لقد دفع تغير المناخ الكثير من الناس إلى التساؤل عما يمكنهم فعله لإبطاء هذه الأزمة المتدهورة بسرعة. حتى وقت ليس ببعيد، كانت الإجابات قليلة جدًا. مع نمو المجتمع وتوسع التكنولوجيا، يتم تطوير المزيد والمزيد من حلول الطاقة المبتكرة والفعالة.
في هذه المقالة، نستكشف كيف يمكن لصناعة البناء والتشييد الاستفادة من بعض هذه الحلول.
تستخدم مشاريع البناء السكنية والتجارية الطاقة يوميًا، وفي عام 2021، كانت الصناعة مسؤولة عن 37% من جميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بالعمليات.
تتحمل شركات البناء مسؤولية كبيرة لتبني وتنفيذ خيارات بناء أكثر استدامة، ومع ذلك، من الضروري أيضًا إثارة الطلب، وإذا بدأ المستهلكون في البحث عن حلول طاقة أكثر استدامة من الشركات، فسوف يساهمون بشكل مباشر في تعزيز تنميتهم.
أحسن حل طاقة للبناء
لقد تم بالفعل نشر بعض حلول الطاقة، بينما لا يزال البعض الآخر قيد التقدم، فمن الأفضل أن تكون على دراية بكليهما وأن تبحث عما هو متاح لمساعيك الإنشائية المستقبلية.
1- التصميم تكاملي
إن حل الطاقة الأساسي الذي يستخدمه معظم شركات البناء هو التحول إلى المصادر المتجددة. تعد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وغيرها من أنواع الطاقة النظيفة بدائل مستدامة يمكنها تقليل الاعتماد على الموارد التقليدية. ولكن هناك أيضًا مسألة الطاقة المتجسدة، والتي تمثل جميع الموارد المستخدمة لإنتاج مادة أو مشروع ما.
يعد مفهوم التصميم المتكامل حلاً جيدًا للطاقة يركز على استخدام الأدوات المتاحة بشكل أكثر كفاءة. تنطبق هذه التقنية على قطاعات أخرى مثل النقل، لكن البناء يمكن أن يأخذ ذلك في الاعتبار أيضًا.
على سبيل المثال، يعد وجود تخطيط مناسب لمجاري الهواء وتركيبها في المنزل بديلاً أفضل لاستخدام نظام مجاري مختلف. تتميز الأنابيب بقطر أصغر من خيارات القنوات الأخرى، لذا فهي أكثر كفاءة في نقل الهواء الساخن أو البارد عبر المبنى. القيام بذلك يمكن أن يوفر ما يقدر بنحو 97٪. % من ضخ الطاقة ويمكن أن تساهم في الحفاظ على خمس الكهرباء العالمية.
مثال ملموس آخر، تسخين وتبريد الأسمنت يتطلب الكثير من الطاقة والمياه. الطريقة التقليدية لخلط طن واحد من الأسمنت يمكن أن تنتج طنًا واحدًا من ثاني أكسيد الكربون. ويمكن تجنب ذلك باختيار هياكل أخرى مثل الأساسات الخشبية الدائمة.
2- مواد جاهز
تعتبر المواد الجاهزة حلاً جيدًا للطاقة ومتوفر بالفعل في السوق، فهي تسمح بإعادة استخدام مواد البناء التي قد تذهب إلى مكب النفايات، كما أنها تقضي على الإفراط في استخدام مواردك حيث يتم حساب كل شيء مسبقًا.
تتم عملية بناء المباني الجاهزة مثل المنازل المصنعة بسرعة. يولد البناء الجاهز نفايات أقل بنسبة 15.38٪ مقارنة بأشكال البناء الأخرى. إنه بالتأكيد خيار جيد للجدران والأسقف أو حتى المبنى بأكمله.
ويمكن للمباني الجاهزة أيضًا أن تعمل جنبًا إلى جنب مع أشكال أخرى من الطاقة المتجددة، على سبيل المثال من خلال دمج طاقة الكتلة الحيوية من خلال المواد العضوية مثل الكريات الخشبية والنفايات الزراعية. القيام بذلك يمكن أن يقلل من البصمة الكربونية لعملية البناء.
وفي الولايات المتحدة، وصلت المساكن المصنعة إلى كل الولايات تقريباً، ويرجع الطلب المتزايد على المباني الجاهزة في الأغلب إلى ارتفاع أسعار المساكن ومعدلات الرهن العقاري.
3- مزج غاز متحرك
إن مزج الغاز الديناميكي هو تصميم محرك يساعد شركات البناء على تشغيل الآلات باستخدام خليط من الديزل والغاز الطبيعي. تتيح لك هذه التقنية الحصول على أفضل ما في كلا النوعين من الوقود مع تقليل الانبعاثات قدر الإمكان.
بالإضافة إلى ذلك، يعمل المحرك مثل محرك الديزل النقي، لذلك ليس هناك الكثير من منحنى التعلم في التنفيذ، ومع ذلك، فإن عامل الجذب الرئيسي لاعتماد الخلط الديناميكي للغاز هو القدرة على استخدام مصادر الوقود الأخرى.
على سبيل المثال، لا ينتج حرق الغاز سوى 1% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المصنعة في جميع أنحاء العالم.
إن حرق الغاز أو تركه يمكن أن يضر أكثر مما ينفع، لذلك من الأفضل اعتماد خلط الغاز الديناميكي في عمليات البناء، واستخدامه في عملياتك ودمجه مع غاز آخر يمكن أن يقلل من التأثير البيئي الإجمالي.
4- إنتاج وقود شمسي
الطاقة الشمسية تأتي على رأس قائمة الطاقة المتجددة. تعد تقنية الطاقة الشمسية الحرارية طريقة شائعة وتستخدم كبديل للكهرباء في العديد من المنازل والشركات.
في حين أن الكثيرين يتجهون إلى الطاقة الشمسية، فمن الطبيعي أن نبدأ في التساؤل عما هو التالي: إنتاج الوقود الشمسي.
إنتاج الوقود الشمسي هو عملية تسخير طاقة ضوء الشمس وتحويلها إلى وقود سائل مع الماء وثاني أكسيد الكربون.
إن وصول الطاقة الشمسية إلى سطح الأرض خلال ساعة واحدة يمكن أن يدعم الاستهلاك العالمي للطاقة لمدة عام كامل، وبالتالي فإن هذه الطريقة يمكن أن تقلل الاعتماد على الديزل والغازات الضارة الأخرى.
وفي حين أن هذا المفهوم لا يزال قيد التحسين، فإن تأثير إنتاج الوقود الشمسي على قطاع البناء والتصنيع يبدو واعداً.
يستخدم العديد من المقاولين الكيروسين لتشغيل معدات البناء. ويمكنه أيضًا توفير التدفئة والإضاءة في مواقع العمل.
على الرغم من أن الكيروسين له قيمة كبيرة، إلا أنه يأتي من النفط وينتج عنه انبعاثات.
يمكن أن يكون الوقود الشمسي بديلاً صديقًا للبيئة لذلك، ويمكنه أيضًا استبدال الهيدروكربونات مثل الميثان والإيثانول.
يعد العثور على هذه البدائل المتجددة واستخدامها أمرًا أساسيًا لتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري على المدى الطويل.
من الناحية المثالية، يمكن أن يكون الوقود الشمسي نقطة انطلاق لأنظمة تخزين الطاقة الأكثر كفاءة.
إن القدرة على تخزين الوقود لأشهر أو أكثر ونقله إلى أي مكان في العالم تجعل المورد ذا قيمة.
5- الأنظمة هيدروجين الاخضر
يستخدم الهيدروجين الأخضر التحليل الكهربائي، الذي يكسر جزيئات الماء لاستخراج الطاقة الهيدروجينية.
الناتج مشابه للهيدروجين الرمادي، على الرغم من أن الأخير يستخدم الوقود الأحفوري لتحطيم الجزيئات، مما يؤدي إلى 830 مليون طن متري من الانبعاثات سنويًا.
الهيدروجين الأخضر هو مورد متجدد يتم إنتاجه دون تلوث. وتسعى أستراليا إلى أن تصبح مصدرا رائدا في آسيا نظرا لمناخها وقدراتها القوية على توليد هذا النوع من الطاقة، حيث استثمرت حكومتها 525 مليون دولار أسترالي (347 مليون دولار أمريكي) لتطوير ثمانية مراكز للهيدروجين في جميع أنحاء البلاد.
وعلى المستوى الصناعي، من المقرر أن يستخدم إنتاج السيارات الكهربائية والتعدين أنظمة الهيدروجين الأخضر.
وتعهدت شركة هيونداي بتصنيع 500 ألف سيارة هيدروجينية باستخدام تكنولوجيا خلايا الوقود بحلول عام 2030. وبشكل أساسي، ستعمل السيارات على خزانات هيدروجين نظيفة ومضغوطة بدلاً من تشغيلها بالكهرباء فقط.
6- طاقة رياح محمول عن طريق الجو
تعد توربينات الرياح هي الطريقة الأكثر شيوعًا لتسخير مصدر الطاقة هذا، ولكن قد يكون من الصعب استخدامها في المناطق التي تفتقر إلى المساحة. وأدت هذه المعضلة إلى ابتكار نظام طاقة الرياح المحمولة جوا، أي توليد الطاقة المعلقة في الهواء.
تطير معظم أجهزة طاقة الرياح المحمولة جواً في مواجهة الرياح المعاكسة أو الرياح المعاكسة. يسمح لهم تصميمهم بالتنقل على ارتفاعات 200 متر (656 قدمًا) وما فوق.
يمكن لبعض الاختلافات، مثل الطائرات الورقية، أن تظل متصلة بتوربينات ثابتة، مما يوفر الطاقة المجمعة. يمكن لأنظمة طاقة الرياح المحمولة جواً أيضًا توليد الطاقة على متن الطائرة.
وفقًا لوزارة الطاقة، يمكن لهذا النظام أن يحصد قدرًا كبيرًا من الطاقة مثل التوربينات الأرضية، ومع ذلك، فإنهم يسلطون الضوء على أن التكنولوجيا لا تزال بحاجة إلى مزيد من التطوير. على الرغم من أن هذا النوع من الطاقة لن يحل محل توربينات الرياح التقليدية، إلا أنه يمكن أن يساعد في العمليات الأصغر، مثل تزويد الجزر النائية بالطاقة، كما تقول كريستينا آرتشر، مديرة مركز أبحاث الرياح بجامعة ديلاوير (CReW).
7- المضخة الحرارية الارضية
شكل آخر من أشكال الطاقة المتجددة التي يمكن أن تكون مفيدة في عملية البناء هو دمج مضخة الحرارة الأرضية.
وتمثل التدفئة المنزلية 42% من استهلاك الطاقة في القطاع السكني، حيث تعتمد معظم الأسر على الغاز الطبيعي.
الطاقة الحرارية الأرضية هي مصدر تدفئة متجدد يحارب هذا الاعتماد. توفر المنطقة الموجودة تحت الأرض مصدرًا كبيرًا للحرارة، ويمكن للعائلات الاستفادة منها لتغيير درجات حرارة منازلهم.
يوصى باستخدام المضخات الحرارية الأرضية للمباني الجديدة، ولكن يمكن إضافتها بأثر رجعي إلى الهياكل القائمة لزيادة كفاءة التدفئة إلى أقصى حد.
لقد دفع تغير المناخ الكثير من الناس إلى التساؤل عما يمكنهم فعله لإبطاء هذه الأزمة المتدهورة بسرعة. حتى وقت ليس ببعيد، كانت الإجابات قليلة جدًا. مع نمو المجتمع وتوسع التكنولوجيا، يتم تطوير المزيد والمزيد من حلول الطاقة المبتكرة والفعالة.
في هذه المقالة، نستكشف كيف يمكن لصناعة البناء والتشييد الاستفادة من بعض هذه الحلول.
تستخدم مشاريع البناء السكنية والتجارية الطاقة يوميًا، وفي عام 2021، كانت الصناعة مسؤولة عن 37% من جميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بالعمليات.
تتحمل شركات البناء مسؤولية كبيرة لتبني وتنفيذ خيارات بناء أكثر استدامة، ومع ذلك، من الضروري أيضًا إثارة الطلب، وإذا بدأ المستهلكون في البحث عن حلول طاقة أكثر استدامة من الشركات، فسوف يساهمون بشكل مباشر في تعزيز تنميتهم.
أحسن حل طاقة للبناء
لقد تم بالفعل نشر بعض حلول الطاقة، بينما لا يزال البعض الآخر قيد التقدم، فمن الأفضل أن تكون على دراية بكليهما وأن تبحث عما هو متاح لمساعيك الإنشائية المستقبلية.
1- التصميم تكاملي
إن حل الطاقة الأساسي الذي يستخدمه معظم شركات البناء هو التحول إلى المصادر المتجددة. تعد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وغيرها من أنواع الطاقة النظيفة بدائل مستدامة يمكنها تقليل الاعتماد على الموارد التقليدية. ولكن هناك أيضًا مسألة الطاقة المتجسدة، والتي تمثل جميع الموارد المستخدمة لإنتاج مادة أو مشروع ما.
يعد مفهوم التصميم المتكامل حلاً جيدًا للطاقة يركز على استخدام الأدوات المتاحة بشكل أكثر كفاءة. تنطبق هذه التقنية على قطاعات أخرى مثل النقل، لكن البناء يمكن أن يأخذ ذلك في الاعتبار أيضًا.
على سبيل المثال، يعد وجود تخطيط مناسب لمجاري الهواء وتركيبها في المنزل بديلاً أفضل لاستخدام نظام مجاري مختلف. تتميز الأنابيب بقطر أصغر من خيارات القنوات الأخرى، لذا فهي أكثر كفاءة في نقل الهواء الساخن أو البارد عبر المبنى. القيام بذلك يمكن أن يوفر ما يقدر بنحو 97٪. % من ضخ الطاقة ويمكن أن تساهم في الحفاظ على خمس الكهرباء العالمية.
مثال ملموس آخر، تسخين وتبريد الأسمنت يتطلب الكثير من الطاقة والمياه. الطريقة التقليدية لخلط طن واحد من الأسمنت يمكن أن تنتج طنًا واحدًا من ثاني أكسيد الكربون. ويمكن تجنب ذلك باختيار هياكل أخرى مثل الأساسات الخشبية الدائمة.
2- مواد جاهز
تعتبر المواد الجاهزة حلاً جيدًا للطاقة ومتوفر بالفعل في السوق، فهي تسمح بإعادة استخدام مواد البناء التي قد تذهب إلى مكب النفايات، كما أنها تقضي على الإفراط في استخدام مواردك حيث يتم حساب كل شيء مسبقًا.
تتم عملية بناء المباني الجاهزة مثل المنازل المصنعة بسرعة. يولد البناء الجاهز نفايات أقل بنسبة 15.38٪ مقارنة بأشكال البناء الأخرى. إنه بالتأكيد خيار جيد للجدران والأسقف أو حتى المبنى بأكمله.
ويمكن للمباني الجاهزة أيضًا أن تعمل جنبًا إلى جنب مع أشكال أخرى من الطاقة المتجددة، على سبيل المثال من خلال دمج طاقة الكتلة الحيوية من خلال المواد العضوية مثل الكريات الخشبية والنفايات الزراعية. القيام بذلك يمكن أن يقلل من البصمة الكربونية لعملية البناء.
وفي الولايات المتحدة، وصلت المساكن المصنعة إلى كل الولايات تقريباً، ويرجع الطلب المتزايد على المباني الجاهزة في الأغلب إلى ارتفاع أسعار المساكن ومعدلات الرهن العقاري.
3- مزج غاز متحرك
إن مزج الغاز الديناميكي هو تصميم محرك يساعد شركات البناء على تشغيل الآلات باستخدام خليط من الديزل والغاز الطبيعي. تتيح لك هذه التقنية الحصول على أفضل ما في كلا النوعين من الوقود مع تقليل الانبعاثات قدر الإمكان.
بالإضافة إلى ذلك، يعمل المحرك مثل محرك الديزل النقي، لذلك ليس هناك الكثير من منحنى التعلم في التنفيذ، ومع ذلك، فإن عامل الجذب الرئيسي لاعتماد الخلط الديناميكي للغاز هو القدرة على استخدام مصادر الوقود الأخرى.
على سبيل المثال، لا ينتج حرق الغاز سوى 1% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المصنعة في جميع أنحاء العالم.
إن حرق الغاز أو تركه يمكن أن يضر أكثر مما ينفع، لذلك من الأفضل اعتماد خلط الغاز الديناميكي في عمليات البناء، واستخدامه في عملياتك ودمجه مع غاز آخر يمكن أن يقلل من التأثير البيئي الإجمالي.
4- إنتاج وقود شمسي
الطاقة الشمسية تأتي على رأس قائمة الطاقة المتجددة. تعد تقنية الطاقة الشمسية الحرارية طريقة شائعة وتستخدم كبديل للكهرباء في العديد من المنازل والشركات.
في حين أن الكثيرين يتجهون إلى الطاقة الشمسية، فمن الطبيعي أن نبدأ في التساؤل عما هو التالي: إنتاج الوقود الشمسي.
إنتاج الوقود الشمسي هو عملية تسخير طاقة ضوء الشمس وتحويلها إلى وقود سائل مع الماء وثاني أكسيد الكربون.
إن وصول الطاقة الشمسية إلى سطح الأرض خلال ساعة واحدة يمكن أن يدعم الاستهلاك العالمي للطاقة لمدة عام كامل، وبالتالي فإن هذه الطريقة يمكن أن تقلل الاعتماد على الديزل والغازات الضارة الأخرى.
وفي حين أن هذا المفهوم لا يزال قيد التحسين، فإن تأثير إنتاج الوقود الشمسي على قطاع البناء والتصنيع يبدو واعداً.
يستخدم العديد من المقاولين الكيروسين لتشغيل معدات البناء. ويمكنه أيضًا توفير التدفئة والإضاءة في مواقع العمل.
على الرغم من أن الكيروسين له قيمة كبيرة، إلا أنه يأتي من النفط وينتج عنه انبعاثات.
يمكن أن يكون الوقود الشمسي بديلاً صديقًا للبيئة لذلك، ويمكنه أيضًا استبدال الهيدروكربونات مثل الميثان والإيثانول.
يعد العثور على هذه البدائل المتجددة واستخدامها أمرًا أساسيًا لتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري على المدى الطويل.
من الناحية المثالية، يمكن أن يكون الوقود الشمسي نقطة انطلاق لأنظمة تخزين الطاقة الأكثر كفاءة.
إن القدرة على تخزين الوقود لأشهر أو أكثر ونقله إلى أي مكان في العالم تجعل المورد ذا قيمة.
5- الأنظمة هيدروجين الاخضر
يستخدم الهيدروجين الأخضر التحليل الكهربائي، الذي يكسر جزيئات الماء لاستخراج الطاقة الهيدروجينية.
الناتج مشابه للهيدروجين الرمادي، على الرغم من أن الأخير يستخدم الوقود الأحفوري لتحطيم الجزيئات، مما يؤدي إلى 830 مليون طن متري من الانبعاثات سنويًا.
الهيدروجين الأخضر هو مورد متجدد يتم إنتاجه دون تلوث. وتسعى أستراليا إلى أن تصبح مصدرا رائدا في آسيا نظرا لمناخها وقدراتها القوية على توليد هذا النوع من الطاقة، حيث استثمرت حكومتها 525 مليون دولار أسترالي (347 مليون دولار أمريكي) لتطوير ثمانية مراكز للهيدروجين في جميع أنحاء البلاد.
وعلى المستوى الصناعي، من المقرر أن يستخدم إنتاج السيارات الكهربائية والتعدين أنظمة الهيدروجين الأخضر.
وتعهدت شركة هيونداي بتصنيع 500 ألف سيارة هيدروجينية باستخدام تكنولوجيا خلايا الوقود بحلول عام 2030. وبشكل أساسي، ستعمل السيارات على خزانات هيدروجين نظيفة ومضغوطة بدلاً من تشغيلها بالكهرباء فقط.
6- طاقة رياح محمول عن طريق الجو
تعد توربينات الرياح هي الطريقة الأكثر شيوعًا لتسخير مصدر الطاقة هذا، ولكن قد يكون من الصعب استخدامها في المناطق التي تفتقر إلى المساحة. وأدت هذه المعضلة إلى ابتكار نظام طاقة الرياح المحمولة جوا، أي توليد الطاقة المعلقة في الهواء.
تطير معظم أجهزة طاقة الرياح المحمولة جواً في مواجهة الرياح المعاكسة أو الرياح المعاكسة. يسمح لهم تصميمهم بالتنقل على ارتفاعات 200 متر (656 قدمًا) وما فوق.
يمكن لبعض الاختلافات، مثل الطائرات الورقية، أن تظل متصلة بتوربينات ثابتة، مما يوفر الطاقة المجمعة. يمكن لأنظمة طاقة الرياح المحمولة جواً أيضًا توليد الطاقة على متن الطائرة.
وفقًا لوزارة الطاقة، يمكن لهذا النظام أن يحصد قدرًا كبيرًا من الطاقة مثل التوربينات الأرضية، ومع ذلك، فإنهم يسلطون الضوء على أن التكنولوجيا لا تزال بحاجة إلى مزيد من التطوير. على الرغم من أن هذا النوع من الطاقة لن يحل محل توربينات الرياح التقليدية، إلا أنه يمكن أن يساعد في العمليات الأصغر، مثل تزويد الجزر النائية بالطاقة، كما تقول كريستينا آرتشر، مديرة مركز أبحاث الرياح بجامعة ديلاوير (CReW).
7- المضخة الحرارية الارضية
شكل آخر من أشكال الطاقة المتجددة التي يمكن أن تكون مفيدة في عملية البناء هو دمج مضخة الحرارة الأرضية.
وتمثل التدفئة المنزلية 42% من استهلاك الطاقة في القطاع السكني، حيث تعتمد معظم الأسر على الغاز الطبيعي.
الطاقة الحرارية الأرضية هي مصدر تدفئة متجدد يحارب هذا الاعتماد. توفر المنطقة الموجودة تحت الأرض مصدرًا كبيرًا للحرارة، ويمكن للعائلات الاستفادة منها لتغيير درجات حرارة منازلهم.
يوصى باستخدام المضخات الحرارية الأرضية للمباني الجديدة، ولكن يمكن إضافتها بأثر رجعي إلى الهياكل القائمة لزيادة كفاءة التدفئة إلى أقصى حد.
