التقنيات النظيفة: الخصائص والمزايا والأمثلة - بيئة - 2026

و التكنولوجيات النظيفة هي الممارسات التكنولوجية تلك التي تحاول التقليل يتم إنشاء الأثر البيئي عادة في كل النشاط البشري. تشمل هذه المجموعة من الممارسات التكنولوجية مختلف الأنشطة البشرية وتوليد الطاقة والبناء والعمليات الصناعية الأكثر تنوعًا.

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

الشكل 1. الألواح الشمسية. Lito Encinas ، من ويكيميديا ​​كومنز

كأمثلة على المجالات التي أثرت فيها التقنيات النظيفة ، يمكننا أن نذكر ما يلي:

• في استخدام مصادر الطاقة المتجددة وغير الملوثة.
• في العمليات الصناعية مع تقليل النفايات السائلة والانبعاثات الملوثة السامة.
• في إنتاج السلع الاستهلاكية ودورة حياتها ، مع تأثير ضئيل 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.

نظرة عامة على التقنيات النظيفة

خلفية

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

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

الأهداف

تسعى التقنيات النظيفة إلى تحقيق الأهداف التالية:

• التقليل من التأثير البيئي للأنشطة البشرية.
• الاستخدام الأمثل للموارد الطبيعية والحفاظ على البيئة.
• مساعدة الدول النامية على تحقيق التنمية المستدامة.
• التعاون في الحد من التلوث الناتج عن البلدان 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 انبعاث غازات الاحتباس الحراري ، وهي الأسباب الرئيسية للاحتباس الحراري. لذلك ، يمكن القول أن لها دورًا مهمًا للغاية في التخفيف من تغير المناخ العالمي والتكيف معه.

تشمل التقنيات النظيفة مجموعة واسعة من التقنيات البيئية مثل الطاقة المتجددة ، وكفاءة الطاقة ، وتخزين الطاقة ، والمواد الجديدة ، من بين أمور أخرى.

أنواع التقنيات النظيفة

يمكن تصنيف التقنيات النظيفة حسب مجالات عملها على النحو التالي:

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

الصعوبات في تطبيق التقنيات النظيفة

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

للقيام بذلك ، يجب تقييم ما إذا كانت التقنيات النظيفة المطورة فعالة وموثوقة بدرجة كافية في حل المشكلات البيئية.

يطرح التحول من التقنيات التقليدية إلى التقنيات النظيفة أيضًا العديد من العقبات والصعوبات ، مثل:

• نقص المعلومات الموجودة حول هذه التقنيات.
• عدم وجود موظفين مدربين لتطبيقه.
• التكلفة الاقتصادية العالية للاستثمار اللازم.
• التغلب على مخاوف رواد الأعمال من المخاطرة بتولي الاستثمار الاقتصادي اللازم.

التقنيات النظيفة الرئيسية المطبقة على توليد الطاقة: المزايا والعيوب

من بين التقنيات النظيفة المطبقة في إنتاج الطاقة ما يلي:

-طاقة شمسية

الطاقة الشمسية هي الطاقة التي تأتي من إشعاع الشمس على كوكب الأرض. استخدم الإنسان هذه الطاقة منذ العصور القديمة ، بتقنيات بدائية بدائية تطورت إلى ما يسمى بالتكنولوجيات النظيفة المتطورة بشكل متزايد.

حاليًا ، يتم استخدام ضوء الشمس وحرارةها ، من خلال تقنيات الالتقاط والتحويل والتوزيع المختلفة.

هناك أجهزة لالتقاط الطاقة الشمسية مثل الخلايا الكهروضوئية أو الألواح الشمسية ، حيث تنتج الطاقة من ضوء الشمس الكهرباء ، ومجمعات الحرارة تسمى الهليوستات أو المجمعات الشمسية. يشكل هذان النوعان من الأجهزة أساس ما يسمى "تقنيات الطاقة الشمسية النشطة".

في المقابل ، تشير "تقنيات الطاقة الشمسية المنفعلة" إلى تقنيات الهندسة المعمارية وبناء المنازل وأماكن العمل ، حيث يكون التوجه الأكثر ملاءمة لأقصى قدر من الإشعاع الشمسي ، والمواد التي تمتص أو تنبعث الحرارة وفقًا لمناخ المكان و / أو أو التي تسمح بتشتت أو دخول الضوء والمساحات الداخلية ذات التهوية الطبيعية.

تفضل هذه التقنيات توفير الطاقة الكهربائية لتكييف الهواء (تبريد أو تدفئة تكييف الهواء).

مزايا استخدام الطاقة الشمسية

• الشمس مصدر نظيف للطاقة ، ولا ينتج عنه انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
• الطاقة الشمسية رخيصة ولا تنضب.
• إنها طاقة لا تعتمد على واردات النفط.

مساوئ استخدام الطاقة الشمسية

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

-قوة الرياح

طاقة الرياح هي الطاقة التي تستفيد من قوة حركة الرياح ؛ يمكن تحويل هذه الطاقة إلى طاقة كهربائية باستخدام توربينات المولدات.

تأتي كلمة "إيوليان" من الكلمة اليونانية "أيولس" ، وهي اسم إله الرياح في الأساطير اليونانية.

تستخدم طاقة الرياح عن طريق أجهزة تسمى توربينات الرياح في مزارع الرياح. توربينات الرياح لها ريش تتحرك مع الريح ، متصلة بالتوربينات التي تنتج الكهرباء ثم بالشبكات التي توزعها.

تنتج مزارع الرياح كهرباء أرخص من تلك التي تولدها التقنيات التقليدية ، بناءً على حرق الوقود الأحفوري ، وهناك أيضًا توربينات رياح صغيرة مفيدة في المناطق النائية التي ليس لها اتصال بشبكات توزيع الكهرباء.

الشكل 2. مزرعة الرياح. المصدر: فيكتور سلفادور فيلارينيو ، من ويكيميديا ​​كومنز

في الوقت الحاضر ، يتم تطوير مزارع الرياح البحرية ، حيث تكون طاقة الرياح أكثر كثافة وثباتًا ولكن تكاليف الصيانة أعلى.

الرياح هي أحداث يمكن التنبؤ بها ومستقرة تقريبًا خلال العام في مكان معين على الكوكب ، على الرغم من أنها تقدم أيضًا اختلافات مهمة ، ولهذا السبب لا يمكن استخدامها إلا كمصدر إضافي للطاقة ، كنسخة احتياطية ، للطاقات التقليدية.

مزايا طاقة الرياح

• طاقة الرياح متجددة.
• إنها طاقة لا تنضب.
• إنه اقتصادي.
• ينتج عنه تأثير بيئي منخفض.

عيوب طاقة الرياح

• طاقة الرياح متغيرة ، ولهذا السبب لا يمكن أن يكون إنتاج طاقة الرياح ثابتًا.
• بناء توربينات الرياح مكلف.
• تمثل توربينات الرياح تهديدًا لحيوانات الطيور لأنها سبب الوفاة بسبب الاصطدام أو الاصطدام.
• تنتج طاقة الرياح التلوث الضوضائي.

-الطاقة الحرارية الأرضية

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

تأتي كلمة الطاقة الحرارية الأرضية من الكلمة اليونانية "geo": الأرض و "الترمس": الحرارة.

درجة حرارة باطن الكوكب مرتفعة تزداد مع العمق. توجد في باطن الأرض مياه جوفية عميقة تسمى المياه الجوفية. تسخن هذه المياه وترتفع إلى السطح مثل الينابيع الساخنة أو الينابيع الحارة في بعض الأماكن.

توجد حاليًا تقنيات لتحديد مواقع هذه المياه الساخنة وحفرها وضخها ، مما يسهل استخدام الطاقة الحرارية الأرضية في مواقع مختلفة على هذا الكوكب.

مزايا الطاقة الحرارية الجوفية

• تمثل الطاقة الحرارية الجوفية مصدرًا نظيفًا للطاقة ، مما يقلل من انبعاث غازات الاحتباس الحراري.
• إنها تنتج قدرًا ضئيلًا من النفايات وأضرارًا بيئية أقل بكثير من الكهرباء التي تنتجها المصادر التقليدية مثل الفحم والنفط.
• لا ينتج عنه تلوث صوتي أو ضوضاء.
• إنه مصدر رخيص نسبيًا للطاقة.
• إنه مورد لا ينضب.
• تحتل مساحات صغيرة من الأرض.

مساوئ الطاقة الحرارية الجوفية

• يمكن أن تتسبب الطاقة الحرارية الجوفية في انبعاث أبخرة حمض الكبريتيك ، وهي قاتلة.
• يمكن أن يتسبب الحفر في تلوث المياه الجوفية المجاورة بالزرنيخ والأمونيا وغيرها من السموم الخطرة.
• إنها طاقة غير متوفرة في جميع المحليات.
• في ما يسمى "الخزانات الجافة" ، حيث لا يوجد سوى الصخور الساخنة على عمق ضحل ويجب حقن الماء حتى يتم تسخينه ، يمكن أن تحدث الزلازل مع تمزق الصخور.

- طاقة المد والجزر والأمواج

تستفيد طاقة المد والجزر من الطاقة الحركية أو الحركية لمد البحر. تستخدم طاقة الأمواج (وتسمى أيضًا طاقة الأمواج) الطاقة الناتجة عن حركة أمواج المحيط لتوليد الكهرباء.

الشكل 3. طاقة الأمواج. المصدر: P123 ، من ويكيميديا ​​كومنز

مزايا طاقات المد والجزر والأمواج

• إنها طاقات متجددة لا تنضب.
• في إنتاج كلا النوعين من الطاقة ، لا توجد انبعاثات غازات الدفيئة.
• فيما يتعلق بطاقة الأمواج ، من الأسهل التنبؤ بظروف التوليد المثلى مقارنة بمصادر الطاقة المتجددة النظيفة الأخرى.

مساوئ طاقات المد والجزر والأمواج

• ينتج عن كلا مصدري الطاقة تأثير بيئي سلبي على النظم البيئية البحرية والساحلية.
• الاستثمار الاقتصادي الأولي مرتفع.
• يقتصر استخدامه على المناطق البحرية والساحلية.

- الطاقة الهيدروليكية

يتم توليد الطاقة الهيدروليكية من مياه الأنهار والجداول والشلالات أو شلالات المياه العذبة. لتوليدها ، يتم بناء السدود حيث يتم استخدام الطاقة الحركية للمياه ، ومن خلال التوربينات يتم تحويلها إلى كهرباء.

ميزة الطاقة الكهرومائية

• الطاقة الكهرومائية رخيصة نسبيًا وغير ملوثة.

مساوئ الطاقة الكهرومائية

• يؤدي بناء السدود المائية إلى قطع مساحات كبيرة من الغابات وإلحاق أضرار جسيمة بالنظم البيئية المرتبطة بها.
• البنية التحتية مكلفة اقتصاديا.
• يعتمد توليد الطاقة الكهرومائية على المناخ ووفرة المياه.

أمثلة أخرى لتطبيقات التكنولوجيا النظيفة

الطاقة الكهربائية المنتجة في الأنابيب النانوية الكربونية

تم تصنيع الأجهزة التي تنتج تيارًا مباشرًا عن طريق إطلاق الإلكترونات عبر الأنابيب النانوية الكربونية (ألياف الكربون الصغيرة جدًا).

يمكن لهذا النوع من الأجهزة المسمى "الطاقة الحرارية" توفير نفس القدر من الطاقة الكهربائية مثل بطارية الليثيوم الشائعة ، والتي تكون أصغر بمئة مرة.

البلاط الشمسي

إنها بلاطات تعمل مثل الألواح الشمسية ، وهي مصنوعة من خلايا رقيقة من النحاس والإنديوم والغاليوم والسيلينيوم. لا يتطلب بلاط السقف الشمسي ، على عكس الألواح الشمسية ، مساحات مفتوحة كبيرة لبناء الحدائق الشمسية.

زينيث للطاقة الشمسية

تم ابتكار هذه التكنولوجيا الجديدة من قبل شركة إسرائيلية. تستفيد من الطاقة الشمسية من خلال جمع الإشعاع باستخدام المرايا المنحنية ، والتي تزيد كفاءتها عن خمسة أضعاف كفاءة الألواح الشمسية التقليدية.

المزارع العمودية

احتلت أنشطة الزراعة والثروة الحيوانية والصناعة والبناء والتخطيط الحضري وتدهورت جزءًا كبيرًا من تربة الكوكب. حل النقص في التربة المنتجة هو ما يسمى بالمزارع العمودية.

توفر المزارع العمودية في المناطق الحضرية والصناعية مناطق زراعة دون استخدام التربة أو تدهورها. بالإضافة إلى ذلك، فهي مناطق النباتات التي تستهلك CO ₂ - غازات الدفيئة معروف - وتنتج الأكسجين من خلال عملية التمثيل الضوئي.

المحاصيل المائية في صفوف الدورية

هذا النوع من المحاصيل المائية في صفوف دوارة ، صف واحد فوق الآخر ، يسمح بإشعاع شمسي كافٍ لكل نبات ويوفر في كمية المياه المستخدمة.

محركات كهربائية فعالة واقتصادية

إنها محركات لا تحتوي على انبعاثات غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون CO ₂ وثاني أكسيد الكبريت SO ₂ وأكسيد النيتروجين NO ، وبالتالي لا تساهم في الاحتباس الحراري للكوكب.

المصابيح الموفرة للطاقة

بدون محتوى الزئبق ، معدن سائل شديد السمية وملوث للبيئة.

المعدات الالكترونية

مصنوعة من مواد لا تشمل القصدير ، وهو معدن ملوث للبيئة.

المعالجة الحيوية لتنقية المياه

تنقية المياه باستخدام الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا.

ادارة النفايات الصلبة

مع تحويل النفايات العضوية إلى سماد وإعادة تدوير الورق والزجاج والبلاستيك والمعادن.

نوافذ ذكية

حيث يكون دخول الضوء ذاتي التنظيم ، مما يسمح بتوفير الطاقة والتحكم في درجة الحرارة الداخلية للغرف.

توليد الكهرباء من خلال البكتيريا

وهي معدلة وراثيًا وتنمو على نفايات الزيوت.

الألواح الشمسية الهباء الجوي

يتم تصنيعها بمواد متناهية الصغر (مواد معروضة بأبعاد صغيرة جدًا ، مثل المساحيق الدقيقة جدًا) التي تمتص أشعة الشمس بسرعة وكفاءة.

المعالجة الحيوية

ويشمل معالجة (إزالة التلوث) المياه السطحية والمياه العميقة والحمأة الصناعية والتربة الملوثة بالمعادن أو الكيماويات الزراعية أو نفايات البترول ومشتقاتها ، من خلال المعالجات البيولوجية بالكائنات الحية الدقيقة.

1. أجيون ، ب. ، ديفيد ، ب. وفوراي ، د. (2009). العلوم والتكنولوجيا والابتكار من أجل النمو الاقتصادي. مجلة سياسة البحث. 38 (4): 681-693. دوى: 10.1016 / j.respol.2009.01.016
2. Dechezlepretre ، A. ، Glachant ، M. and Meniere ، Y. (2008). آلية التنمية النظيفة والانتشار الدولي للتقنيات: دراسة تجريبية. سياسة الطاقة. 36: 1273-1283.
3. Dresselhaus ، MS and Thomas ، IL (2001). تقنيات الطاقة البديلة. طبيعة. 414: 332-337.
4. كيمب ، ر. وفولبي ، م. (2007). نشر التقنيات النظيفة: مراجعة مع اقتراحات لتحليل الانتشار في المستقبل. مجلة الإنتاج الأنظف. 16 (1): S14-S21.
5. زنكنه ، أ. ، جدد ، س. ورحيمي كيان ، أ. (2009). استراتيجية الترويج للتقنيات النظيفة في التخطيط لتوسيع التوليد الموزع. مجلة الطاقة المتجددة. 34 (12): 2765-2773. دوى: 10.1016 / j.renene.2009.06.018