عندما بدأت الثورة الصناعية
كانت كمية الكربون في باطن
بريطانيا على شكل فحم تساوي في ضخامتها
كمية الكربون في باطن السعودية على شكل بترول
وهذا الكربون كان طاقة الثورة الصناعية
لقد أضاف "العظمى" إلى بريطانيا العظمى
و أدى إلى السيطرة البريطانية المؤقتة على العالم
ثم بعد ذلك، في 1918، انتاج الفحم في بريطانيا بلغ ذروته
و هو في انحدار منذ ذلك الحين
مع مضي الزمن، بدأت بريطانيا باستخدام البترول والغاز
من بحر الشمال، وفي عام 2000
انتاج البترول والغاز من بحر الشمال
أيضاً بلغ ذروته، و هو في انحدار الآن
من خلال ملاحظة محدودية
الوقود الأحفوري المحلي المضمون السهل الحصول عليه
إنه دافع للتساؤل: "حسناً، ما هو التالي؟"
كيف ستكون الحياة بعد الوقود الأحفوري؟
ألا يجب أن نفكر بعمق حول
كيفية الإستغناء عن الوقود الأحفوري؟
دافع آخر بالطبع هو التغير المناخي
وعندما يتحدث الناس عن الحياة بعد الوقود الأحفوري
و مبادرات تغير المناخ، أعتقد أن هناك الكثير من
الحديث التافه، الكثير من الإستغلال و الدعاية المضللة
و أشعر بواجبي كفيزيائي أن أحاول أن
أرشد الناس بعيداً عن الهراء و أن أساعدهم
في فهم الأعمال التي تحدث فرق حقاً
وأن يركزوا على الأفكار التي تضيف لذلك
دعوني أوضح ذلك بما يسميه الفيزيائيون
بالحسابات على ظهر المظروف
نحن نحب الحسابات على ظهر المظروف
نسأل سؤال، ثم نكتب بعض الأرقام
فنحصل على جواب
ربما لا يكون دقيقاً، ولكنه يجعلك تقول
"هممم"
لذا إليكم هذا السؤال: تخيلوا لو
أننا قلنا، "نعم، نستطيع الإستغناء عن الوقود الأحفوري"
نستخدم الوقود الحيوي! حُلت المشكلة
في الموصلات، لن نحتاج البترول بعد الآن!
حسناً، ماذا لو زرعنا وقوداً حيوياً لطريق ما
على الحافة العشبية لهذا الطريق
كم يجب أن يكون عرض هذه الحافة لينجح الأمر
حسناً، دعونا نقوم بوضع بعض الأرقام
لنفرض أن السيارات تسير بسرعة 60 ميل في الساعة
ونفرض أنها تستهلك غالون لكل 30 ميل
هذا هو المعدل الأوروبي للسيارة الجديدة
لنفترض أن إنتاجية زراعة الوقود الحيوي
هي 1200 لتر لكل هكتار في السنة
وهذا صحيح بالنسبة للوقود الحيوي الأوروبي
و لنفرض أن السيارات متباعدة 80 متراً
عن بعضها البعض، وأنهم دوماً يسيرون
على طول هذه الطريق
طول الطريق غير مهم، لأنه كلما طال
الطريق، كلما زادت زراعة الوقود الحيوي
ما الذي سنفعله بهذه الأرقام؟
حسناً، نأخذ أول رقم، ونقسمه على
الأرقام الثلاثة الأخرى، فنحصل على 8 كم
هذا هو الجواب
يجب أن يكون عرض المزروعات بهذا القدر
من هذه الإفتراضات
ربما تجعلك تقول، "هممم"
هذا لن يكون سهلاً!
وربما تجعلك تفكر، لعل هناك مشكلة
بخصوص المساحة، وفي حديثي هذا
سوف أتكلم عن مساحات الأراضي، وأسأل
هل هناك مشكلة بخصوص المساحات؟ الجواب سيكون
نعم ولكنه يعتمد على البلد التي أنت فيها
لذا لنبدأ بالمملكة المتحدة
بما أننا فيها اليوم
استهلاك الطاقة للمملكة المتحدة
الكلي، ليس فقط المواصلات، ولكن كل شيء
أُفضل قياسه بالمصابيح الضوئية
إنه كما لو أننا جميعاً لدينا 125مصباحاً مضاءاً طوال الوقت
125كيلو واط في الساعة لليوم الواحد لكل فرد
هذا هو استهلاك الطاقة في المملكة المتحدة
لذا هناك ما يساوي 40 مصباحاً للمواصلات
ما يساوي 40 مصباحاً للتدفئة
وما يساوي 40 مصباحاً للكهرباء
باقي الأمور صغيرة نسبياً
مقارنة بالكبار الثلاثة
في الواقع أثرهم أكبر إذا أخذنا بالحسبان
الطاقة المتجسدة في الأشياء التي نستوردها
إلى بلادنا كذلك. و 90% من هذه الطاقة اليوم
ما زال مصدرها الوقود الأحفوري، و 10% فقط
من مصادر صديقة للبيئة (محتمل)
مثل الطاقة النووية و المصادر المتجددة للطاقة
و بما أن
هذا بالنسبة للمملكة المتحدة، وكثافة السكان فيها
هي 250 فرد للكيلومتر المربع
سوف أعرض الآن البلدان الأخرى لكم
بهذين المقياسين
على المحور العمودي، سأعرض لكم
عدد المصابيح الكهربائية (استهلاكنا للطاقة)
للفرد الواحد هو، 125 مصباحاً كهربائياً
وهذه النقطة الزرقاء تبين مساحة الأرض
للملكة المتحدة
والكثافة السكانية ممثلة على المحور الأفقي
ونحن نمثل 250 فرد للكيلومتر المربع
دعونا نضيف دول أوروبا بالأزرق
وتستطيع أن ترى أن هناك تنوعاً فعلياً
و يجب أن أؤكد، أن كلا المحورين
لوغاريثميين. حين تنتقل من عمود رمادي
إلى التالي أنت تنتقل بمُعامِل قيمته 10
التالي، دعونا نضيف آسيا باللون الأحمر
الشرق الأوسط وشمال أفريقيا بالأخضر
جنوب الصحراء الكبرى و أفريقيا بالأزرق
الأسود لأمريكا الجنوبية
البنفسجي لأمريكا الوسطى
ثم بالأصفر الغامق لدينا أمريكا الشمالية
و أستراليا و نيوزيلندا
و تستطيع أن تلاحظ التنوع الشاسع في كثافة السكان
والإستهلاك الفردي لهم
البلدان مختلفة عن بعضها
في اليسار العلوي كندا و أستراليا مع ضخامة
المساحات، نجد استهلاك عالي للفرد
200 أو 300 مصباح ضوئي للشخص
مع كثافة سكانية منخفضة
في اليمين العلوي، البحرين لديها نفس إستهلاك الطاقة
للفرد ، بما يقارب أرقام كندا
أكثر من 300 مصباح كهربائي للفرد
ولكن كثافة السكان لديهم هي بمعامل 300 مرة أضخم
1،000 فرد للكيلومتر المربع
في اليمين السفلى، بنغلاديش لديها نفس الكثافة السكانية
للبحرين ولكنها تستهلك 100مرة أقل للفرد
اليسار السفلي، حسناً، لا أحد!
في السابق كان هناك الكثير من الناس
إليكم استنتاج آخرمن هذا الرسم
قمت بإضافة ذيول صغيرة خلف السودان، ليبيا،
الصين، الهند و بنغلاديش
وهي تمثل 15 عاماً من التقدم
أين كانوا قبل 15 عاماً، وأين هم الآن
والإستنتاج هو، معظم البلدان في طريقهم إلى اليمين
و إلى الأعلى
أعلى ناحية اليمين (كثافة سكانية أضخم)
واستهلاك أعلى للفرد
لذا، نحن ربما نكون في طريقنا ناحية الزاوية اليمنى
على غير العادة قليلاً المملكة المتحدة بصحبة
ألمانيا، اليابان، كوريا الشمالية، هولندا
و مجموعة صغيرة من البلدان الشاذة
ولكن العديد من البلدان في صعود
و إلى اليمين لينضموا لنا
لذا نحن صورة عن كيف سيكون مستقبل استهلاك
الطاقة في البلدان الأخرى أيضاً
ولقد أضفت أيضاً في هذا الرسم خطوطاً وردية
التي تتجه إلى الأسفل ناحية اليمين
هذه الخطوط تمثل تساوي استهلاك الطاقة
للمساحات المتساوية، أقيسها بوحدة واط للمترالمربع
لذا على سبيل المثال، في الوسط هنا
0.1 واط للمتر المربع،هو استهلاك الطاقة
لوحدة المساحة للسعودية، النرويج والمكسيك بالبنفسجي
وبنغلاديش للـ15 عاما المنصرمة
ونصف سكان العالم يعيشون في بلدان
تعدت هذا الخط بالفعل
المملكة المتحدة تستهلك 1.25
واط للمترالمربع
وهكذا ألمانيا و اليابان تستهلكان أكثر من هذا بقليل
لذا دعونا الآن
نسأل ما علاقة هذا بموضوعنا؟
حسناً، نستطيع قياس مصادر الطاقة المتجددة بنفس الوحدات
والأشكال الأخرى لإنتاج الطاقة بنفس الوحدات
و مصادر الطاقة المتجددة هي أحد الأفكار الرائدة في
كيفية استغنائنا عن عادة الـ90% من الوقود الأحفوري
وهنا تأتي بعض مصادر الطاقة المتجددة
محاصيل الطاقة تعطي نصف واط لكل متر مربع
في مناخ أوروبا
ماذا يعني هذا؟ وربما توقعت
هذه النتيجة، بما بينته لكم عن زراعة الوقود الحيوي
قبل قليل
حسناً، نحن نستهلك 1.25 واط للمتر المربع
ما يعنيه هذا، أنه لو قمنا بتغطية
كل المملكة المتحدة بمحاصيل الطاقة
لن تضاهي متطلبات الطاقة اليوم!
انتاج طاقة الرياح أكثر بقليل
2.5 واط للمتر المربع، ولكن هذا فقط ضِعف
الـ1.25 واط للمتر المربع
و هذا يعني أنه إذا أردت حرفياً انتاج مجموع
استهلاك الطاقة بكل أشكالها على هيئة
حقول رياح، ستحتاج نصف مساحة المملكة المتحدة!
وعلى فكرة، لدي بيانات تدعم كل ما طرحته هنا
التالي، دعونا نلقي نظرة على الطاقة الشمسية
الألواح الشمسية، حين تضعها على السقف
تعطي حوالي 20 واط للمتر المربع في إنجلترا
إذا أردت الحصول على الكثير من الألواح الشمسية
يجب أن تتبنى طريقة المزارع البفارية
حيث تقفز عن الأسطح وتغطي الريف
بالألواح الشمسية أيضاً
حقول شمسية، وبسبب الفجوات بين الألواح
تعطي أقل. إنها تعطي حوالي 5 واط
للمتر المربع من مساحة الأرض
وهنا ترون حقل شمسي في فيرمونت مع بيانات حقيقية
تعطي 4.2 واط للمترالمربع
تذكروا أين كنا، 1.25 واط للمترالمربع،
حقول الرياح 2.5، والحقول الشمسية حوالي 5
لذا أيا كان وأيما كان ما ستختاره منهم
الحاصل هو أيا كان خليط هذه الطاقة المتجددة
التي تستخدمها، إذا أردت تشغيل المملكة المتحدة عليهم
سوف تحتاج أن تغطي ما يقارب
20% إلى 25% من البلد
بمصادر الطاقة المتجددة هذه
وأنا لا أقول أن هذه فكرة سيئة
نحن فقط نحتاج أن نفهم هذه الأرقام
أنا لست ضد الطاقة البديلة بالمطلق. أنا أحبها
ولكني أيضاً موالي لعلم الحساب. (ضحك)
تركيز الطاقة الشمسية في الصحارى يعطي
طاقة أكبر مقابل وحدة المساحة، لأنه لا يوجد لديك
مشكلة السُحب
لذلك هذه المنشئة تعطي 14 واط للمتر المربع
هذه هنا تعطي 10 واط للمتر المربع
وهذه في أسبانيا 5 واط للمترالمربع
وإذا كنا كراماً بخصوص الطاقة الشمسية
أعتقد أن أفضل ناتج ممكن أن يصل لـ20 واط
للمتر المربع. هذا شيء جميل
بالطبع بريطانيا لا يوجد فيها صحاري
حتى الآن! (ضحك)
لذا اليكم الملخص حتى الآن
كل مصادر الطاقة المتجددة على قدر حبي لهم تحتاج مساحة
كلهم لديهم مقدار صغير من الطاقة مقابل وحدة المساحة
ويجب علينا أن نتقبل هذه الحقيقة
وهذا يعني، إذا أردنا من مصادر الطاقة البديلة
أن تحدث فرق واقعي لبلد مثل
المملكة المتحدة على مقياس استهلاك اليوم
يجب أن تتخيل منشئات الطاقة البديلة
بحجم البلد، ليس كل البلد
ولكن جزء من البلد، جزء ضخم!
هنالك خيارات أخرى لتوليد الطاقة أيضاً
لا تتضمن الوقود الأحفوري
هي الطاقة النووية، و على هذه
الخريطة التوضيحية، ترون محطة سايزويل-بي
داخل كيلومتر مربع بالأزرق
عبارة عن واحد غيغاواط للكيلومتر المربع
ما يعني 1000 واط للمتر المربع
لذا بهذا القياس المتري، الطاقة النووية
ليست اقتحامية كباقي المصادر المتجددة
بالطبع الخيارات المترية الأخرى مهمة، والطاقة النووية
لها كل مشاكل القبول لدى الناس
ولكن الشيء نفسه ينطبق على الطاقة المتجددة أيضاً
هنا صورة لتطبيق مجتمعي بكامل قوته
المدينة الصغيرة بنيكوك خارج حدود أدنبرة
وتستطيع رؤية أطفال بنيكوك يحتفلون
بإحتراق ما يمثل طاحونة هوائية
الناس يعارضون كل شيء، ويجب أن نُبقي
جميع الخيارات على الطاولة
ما الذي تستطيع فعله بلد كالمملكة المتحدة من ناحية التزود بالطاقة؟
حسناً الخيارات هي، سأقول أنهم ثلاثة
الطاقة المتجددة وإدراك أنها تحتاج
جزء من حجم البلد؛ المصادر المتجددة للناس الآخرين
لذا يجب أن نرجع ونتحدث بلطف للناس الآخرين
الموجودين في الناحية اليسرى من الرسم وسنقول
"امم، نحن لا نريد وضع مصادر الطاقة المتجددة في فناءنا الخلفي
ولكن، رجاءاً هل نستطيع وضعها في فناءكم؟"
وهذا خيار جديّ
إنها طريقة للعالم في التعامل مع هذه المشكلة
لذا بلدان مثل أستراليا، روسيا، ليبيا و كازاخستان
من الممكن أن يكونوا أفضل الأصدقاء في الطاقة المتجددة
والخيار الثالث هو الطاقة النووية
و هذه بعض خيارات التزويد بالطاقة
بالإضافة لمُحسنات التزويد التي نستطيع تحريكها
وتذكرو أننا بحاجة لكميات كبيرة
لأننا حتى اللحظة
نحصل على 90% من طاقتنا من الوقود الأحفوري
بالإضافة لهذه المُحسنات، نستطيع التحدث عن طرق أخرى
لحل هذه المشكلة، أعني نستطيع تخفيض الطلب
وهذا يعني خفض السكان
(غير متأكد من كيفية القيام بذلك!)
أو تخفيض الإستهلاك الفردي
لذا دعونا نتحدث عن ثلاثة مُحسنات كبيرة
التي في الواقع تساعد في ناحية الإستهلاك
أولاً المواصلات. إليكم مباديء الفيزياء التي تخبركم
بكيفية تخفيض استهلاك الطاقة في المواصلات
والناس في الغالب سيقولون: "اه، بالطبع التكنولوجيا ستجد الحل"
نستطيع صنع سيارات مائة مرة أكثر
في الفعالية، وهذا تقريبا صحيح. دعوني أوضح لكم
استهلاك الطاقة لهذا الخزان النموذجي هنا
هو 80 كيلوواط/الساعة لكل 100 شخص/كم
هذا هو المعدل الأوروبي للسيارات
80 كيلوواط/الساعة! هل نستطيع صنع شيء مائة مرة
أفضل بتطبيق المباديء الفيزيائية المعطاة؟
نعم. ها هي. انها الدراجة. انها أفضل 80 مرة في استهلاك
الطاقة، وهي تعمل على الوقود الحيوي (الكورنفليكس)
(ضحك)
ويوجد بعض الخيارات بين البينين، لأنه ربما
أن السيدة خلف المقبض ستقول: "لا لا لا"
هذا تغيير لنمط الحياة. لا تغير نمط حياتي رجاءً
لذا، حسناً، ربما نُغويها بركوب القطار؟
وهذا ما زال يعتبر أكثر فاعلية من السيارة
ولكنه قد يعتبر تغيير نمط حياة أيضاً!
أو هناك السيارة صديقة البيئة، أعلى يسار
انها تتسع لمراهق واحد
وهي أقصر من (مخروط المرور)
وهي تقريبا بنفس فعالية الدراجة
طالما أنك تقودها بسرعة 15 ميل بالساعة!
بين ذلك، ربما بعض الخيارات الواقعية
على هذا المُحسن، مُحسن المواصلات، لدينا السيارات الكهربائية
لذا الدراجات والسيارات الكهربائية في الوسط
ربما فعالية الطاقة لها أكبر أربع مرات
مقارنة بمثيلها الذي يعمل على البترول
التالي، لدينا مُحسنات التدفئة
التدفئة هي ثلث استهلاكنا للطاقة في بريطانيا
ومعظمه يذهب للمنازل
و المباني الأخرى لتدفئة المساحات الصغيرة والتدفئة بالمياه
اليكم هذا المنزل البريطاني النموذجي (السيء)
إنه منزلي، مع الفيراري أمامه
مالذي نستطيع القيام به حياله؟
حسناً، قوانين الفيزياء مكتوبة بالأعلى هناك
التي تصف... كيف أن استهلاك الطاقة
للتدفئة هي مدفوعة بالأشياء التي تستطيع التحكم بها
تستطيع التحكم بفرق الحرارة
بين الداخل والخارج، وهنالك
شيء تكنولوجي مذهل يسمى الترموستات
أنت تمسكه، وتدوره ناحية اليسار
واستهلاك الطاقة لمنزلك سوف يتناقص
أنا جربت ذلك. إنه يعمل. بعض الناس سيطلقون عليه تغيير نمط الحياة
تستطيع أيضاً جلب عمال حشوة العازل ليقللوا التسريب
من المبنى، حشوة في الحائط، في السقف
تركيب باب أمامي جديد و هكذا
والحقيقة المؤسفة.. انك ستوفر النقود بذلك
هذا ليس مؤسفاً، انه جيد ولكن الحقيقة المؤسفة أنه فقط
سيمنع حوالي 25% من التسريب للمبنى
إذا قمت بهذه الأمور، وهي أفكار جيدة
إذا أردت حقاً مقاربة المعايير
السويدية للمنازل مع منزل سيء كهذا
تحتاج أن تضع عوازل خارجية على المبنى
كما هو ظاهر على مجمع الشقق هذا في لندن
تستطيع أيضاً إيصال الحرارة بفعالية أكثر باستخدام مضخات الحرارة
التي تستخدم مقدار أقل من الطاقة العالية كالكهرباء
لنقل الحرارة من حديقتك إلى منزلك
الجانب المطلبي الثالث للخيارات الذي أريد التحدث عنه
الطريقة الثالثة لتقليل استهلاك الطاقة هو
إقرأ عداداتك.
والناس يتحدثون كثيراً عن العدادات الذكية
ولكن تستطيع القيام بذلك بنفسك!
استخدم عينيك وكن ذكياً، إقرأ عداداتك
وإذا كنت مثلي، فإنها ستغير حياتك
اليكم رسم قمت به
كنت أكتب كتاباً عن الطاقة المستدامة
وسألني أحد الأصدقاء: "حسناً ما مقدار الطاقة التي تستهلكها أنت
في منزلك؟" وكنت محرجاً. لم أكن أعرف في الحقيقة
وهكذا بدأت أقرأ العداد كل أسبوع
والقراءات القديمة ظاهرة
في النصف العلوي من الرسم، ثم في 2007
تظهر بالأخضر أسفل الرسم، وهذا كان حين
كنت أقرأ العداد كل أسبوع وتغيرت حياتي
لأنني بدأت أجرب و أرى
ما الذي أحدث فرقاً. واستهلاكي للغاز
انخفض لأني بدأت أعبث
بالترموستات و التوقيت الخاص بنظام التدفئة
و طرحت أكثر من نصف فاتورة الغاز بهذا
هنالك قصة مشابهه في استهلاكي للكهرباء
حيث أن إطفاء مشغل الدي-في-دي، الستيريو
وملحقات الكمبيوتر التي تعمل طوال الوقت
وفقط تشغيلها وقت الحاجة
طرح ثلثاً آخر من فاتورة الكهرباء لدي
لذا نحن بحاجة لخطط تحدث فرقاً، ولقد وصفت لكم
6 مُحسنات كبيرة، ونحن بحاجة لأعمال ضخمة لأننا
نحصل على 90% من طاقتنا من الوقود الأحفوري
ونحتاج أن نمضي قدماً بقوة في هذه المُحسنات
ومعظم هذه المُحسنات لها مشاكل في القبول لدى الناس
وإذا كان هنالك مُحسن لا تحب استخدامه
حسناً رجاءً ضع في الحسبان أنك تحتاج
المزيد من الجهد في المُحسنات الأخرى
لذا أنا أنصح بشدة أن نخوض في حوار جدّي
حواراً مبنياً على الأرقام والحقائق. و أريد أن أختتم
بهذه الخريطة التي توضح لكم
متطلبات المساحة وما إلى ذلك للحصول على
16 مصباح كهربائي فقط للفرد الواحد
من أحد المصادر الأربعة الكبار
لذا إذا أردت الحصول على 16 مصباح كهربائي، تذكر أن
متطلبات استهلاك الطاقة اليوم هو 125 مصباح للفرد!
إذا أردت 16 من الريح، هذه الخريطة توضح الحل
للملكة المتحدة إنها تحوي 160 حقل للرياح
كل واحد منها 100 كيلومترمربع في المساحة
وهذا عبارة عن زيادة عشرين ضعفاً
فوق حجم حقول الرياح هذه الأيام
الطاقة النووية، للحصول على 16 مصباح كهربائي للفرد ستحتاج
2 غيغاواط لكل نقطة بنفسجية على الخريطة
هذه زيادة أربع أضعاف
فوق مستوى الطاقة النووية هذه الأيام
المساحة الحيوية، للحصول على 16 مصباح كهربائي للفرد، ستحتاج
مساحة أراض تساوي ثلاث مرات ونصف مساحة ويلز
سواء كانت في بلدنا أو في بلد أحدهم
ربما إيرلندا! ربما في مكان آخر. (ضحك)
ومصدر تزويد رابع هو الطاقة الشمسية المركزة
في صحراء أناس آخرين
إذا أردت الحصول على ما يساوي 16 مصباحاً كهربائياً
إذا نحن نتكلم عن هذه الأشكال السداسية الثمانية
بالأسفل ناحية اليمين
المساحة الكلية لهذه الأشكال السداسية
يساوي ضعفي مساحة لندن في صحراء أحدهم
و ستحتاج خطوط كهرباء طول المسافة قاطعة أسبانيا
وفرنسا لتجلب الطاقة من الصحاري إلى مدينة سوريّ
نحتاج إلى خطط تحدث فرقاً
نحتاج أن نكف عن الصراخ ونبدأ بالحديث
وإذا كنا سنخوض في حوار جدّي
نضع خطة تحدث فرق ونبدأ في البناء
ربما تكون هذه الثورة قليلة-الكربون
تكون ممتعة في الحقيقة. شكراً جزيلاً لإصغائكم
(تصفيق)