة النيتروجينة للتربة والتى تشكل بدورها سببا لإطلاق غازات ملوثة.

سلبيات .. وإيجابيات

لا أحد ينكر أهمية الطاقة فى كل نواحى حياتنا، ولكن هذه الطاقة أضرت ضررا بالغا ببيئتنا، فهل نحن أمام معادلة صعبة أو مستحيلة الحدوث لنضمن استمرار الطاقة اللازمة، وفى الوقت نفسه نتجنب سلبياتها؟

الدكتور حمدى الغيطانى عميد معهد البحوث الهندسية والطاقة الجديدة والمتجددة بالمركز القومى للبحوث يوضح أن المعادلة ليست مستحيلة على الإطلاق، بل يمكن تحقيق ذلك بالفعل من خلال ثلاثة محاور أساسية؛ يعتمد الأول منها على تحسين كفاءة الاستخدامات الحالية لتقليل الانبعاثات عن طريق استخدام «فلاتر» و»مرشحات» لمعالجة الهواء وإزالة أكاسيد الكربون والكبريت والنيتروجين قبل ضخها للخارج عبر المداخن الخاصة بالمصانع ومحطات توليد الكهرباء، استخدام وسائط تبريد صديقة للبيئة لا تؤثر على طبقة الأوزون، أو استخدام تقنيات حديثة تعمل بالطاقة الحرارية بدلا من الكهربائية، وكذلك استخدام أنواع أخرى من الطاقات فى توليد الكهرباء لتقليل حجم الانبعاثات الضارة الملوثة للهواء، مع تفعيل نظام الضبطية القضائية لجهاز شئون البيئة وإعمال القانون.

الفيضانات

ويوضح د. حمدى أن لدينا بديلا غفل عنه العالم طويلا، ولما استشعر حجم الخسارة والضرر بدأت المطالب بالعودة إليه، ألا وهو: الطاقات الجديدة والمتجددة والتى تعتبر مصدرا نظيفا للطاقة وصديقة للبيئة فى الوقت نفسه، كالرياح والشمس والمياه، وحركة الأمواج والمد والجزر وكذلك الطاقة الحرارية الكامنة فى باطن الأرض.

مشيرا إلى مايعرف بالوقود الحيوى، وهو الطاقة المستمدة من الكائنات الحية، سواء النباتية أو الحيوانية، موضحا أن هناك دولا بدأت بتخصيص مناطق بها لزراعة أنواع معينة من النباتات لهذا الهدف، مثل الذرة وفول الصويا فى الولايات المتحدة الأمريكية، واللفت فى أوروبا وقصب السكر فى البرازيل، كما يتم الحصول على الوقود الحيوى من التحليل الصناعى للمزروعات والفضلات وبقايا الحيوانات التى يمكن إعادة استخدامها مثل النفايات والقش والخشب والسماد ومخلفات الأغذية، أما بالنسبة للطاقة الشمسية فيؤكد د. حمدى أنها المصدر الأساسى للطاقة، مشيرا إلى وقوع مصر ضمن دول منطقة الحزام الشمسى الأكثر مناسبة لتطبيقات الطاقة الشمسية، حيث أصدرت هيئة تنمية الطاقة الجديدة والمتجددة التابعة لوزارة الكهرباء، الأطلس الشمسى لمصر الذى يشمل قيم الإشعاع الشمسى الساقط على المتر مربع فى كل ربوعها على مدى فصول السنة، وبالمثل تم عمل أطلس للرياح فى مصر أكد توافر مناطق واعدة تتمتع بسرعات رياح عالية بمنطقة غرب خليج السويس وعلى جانبى النيل وبعض المناطق بسيناء، بما يؤهل لإقامة مشروعات كبرى لتوليد الكهرباء من طاقة الرياح، مؤكدا أنها تعتبر طاقة متجددة لا ينتج عنها غازات تسبب ظاهرة الاحتباس الحرارى، ويمكن فى الوقت نفسه استخدام أراضى مزارع الرياح فى أنواع معينة من الزراعة، وإن كانت لها سلبيات بسيطة مثل الضوضاء التى يمكن التغلب عليها بإنشاء حقول الرياح بعيدا عن المناطق السكنية.

الجفاف

وأشار د. الغيطانى إلى اهتمام الباحثين بالمركز القومى للبحوث فى قطاع الطاقة بدراسة الآثار المترتبة على قضايا تغير المناخ، حيث تم تشكيل محور خاص بالطاقة برئاسته وبمشاركة المعاهد البحثية المعنية بالطاقة، حيث أظهرت القائمة الإحصائية للأبحاث والمشاريع التى لها علاقة بتغير المناخ وجود ما يزيد على 200 بحث منشور فى دوريات علمية متخصصة، وحوالى ٣٠ مشروعا بحثيا، وما يزيد على 15 رسالة علمية وبراءة اختراع، وذلك بالإضافة للعديد من الدراسات التى أجراها المركز لتقليل استهلاك الطاقة الكهربية لأنظمة التبريد والتكييف فى المبانى، واستخدام مواد معينة فى الحوائط وتقليل استهلاك الطاقة الحرارية، وتوفير الوقود فى الغلايات فى القطاع الصناعى واستخدام الطاقة الشمسية فى أنشطة متعددة للصوب الزراعية ومزارع الأسماك وعنابر الدواجن وتجفيف الحاصلات الزراعية وطهى الطعام فى المناطق النائية.

كما أن هناك مشروعات - يضيف الغيطانى - لإنتاج الطاقة الكهربية الصديقة للبيئة من خلال تكنولوجيا «خلايا الوقود»، أى استخدام الهيدروجين كوقود نظيف، وتطبيقاته فى وسائل النقل، ومحطات توليد كهرباء، والأجهزة المحمولة، مشيرا إلى أن مصر لديها إمكانات عالية فى الطاقة المتجددة تمكنها من إنتاج الهيدروجين الأخضر بتكلفة منخفضة، موضحا أنه سمى كذلك لأن إنتاجه من مصادر طاقات متجددة، مثل الرياح والشمس، ومن مزاياه أنه لا يصاحب إنتاجه أى أنبعاثات، كما يسهم فى خفض أسعار الكهرباء .

«براءات» الباحثين لمواجهة آثار التغير المناخى

• الوقود الحيوى من مخلفات زراعية وحيوانية «النانو» لزيادة الطاقة الشمسية
• «فلاتر» لتنقية المياه من الملوثات .. ووحدة «تحلية» بأسعار اقتصادية

القيمة الحقيقية لجهد الباحثين تتضح عندما تتحول من الجانب النظرى إلى الجانب التطبيقى، عشرات الأبحاث لأساتذة بالمركز القومى للبحوث حصلت على براءات اختراع من مركز البراءات المصرى بأكاديمية البحث العلمى، وكلها تقدم حلولا واقعية تتعلق بصورة مباشرة أو غير مباشرة بالطاقة، الدكتورة مروة سعيد شلبى أستاذة الهندسة الكيميائية بالمركز حدثتنا عن مشروعها المتعلق بتوليد غاز الهيدروجين النقى من خلال عملية تخمير للمخلفات الزراعية أو الحيوانية، باستخدام سلالات من البكتيريا، وهى نفس الفكرة القديمة لتوليد غاز البيوجاز، ولكن يتفوق المشروع الجديد فى أن الهيدروجين يعطى قيمة حرارية أعلى أربعة أمثال مقارنة بالغاز الطبيعى، وكذلك أعلى من البيوجاز.

حرائق الغابات

مشروع آخر حدثنا عنه الدكتور أحمد عوض رئيس قسم الهندسة الكيميائية بالمركز قائلا: قمت باستخدام تقنية «النانو» للحصول على درجة انعكاس أكبر للألواح المعدنية المصممة كى تعكس أشعة الشمس، من أجل توليد الطاقة الشمسية، لافتا إلى أنه تم استخدام كل أنواع المعادن من نحاس وألومنيوم وبرونز ونيكل بكفاءة عالية فى صنع تلك الألواح.

كما حدثنا الدكتور أيمن الجندى عن مشروعه الذى شاركته فيه كل من الدكتورة هبة محمد والدكتورة شيرين كامل، موضحا أنه تم التوصل إلى وحدة تحلية المياه المالحة، باستخدام تقنية الأغشية "البوليمرية" حيث تم تصنيع الجهاز بالفعل، ويتميز ببساطة تكلفته الاقتصادية مقارنة بالمستورد.

كما حصل مشروع الدكتورة هبة عبدالله الأستاذة بالمركز القومى للبحوث على براءة اختراع لوحدة مجمعة من الفلاتر القادرة على إنتاج مياه عالية النقاء، من خلال المرور بعدة مراحل تنقية بالفلاتر المصنعة من مواد قابلة للغسيل وإعادة الاستخدام، حيث تقوم بتخليص المياه وفقا لوظيفة كل فلتر من البكتيريا والفيروسات، وكذلك الأتربة والشوائب والمواد العضوية، كما تفصل الأملاح الزائدة، ويمكنها كذلك التعامل مع المياه الملوثة بصرف صحى، وتوضح د. هبة أن الوحدة تصلح للعمل كمحطة متنقلة فى القرى والمناطق التى تحتاج لهذا النوع من المعالجات السريعة لكل أنواع المياه ومنها بالطبع مياه الشرب.

حرائق الغابات

كما أنتج الباحثون بالمركز القومى للبحوث الوقود الحيوى من قش الأرز وزيت الخضراوات وزيت نخالة الأرز، وزيوت القلى والطهى، وكذلك زيت بذور اللفت، وزيت نبات الجاتروفا، والكحوليات والأحماض الدهنية، بالإضافة للمخلفات الصناعية للزيوت والصابون، كما تم استخراج الهيدروجين من قش الأرز، والذى يستخدم فى الزراعات الصحراوية حيث يقلل من استهلاك المياه والأسمدة، ومن ثم يقلل من استخدام الوقود الأحفورى اللازم لإنتاج الطاقة، وبالتالى يقلل من الانبعاثات المسببة للاحتباس الحرارى، حيث تم الحصول على براءة اختراع لهذا المنتج وعمل دراسة جدوى للإنتاج على المستوى الصناعى.

كما تم استخدام الموارد الطبيعية المصرية فى إنتاج وقود حيوى لمزجه بوقود الطائرات النفاثة نظرا لمتطلبات تحالف الطيران العالمى باستخدام نسبة من وقود الطائرات من الوقود الحيوى فقد نجح الباحثون بالمركز القومى للبحوث برئاسة الدكتورة جزين الديوانى الاستاذة بقسم الهندسة الكيميائية فى إنتاج وقود حيوى يعمل على محركات الطائرات، وقد أثبتت نتائج تحاليل هذا الوقود مطابقته مواصفات الوقود العالمى للطائرات، وجار التنسيق مع الجهات المعنية بالدولة لتعميق التصنيع المحلى له.