دور الإلكترونيات المستدامة في التصدي لمشكلة الاحتباس الحراري
الاحتباس الحراري هو ارتفاع متوسط درجة حرارة الأرض مع زيادة كمية الغازات الدفيئة كغاز ثاني أكسيد الكربون وبعض الغازات الأخرى في الجو. وتتسبب هذه الظاهرة في ازدياد معدلات التلوث العالمي، ما يحدث تغييرات جوهرية في حياة الكثير من سكان الكوكب حاليًا ومستقبلاً، فعلى سبيل المثال ارتفع متوسط درجات الحرارة حوالي 1.15 درجة مئوية خلال العقد الماضي بين عامي 2013 و2023 مقارنة بالمتوسط خلال الفترة بين عامي 1850 و1900. ومن المتوقع أن يرتفع متوسط درجات الحرارة ما بين درجة واحدة إلى خمس درجات ونصف مئوية خلال القرن الحالي وفقًا لآخر تقرير صادر عن الأمم المتحدة في عام ٢٠٢٣. وسيؤدي هذا الارتفاع في درجات الحرارة بدوره إلى حدوث مشاكل كثيرة ومتعددة، منها ظهور المجاعات في مناطق مختلفة من العالم بسبب نقص الغذاء والمياه. وقد يتسبب هذا الارتفاع أيضًا في غرق بعض المناطق الساحلية بسبب ارتفاع منسوب المياه في البحار والمحيطات الناتج عن ذوبان أجزاء كبيرة من الجليد في قطبي الكرة الأرضية. ومن ثم، تتجه سياسات الدول حاليًا إلى العمل على الحد من آثار تغير المناخ وتشجيع الممارسات الصديقة للبيئة.
ويعد تطوير إلكترونيات مستدامة وتخفيف أضرار الجيل القادم من الأجهزة الإلكترونية على البيئة من أبرز الاتجاهات البحثية التي تحصل على الدعم الكبير من حكومات الدول الصناعية. فقد أوضح آخر تقرير صادر عن الأمم المتحدة في عام 2020 أنه قد تم بالفعل التخلص من 53 مليون طن من النفايات الإلكترونية في عام 2019 والتي تضمنت أجهزة إلكترونية غير صالحة للاستخدام تحتوي على مواد خام يمكن إعادة استخدامها تقدر بحوالي 57 مليار دولار [1] . وتزن النفايات ما يعادل 4500 ضعف وزن برج إيفل أو وزن جميع الطائرات التجارية التي تم إنتاجها في التاريخ. ومن المتوقع أن يصل وزن النفايات الإلكترونية إلى 76 مليون طن في عام 2030، ما يشكل تحديًا كبيرًا ومصدرًا إضافيًا لتلوث البيئة وإهدارًا للموارد والمواد الخام.
ويعد تطوير إلكترونيات مستدامة وتخفيف أضرار الجيل القادم من الأجهزة الإلكترونية على البيئة من أبرز الاتجاهات البحثية التي تحصل على الدعم الكبير من حكومات الدول الصناعية. فقد أوضح آخر تقرير صادر عن الأمم المتحدة في عام 2020 أنه قد تم بالفعل التخلص من 53 مليون طن من النفايات الإلكترونية في عام 2019 والتي تضمنت أجهزة إلكترونية غير صالحة للاستخدام تحتوي على مواد خام يمكن إعادة استخدامها تقدر بحوالي 57 مليار دولار [1] . وتزن النفايات ما يعادل 4500 ضعف وزن برج إيفل أو وزن جميع الطائرات التجارية التي تم إنتاجها في التاريخ. ومن المتوقع أن يصل وزن النفايات الإلكترونية إلى 76 مليون طن في عام 2030، ما يشكل تحديًا كبيرًا ومصدرًا إضافيًا لتلوث البيئة وإهدارًا للموارد والمواد الخام.
ولا يسهم التحول نحو الإلكترونيات الخضراء والمستدامة في التقليل من النفايات الإلكترونية وإعادة تدوير الأجهزة فحسب، وإنما ينطوي أيضًا على استخدام مواد صديقة للبيئة في تصنيع الأجهزة الإلكترونية والدوائر الكهربائية. فعلى سبيل المثال، تركز الكثير من الشركات ومراكز الأبحاث في الجامعات حاليًا على إعادة تطوير كثير من مكونات الأجهزة الكهربائية باستخدام مواد غير سامة وصديقة للبيئة وقابلة للتحلل في بيئاتها الطبيعية بعد انتهاء دورة حياة الجهاز المستخدم. وتهدف هذه الجهود أيضًا إلى إعادة هيكلة عمليات التصنيع في مصانع الأجهزة الإلكترونية لتصبح أكثر استدامةً وحفاظًا على البيئة. ويتحقق ذلك من خلال تطبيق تكنولوجيا نظيفة تتسم بالكفاءة وتستخدم ممارسات التصنيع الخالية من الهدر لتقليل إنتاج النفايات، وتعزيز كفاءة الطاقة، والاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة التي تساعد بشكل فعال على تقليل البصمة الإلكترونية لهذه المصانع.
خبرتي في مجال استراتيجيات الصحة الرقمية
أعمل حاليًا أستاذًا مساعدًا في معهد جورج جرين البحثي للكهرومغناطيسية في جامعة نوتنغهام. وتشمل مهام عملي البحث العلمي والتدريس في قسم هندسة الكهرباء والإلكترونيات. ويركز عملي البحثي على تطوير أجهزة إلكترونية لتطبيقات مختلفة في مجال الاتصالات والأمواج الدقيقة. لدي خبرة بحثية تقارب العشر سنوات في تخصصات متعددة منها استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد، والمعادن السائلة كالجاليوم، وعلم المواد لتطوير أجهزة تستخدم في الاتصالات اللاسلكية والسلكية كالهوائيات، وأجهزة الترددات الراديوية، وأجهزة أخرى تستخدم الموجات الدقيقة وموجات الملليمتر. هذا بالإضافة إلى نشاطي في نقد ومراجعة الأبحاث العلمية قبل نشرها في مجموعة من أفضل المجلات العلمية في مجال تخصصي. أما بالنسبة للنشر والإنتاج العلمي، لدي ما يزيد عن 55 بحثًا منشورًا في المجلات المحكمة والمؤتمرات الدولية.
أعمل حاليًا أستاذًا مساعدًا في معهد جورج جرين البحثي للكهرومغناطيسية في جامعة نوتنغهام. وتشمل مهام عملي البحث العلمي والتدريس في قسم هندسة الكهرباء والإلكترونيات. ويركز عملي البحثي على تطوير أجهزة إلكترونية لتطبيقات مختلفة في مجال الاتصالات والأمواج الدقيقة.
كما يعد توليد الطاقة من المصادر المتجددة والنظيفة كالشمس والرياح من أهم سبل توفير الإلكترونيات المستدامة، ومكافحة تغير المناخ، وتحقيق التنمية المستدامة خاصة في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا. وسيساعد ذلك في تقليل الاحتباس الحراري ومكافحة آثار تغير المناخ في المنطقة وتوفير معظم احتياجاتها من الطاقة في المستقبل القريب حتى قبل نهاية عصر النفط والغاز. فمن الناحية النظرية والعلمية، يمتلك العالم العربي والإسلامي مستقبلاً واعدًا في تحقيق الاكتفاء الذاتي من الطاقة بالاعتماد على الطاقة الشمسية وحدها. ويمكنه أيضًا تصديرها لكثير من دول العالم خصوصًا دول الشمال. فإذا كان الأمريكيون يطلقون على ولاياتهم الجنوبية حزام الشمس الأمريكي لسطوع أشعة الشمس فيها، فإن منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا هي بلا شك حزام الشمس العالمي، إذ ترتفع فيها معدلات سطوع الشمس على امتداد مساحات شاسعة لمدة تزيد عن 4300 ساعة سنويًا في معظم الدول، فضلاً عن قدرتها على توليد ما يزيد عن 2000 كيلو واط ساعة لكل متر مربع من الطاقة الشمسية سنويًا.
كما يعد توليد الطاقة من المصادر المتجددة والنظيفة كالشمس والرياح من أهم سبل توفير الإلكترونيات المستدامة، ومكافحة تغير المناخ، وتحقيق التنمية المستدامة خاصة في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا. وسيساعد ذلك في تقليل الاحتباس الحراري ومكافحة آثار تغير المناخ في المنطقة وتوفير معظم احتياجاتها من الطاقة في المستقبل القريب حتى قبل نهاية عصر النفط والغاز. فمن الناحية النظرية والعلمية، يمتلك العالم العربي والإسلامي مستقبلاً واعدًا في تحقيق الاكتفاء الذاتي من الطاقة بالاعتماد على الطاقة الشمسية وحدها.
ويمكنه أيضًا تصديرها لكثير من دول العالم خصوصًا دول الشمال. فإذا كان الأمريكيون يطلقون على ولاياتهم الجنوبية حزام الشمس الأمريكي لسطوع أشعة الشمس فيها، فإن منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا هي بلا شك حزام الشمس العالمي، إذ ترتفع فيها معدلات سطوع الشمس على امتداد مساحات شاسعة لمدة تزيد عن 4300 ساعة سنويًا في معظم الدول، فضلاً عن قدرتها على توليد ما يزيد عن 2000 كيلو واط ساعة لكل متر مربع من الطاقة الشمسية سنويًا.
كما يعد توليد الطاقة من المصادر المتجددة والنظيفة كالشمس والرياح من أهم سبل توفير الإلكترونيات المستدامة، ومكافحة تغير المناخ، وتحقيق التنمية المستدامة خاصة في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا. وسيساعد ذلك في تقليل الاحتباس الحراري ومكافحة آثار تغير المناخ في المنطقة وتوفير معظم احتياجاتها من الطاقة في المستقبل القريب حتى قبل نهاية عصر النفط والغاز. فمن الناحية النظرية والعلمية، يمتلك العالم العربي والإسلامي مستقبلاً واعدًا في تحقيق الاكتفاء الذاتي من الطاقة بالاعتماد على الطاقة الشمسية وحدها.
ويمكنه أيضًا تصديرها لكثير من دول العالم خصوصًا دول الشمال. فإذا كان الأمريكيون يطلقون على ولاياتهم الجنوبية حزام الشمس الأمريكي لسطوع أشعة الشمس فيها، فإن منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا هي بلا شك حزام الشمس العالمي، إذ ترتفع فيها معدلات سطوع الشمس على امتداد مساحات شاسعة لمدة تزيد عن 4300 ساعة سنويًا في معظم الدول، فضلاً عن قدرتها على توليد ما يزيد عن 2000 كيلو واط ساعة لكل متر مربع من الطاقة الشمسية سنويًا.
كما يعد توليد الطاقة من المصادر المتجددة والنظيفة كالشمس والرياح من أهم سبل توفير الإلكترونيات المستدامة، ومكافحة تغير المناخ، وتحقيق التنمية المستدامة خاصة في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا. وسيساعد ذلك في تقليل الاحتباس الحراري ومكافحة آثار تغير المناخ في المنطقة وتوفير معظم احتياجاتها من الطاقة في المستقبل القريب حتى قبل نهاية عصر النفط والغاز. فمن الناحية النظرية والعلمية، يمتلك العالم العربي والإسلامي مستقبلاً واعدًا في تحقيق الاكتفاء الذاتي من الطاقة بالاعتماد على الطاقة الشمسية وحدها.
ويمكنه أيضًا تصديرها لكثير من دول العالم خصوصًا دول الشمال. فإذا كان الأمريكيون يطلقون على ولاياتهم الجنوبية حزام الشمس الأمريكي لسطوع أشعة الشمس فيها، فإن منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا هي بلا شك حزام الشمس العالمي، إذ ترتفع فيها معدلات سطوع الشمس على امتداد مساحات شاسعة لمدة تزيد عن 4300 ساعة سنويًا في معظم الدول، فضلاً عن قدرتها على توليد ما يزيد عن 2000 كيلو واط ساعة لكل متر مربع من الطاقة الشمسية سنويًا.
ختامًا، يجب على صانعي السياسة في دول الشرق الأوسط وشمال إفريقيا السعي لتوفير البيئة المناسبة للتحول الكامل نحو استخدام الطاقة المتجددة. ولا يتضمن ذلك بناء محطات توليد جديدة فحسب، ولكن يشمل أيضًا السعي إلى توطين صناعة جميع مكونات هذه المحطات وتحسين كفاءة المكونات الحالية والعمل على تطوير تكنولوجيا ميسورة التكلفة وذات كفاءة عالية لتخزين هذه الطاقة، بالإضافة إلى تطوير وتحسين وسائل نقلها وتوزيعها لتصديرها بشكل واسع. ويمكن توطين صناعة الطاقة بشكل كامل في هذه الدول إذا ما توفرت البيئة المناسبة للاستثمار ودعم الشركات المحلية في تطوير هذه التكنولوجيا وإنتاجها. كما يجب أن تستثمر هذه الدول وجامعاتها في البحث العلمي لتحقيق التكامل بين المؤسسات البحثية والقطاع الصناعي، وذلك من خلال توفير الجامعات والمؤسسات البحثية للتكنولوجيا والكفاءات اللازمة.
ختامًا، يجب على صانعي السياسة في دول الشرق الأوسط وشمال إفريقيا السعي لتوفير البيئة المناسبة للتحول الكامل نحو استخدام الطاقة المتجددة. ولا يتضمن ذلك بناء محطات توليد جديدة فحسب، ولكن يشمل أيضًا السعي إلى توطين صناعة جميع مكونات هذه المحطات وتحسين كفاءة المكونات الحالية والعمل على تطوير تكنولوجيا ميسورة التكلفة وذات كفاءة عالية لتخزين هذه الطاقة، بالإضافة إلى تطوير وتحسين وسائل نقلها وتوزيعها لتصديرها بشكل واسع.
ختامًا، يجب على صانعي السياسة في دول الشرق الأوسط وشمال إفريقيا السعي لتوفير البيئة المناسبة للتحول الكامل نحو استخدام الطاقة المتجددة. ولا يتضمن ذلك بناء محطات توليد جديدة فحسب، ولكن يشمل أيضًا السعي إلى توطين صناعة جميع مكونات هذه المحطات وتحسين كفاءة المكونات الحالية والعمل على تطوير تكنولوجيا ميسورة التكلفة وذات كفاءة عالية لتخزين هذه الطاقة، بالإضافة إلى تطوير وتحسين وسائل نقلها وتوزيعها لتصديرها بشكل واسع.
ويمكن توطين صناعة الطاقة بشكل كامل في هذه الدول إذا ما توفرت البيئة المناسبة للاستثمار ودعم الشركات المحلية في تطوير هذه التكنولوجيا وإنتاجها. كما يجب أن تستثمر هذه الدول وجامعاتها في البحث العلمي لتحقيق التكامل بين المؤسسات البحثية والقطاع الصناعي، وذلك من خلال توفير الجامعات والمؤسسات البحثية للتكنولوجيا والكفاءات اللازمة.
ختامًا، يجب على صانعي السياسة في دول الشرق الأوسط وشمال إفريقيا السعي لتوفير البيئة المناسبة للتحول الكامل نحو استخدام الطاقة المتجددة. ولا يتضمن ذلك بناء محطات توليد جديدة فحسب، ولكن يشمل أيضًا السعي إلى توطين صناعة جميع مكونات هذه المحطات وتحسين كفاءة المكونات الحالية والعمل على تطوير تكنولوجيا ميسورة التكلفة وذات كفاءة عالية لتخزين هذه الطاقة، بالإضافة إلى تطوير وتحسين وسائل نقلها وتوزيعها لتصديرها بشكل واسع.
[1] retrieved from: https://www.itu.int/en/ITU-D/Environment/Pages/Spotlight/Global-Ewaste-Monitor-2020.aspx
[2] F. Torricelli, I. Alessandri, E. Macchia, I. Vassalini, M. Maddaloni, L. Torsi 2100445, Green Materials and Technologies for Sustainable Organic Transistors. Adv. Mater. Technol. 2022, 7, 2100445. https://doi.org/10.1002/admt.202100445
[3] H. Tu, et. al. “Silk-based resorbable electronic devices for remotely controlled therapy and in vivo infection abatement”, PNAS, Vol. 111, No. 49, Nov. 2014.
[4] J. A. Chiong, H. Tran, Y. Lin, Y. Zheng, Z. Bao, Integrating Emerging Polymer Chemistries for the Advancement of Recyclable, Biodegradable, and Biocompatible Electronics. Adv. Sci. 2021, 8, 2101233. https://doi.org/10.1002/advs.202101233
[5] M. Kirschner, Why the Circular Economy Will Drive Green and Sustainable Chemistry in Electronics. Adv. Sustainable Syst. 2022, 6, 2100046. https://doi.org/10.1002/adsu.202100046
[6] C. Lee, S. Kim, Y.-H. Cho, Silk and Paper: Progress and Prospects in Green Photonics and Electronics. Adv. Sustainable Syst. 2022, 6, 2000216. https://doi.org/10.1002/adsu.202000216
[7] Wang, C.-H., Hsieh, C.-Y. and Hwang, J.-C. (2011), Flexible Organic Thin-Film Transistors with Silk Fibroin as the Gate Dielectric. Adv. Mater., 23: 1630-1634. https://doi.org/10.1002/adma.201004071
[8] Awal, M.R., Yahya, M.S., Ahmad, R.B., Ibrahim, M.Z., Dagang, A.N., Aziz, M.F.A. (2022). Hot Spots Identification for Global Solar Energy Potential: A Future Perspective. In: Isa, K., et al. Proceedings of the 12th National Technical Seminar on Unmanned System Technology 2020. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 770. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-16-2406-3_83
[9] Maryam K. Abdelrazik, Sara E. Abdelaziz, Mariam F. Hassan, Tarek M. Hatem,”Climate action: prospect of solar energy in Africa”, Energy Reports, Vol. 8, 2022. pp. 11363-11377, https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.08.252
[10] Solar Radiation Maps: Global Horizontal Irradiation (GHI), Solar GIS