• أبحاث (130)
• أخبار (501)
• أخبار الخريجين (88)
• أخبار هيئة التدريس (104)
• إعلان (14)
• أهم المقالات (97)
• اكتشافات كاوست (7)
• الشراكة والتعاون (79)
• الطلبة (113)
• المجتمع (5)
• برامج الإثراء (74)
• برنامج الإثراء الشتوي (30)
• بيان صحفي (52)
• فعاليات (63)

العلوم متعددة التخصصات ومستقبل الطاقة

​

نشرت مجلة (Physics Today) التابعة للمعهد الأمريكي للفيزياء في الصيف الماضي ورقة بحثية بعنوان " الفيزياء، والتصديع المائي، والوقود، والمستقبل" شارك في تأليفها مجموعة متعددة التخصصات من العلماء وهم البروفيسور تاديوسز باتزيك، رئيس مركز علي النعيمي لأبحاث وهندسة البترول في جامعة الملك عبدالله لعلوم والتقنية، والبروفيسور مايكل ماردير، أستاذ الفيزياء من جامعة تكساس، والبروفيسور سكوت تينكر مدير مكتب الجيولوجيا الاقتصادية في جامعة تكساس أيضاً. وتناقش الورقة نمط حياتنا الذي أصبح معتمداً على استهلاك الطاقة بكثافة وكيفية المحافظة عليه. 

ويؤكد البروفيسور باتزيك في الورقة على ضرورة إيجاد حلول مستدامة في الوقت الحالي الى أن تصبح مصادر الطاقة البديلة متوفرة وفاعلة.

​​ المتفائلون والمتشائمون 

عند الحديث عن مستقبل الطاقة نجد أن لدينا فريقين: فريق متفائل وفريق متشائم. يرى المتفائلون أن التطورات التقنية والتنمية الاقتصادية ستواصل التكيف بحسب الموارد المتاحة في المستقبل. أما المتشائمون فيرون أن الاقتصاد العالمي يمكن أن ينهار في أي وقت بسبب سلوكنا ونمط حياتنا المهدر للطاقة والغير مستدام. 

كما ناقشت الورقة استدامة النفط والغاز الطبيعي اليوم والتوقعات المستقبلية له عبر الاستشهاد بصناعة زيت الحوت في القرن الثامن عشر حيث كان زيت الحوت يستخدم بكثرة في مصابيح الإنارة. وبانخفاض عدد الحيتان نتيجة الصيد الجائر، تضاعفت قيمة الزيت الى أربعة أضعاف. ثم أكتشف النفط الطبيعي في عام 1859، وأصبح الكيروسين بديلاً عن زيت الحوت. ويجري الآن دراسة سيناريو مماثل من خلال زيادة التركيز على أبحاث وتقنيات الطاقة المتجددة مثل الوقود الحيوي والطاقة الشمسية. 

ويدرك المتفائلون أن تأمين مستقبل طاقة مستقر لن يتحقق دون التزام العلماء وصناع القرار بإيجاد طرق مستدامة لإنتاج الطاقة والحد من اهدارها، فضلاً عن التزام الدول المتقدمة والنامية بتخفيض الاستهلاك اليومي من الطاقة للفرد. ​

التصديع (التكسير) ونمو الغاز الصخري ​

​

التصديع (التكسير) ونمو الغاز الصخري ​

أدت زيادة الطلب العالمي للطاقة الى زيادة الطلب على النفط والغاز الطبيعي. الأمر الذي حدا بالدول المعنية للقيام بجهود كبيرة لتقييم حالة أبار النفط والغاز الحالية مع العمل على اكتشاف مصادر طاقة جديدة.

يعتبر التصديع المائي، أو التكسير، من الطرق المهمة لزيادة إنتاج النفط والغاز، كما ينظر له في الوقت الحالي كتقنية مهمة ومورد جديد للطاقة. وتتم عملية التصديع المائي عبر ضخ كميات كبيرة من السوائل) تشمل الماء والرمل والمواد الكيميائية ( تحت ضغط مرتفع في بئر بهدف إحداث تصديع في الصخور وبالتالي إطلاق الهيدروكربونات المحاصرة بداخلها.

بلغت نسبة انتاج الغاز الصخري في الولايات المتحدة في عام 2000 نحو 1 في المئة. ولكن هذه النسبة ارتفعت بشكل ملحوظ بحلول عام 2010، حيث بلغت أكثر من 20 في المئة. ومن المتوقع بحلول عام 2035 أن ستصل إمدادات الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة من الغاز الصخري بنسبة 46 في المئة. كما أن العديد من الدول الأخرى اليوم أصبحت تهتم باستغلال مخزونها من الغاز الصخري. 

دور علماء الفيزياء

تميزت الورقة البحثية التي نشرتها المجلة بتنوع تخصصات مؤلفيها وانحدارهم من خلفيات علمية مختلفة، حيث يمتلك البروفيسور باتزيك خبرة قوية كمهندس بترول، أما البروفيسور تينكر فشارك بخبرته كعالم جيولوجي، وركز البروفيسور ماردر على جوانب الفيزياء النظرية. 

وتشير الورقة إلى أن مجال الفيزياء متأصل في العديد من التخصصات العلمية على مدى القرنين الماضيين. كما أن علماء الفيزياء بعد تطبيقهم للنظريات يصبحون أقل تخصصاً. فعلى سبيل المثال، علماء الفيزياء هم من اكتشفوا الإلكترونات، الا أنهم لا يستطيعون تصميم الدوائر الكهربائية بدقة مهندسي الكهرباء.

وعلى الرغم من التحديات واختلاف الاهتمامات، فإنه يجب تشجيع ومواصلة التعاون بين الأبحاث النظرية والتطبيقية لتأمين إمدادات الطاقة في المستقبل فضلاً عن تفعيل مشاركة مجتمع الفيزيائيين في دراسة أثر قضايا الطاقة ووضع الحلول لها عبر تطوير مصادر الطاقة البديلة مثل مفاعلات الاندماج، والخلايا الضوئية ومصادر الطاقة الأخرى. ​