ثانياً: تطور استخدام الطاقة الكهربائية

كانت حاجة الإنسان الأساسية لمصدر ضوئي آمن، وكافٍ، وقادر على التحمل، الدافع وراء التطور الذي حدث في أنظمة الطاقة والقدرة الكهربائية التي صارت اليوم ممتدة عبر القارات. وقد ظل ضوء الغاز وسيلة الإضاءة السائدة حتى منتصف القرن التاسع عشر، ولكن لم يكن آمناً ولا عملياً بدرجة كافية.

وقد أثمرت عبقرية إديسون الخلاقة المصباح الكهربائي المتوهج الضياء، أوجدت الحاجة لنظام إمداد كهربائي. وفي سنة 1880 خرجت للوجود أولى شركات الإضاءة الكهربائية. التي كان أشهرها نظام شارع بيرل الذي بناه إديسون لإمداد حي منهاتن في مدينة نيويورك بالقدرة الكهربائية اللازمة لسريان التيار المستمر. وكانت هذه القدرة تولد بواسطة مولدات تيار مستمر بالبخار، ثم توزع عن طريق كابلات تحت الأرض. ولم ينقطع التيار الكهربائي لهذا النظام إلا مرة واحدة لمدة ثلاث ساعات خلال الأعوام الثمانية الأولى لتشغيله. وبذلك يثبت أنه جدير أن يُعوّل عليه بدرجة قياسية ظلت متحققة في صناعة استخدام الكهرباء طوال تاريخها.

وقد تطورت شركات الإضاءة الكهربائية تطوراً سريعاً في أوربا وأمريكا خلال العقد الأول من عصر الكهرباء، ثم ظهر اختراع محرك الحث الذاتي الذي يعمل بالتيار المتردد في العقد الأخير من القرن التاسع عشر. وبدأت تظهر أنظمة القدرة الكهربائية بشكلها المتطور، وفي عام 1896 تم تشغيل أول مولدين وخط نقل، في بفالو بمدينة نيويورك، بنظام كهربائي بثلاثة أطوار وتردد 25 هرتز. ثم أصبح محرك الحث الذاتي الكهربائي المطور الجهاز السائد الذي يُركب، بعد ذلك، في أغلب الأدوات المنزلية التي تحتاج إلى طاقة، وفي العقود التالية تبع المصابيح والمحركات آلاف أجهزة الاستعمالات الكهربائية التي أصبحت، مجتمعة، تمثل الأحمال في أنظمة القدرة.

ولم تستطع القدرة الهيدروليكية المتاحة في عديد من الدول الصناعية أن تواجه الحاجة للكهرباء التي تزداد باطراد، وبدأ البحث عن طرق توليد جديدة. وقد أصبحت القدرة المولدة بالبخار البديل السائد بعد أن صمم بارسون التوربينية البخارية الدوارة، وأصبح من الممكن، بوساطة هذه الآلة، استغلال الطاقة الكامنة في الرواسب المتعددة للوقود الحفري. وفي عام1982 صار حوالي ثلاثة أرباع القدرة الكهربائية المستخدمة في الولايات المتحدة تستخرج من الوقود الحفري[1].

وكان من الضروري، بعد ظهور التوربينات البخارية العالية السرعة، أن يزداد التردد إلى 50 ـ 60 هرتز. ونُقلت الكهرباء إلى المزارع الريفية، وباستخدام أنظمة الاتصال بين المدن والريف تم إيجاد نظام شامل لأرجاء الدولة.

(اُنظر جدول الطلب العالمي على الطاقة عام 1990)، و(جدول تقديرات الطلب العالمي على الطاقة عام 2100)

وتوضح البيانات أن متوسط نصيب الفرد في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا هو0.92ك وات، وأن متوسط نصيب الفرد من استهلاك الطاقة الكهربائية للمباني 53% من المتوسط العالمي، ومتوسط نصيب الفرد من استهلاك الطاقة الكهربائية في الصناعة يمثل 33% من المتوسط العالمي.

ونظراً للتزايد المستمر في عدد سكان العالم، وعلى سبيل المثال، فإن إجمالي عدد سكان العالم بلغ حوالي 5.3 مليار نسمة عام 1990، نصيب منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا منها حوالي 320 بليون نسمة أي حوالي 6% من إجمالي عدد سكان العالم، والمتوقع أن يصل عدد سكان هذه المنطقة إلى حوالي 859 مليون نسمة عام2100، فقد استخدمت هذه الأرقام لتغذية الاحتياجات المستقبلية للعالم من الطاقة الكهربائية،. (اُنظر جدول التوقعات السكانية للعالم حتى عام 2100)

ونظراً لذلك، بدأ الإنسان في البحث عن مصادر جديدة لتوليد الطاقة الكهربائية بدلاً من الوقود الحفري، نتيجة ندرة مصادر النفط وقرب نضوبها، أما النقطة الثانية اللافتة للنظر فهي العمر القصير، أيضاً، لمصادر اليورانيوم؛ نظراً لأن محطات توليد الكهرباء النووية التقليدية هي محطات حرارية ذات مفاعلات انشطار نووي تستخدم اليورانيوم 235. (جدول العمر المتبقي لمصادر الوقود الأحفوري والنووي على أساس استهلاك عام 1987)  

ويمكن للطاقة النووية أن تُسهم إسهاما مقالاً في تغطية الاحتياجات من الطاقة الكهربائية، فعلى اتساع العالم أصبح عدد المحطات النووية التي تعمل فعلاً426 محطة بينما يجري العمل في إنشاء 94 محطة أخرى. والحقيقة أن قطاع الطاقة النووية معرض لمقاومة كبيرة عند كثير من شعوب العالم، وخاصة بعد حادث ثري مايلز آيلاند بولاية بنسلفانيا الأمريكية، وتشيرنوبل بأوكرانيا السوفيتية سابقاً، علاوة على التكاليف المرتفعة، مع زيادة الصعوبات التمويلية، والمتوقع أن تكون نسبة مساهمة الطاقة النووية من 7% إلى 8% عام2020.

ورغم وجود مصادر هائلة للطاقة المائية الكهربائية؛ فإنها لم تُستغل بعد، وبالأخص في دول العالم الثالث، ويرجع ذلك إلى وجود عوامل معوقة مصدرها المشكلات التمويلية لدول الجنوب، مع ندرة المواقع الملائمة لدول الشمال.

ورغم الاهتمامات الكبيرة لاستخدام مصادر الطاقة الكهربائية الجديدة والمتجددة منذ مدى زمني طويل، إلا إنها تعاني عدم الانتشار؛ نظراً لأسعار الطاقة الكهربائية المولدة من تلك المصادر، ويقر مؤتمر المجلس العالمي للطاقة المنعقد بطوكيو باليابان عام 1995 بأن التنبؤات الخاصة بتنمية مصادر الطاقة الجديدة والمتجددة تعطي افتراضات أكثر واقعية، حيث يتوقع أن تصل إسهاماتها في الوفاء بالطلب على الطاقة إلى 3% عام 2020.