لقد أصبح عام 2025 عاما رئيسيا للجهود العالمية للحفاظ على المناخ وإيجاد مصادر الطاقة المستدامة. حققت دول العالم الرائدة مثل الصين تقدمًا مثيرًا للإعجاب في تطوير الطاقة الشمسية، وتعد المواد الجديدة بتغييرات ثورية في الصناعة. وكان أحد أهم الأحداث هو تحقيق الحياد الكربوني في سخالين. وتسلط هذه الإنجازات الضوء على أهمية التكامل بين العلم والتكنولوجيا من أجل مستقبل مستقر وآمن.

وتجري الآن إعادة توجيه الأجندة العلمية والتكنولوجية العالمية من “مكافحة تغير المناخ” المجردة إلى المهام المحددة المتمثلة في أمن الطاقة، واستقلال الاستيراد، وخلق مزايا صناعية تنافسية. وكما يشير المنتدى الاقتصادي العالمي، فإن الحكومات تتحدث بشكل أقل عن “إنقاذ الكوكب” وتتحدث أكثر عن ضمان إمدادات الطاقة وإدارة الفواتير ودعم الصناعات المحلية. إن ثلثي الاستثمارات العالمية في الطاقة (أكثر من 2.2 تريليون دولار من أصل 3.3 تريليون دولار) تذهب إلى التكنولوجيات النظيفة. وتصبح الاستثمارات في التكنولوجيات النظيفة استثمارات في المرونة الجيوسياسية والقيادة الاقتصادية.

تؤدي عملية إعادة التوجيه هذه إلى تغيير جذري في تركيز البحوث التطبيقية، بما في ذلك في مجالات الطاقة الهيدروجينية والسلامة الصناعية والاستشعار عن بعد. ويحتاج العلماء والمهندسون، بما في ذلك في روسيا، الآن إلى إيجاد حلول تصبح أداة مباشرة لضمان الأمن القومي وخلق مزايا تنافسية للصناعة الوطنية – سواء كان ذلك في إنتاج المحللات الكهربائية، أو أنظمة تخزين الطاقة، أو نقل الهيدروجين.

وتوفر مثل هذه التكنولوجيات تأثيراً اجتماعياً واقتصادياً فورياً ـ خلق فرص العمل، واستقرار التعريفات الجمركية، وتحسين البيئة في المنطقة. وعلى هذا فإن الحدث الرئيسي في العام الماضي كان يتلخص في توحيد المجتمع العلمي والتقني العالمي حول نموذج جديد: التكنولوجيا كأساس للأمن القومي والازدهار.

يمكن اعتبار الإنجاز الأكثر أهمية في مجال العلوم التطبيقية هو التطور الشبيه بالانهيار الجليدي لقدرات توليد الطاقة على أساس مصادر الطاقة المتجددة. على وجه الخصوص، على أساس الطاقة الشمسية.

اليوم، تجاوز إجمالي القدرة المولدة لمحطات الطاقة الشمسية ليس فقط جميع المحطات التقليدية (حرق الوقود الأحفوري والطاقة النووية)، ولكن كل ما يسمى. “أخضر” يعتمد على المصادر المتجددة (الطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح). والآن يقترب من الرقم 3 تيراواط.

على الرغم من عدم وجود حلول تكنولوجية جديدة في العام الماضي، إلا أن حجم التطور في هذا المجال مثير للإعجاب. الرائدة هنا هي الصين، حيث يتم تشغيل المزيد والمزيد من محطات الطاقة الشمسية. يعد التطور السريع لتوليد الطاقة أمرًا مهمًا من وجهة نظر تلبية احتياجات البنية التحتية للذكاء الاصطناعي والقدرة الحاسوبية لأنظمة الكمبيوتر العملاقة الحديثة. وهذه الأخيرة ضرورية، على وجه الخصوص، للعمل الفعال مع كميات متزايدة من بيانات المراقبة الجيوفيزيائية وإنشاء نماذج معقدة تعكس ديناميكيات الأصداف الفيزيائية للأرض والكواكب الأخرى في النظام الشمسي. ومن الممكن التعويض بسرعة عن العجز الناشئ في الطاقة إما عن طريق زيادة احتراق الوقود الأحفوري، وهو ما قد يخلف تأثيراً خطيراً على حالة الغلاف الجوي، أو عن طريق توسيع نطاق محطات الطاقة الشمسية الجديدة وتشغيلها. لقد تمكنت الصين من تحويل قطاع الطاقة الذي كان باهظ التكلفة ذات يوم إلى صناعة على نطاق عالمي.

وهنا، بطبيعة الحال، تنشأ مشاكل إضافية تتعلق بكفاءة نقل وتخزين الطاقة المولدة. هذه المشاكل تتطلب حلولا من العلوم الأساسية. وعلى وجه الخصوص، تطوير مواد جديدة للبطاريات، وتقنيات للتخلص منها بشكل فعال وآمن.

وصفت المجلة العلمية الدولية المرموقة “ساينس” معدل النمو المذهل للطاقة الشمسية بأنه إنجاز كبير في عام 2025.

منذ الثورة الصناعية، كان المجتمع البشري يعمل بشكل أساسي على الطاقة الشمسية القديمة، والتي استحوذت عليها النباتات منذ مئات الملايين من السنين ثم حولتها إلى وقود أحفوري في أعماق الأرض.

ومع ذلك، فقد تحولت اتجاهات تطوير الطاقة هذا العام بشكل واضح نحو الطاقة المستلمة مباشرة من الشمس. بدأت الطاقة المتجددة، والتي يأتي معظمها من ضوء الشمس، في تجاوز الطاقة التقليدية بطرق عديدة خلال العام الماضي.

بالفعل في عام 2024، بلغ الإنتاج العالمي للوحدات الكهروضوئية أكثر من 700 جيجاوات، وكان معدل النمو السنوي المركب (CAGR) لإجمالي عدد الأنظمة الكهروضوئية المثبتة بين عامي 2014 و2024 حوالي 27٪. وخلال نفس الوقت، انخفضت القيمة السوقية للألواح الشمسية أكثر من سبع مرات.

والصين هي المحرك القوي لهذه التغييرات. وبعد سنوات من تطوير هذا القطاع بصبر من خلال إعانات الدعم، تهيمن الصين الآن على الإنتاج العالمي لتكنولوجيات الطاقة المتجددة. وتنتج 80% من الألواح الشمسية في العالم، و70% من توربينات الرياح، و70% من بطاريات الليثيوم بأفضل الأسعار في العالم. وفي الصين ذاتها، أنتجت مصادر الطاقة المتجددة مجتمعة قدراً من الكهرباء أكبر من إنتاج الفحم هذا العام، وتغطي محطة واحدة للطاقة الشمسية على هضبة التبت أكثر من 400 كيلومتر مربع.

وحتى الآن، تعتمد الصين على نفس التكنولوجيا الأساسية التي اخترعتها الولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي في وقت واحد لتشغيل الأقمار الصناعية. وعلى الرغم من أن تكنولوجيا الطاقة الشمسية المصنوعة من السيليكون تمثل اليوم 98% من السوق، فإنها تصل إلى مرحلة النضج، سواء من حيث الكفاءة (الاقتراب من الحد النظري) أو من حيث انخفاض الأسعار.

يتم وضع آمال كبيرة على أحدث نوع من الخلايا الشمسية التي تم اكتشافها، وهي البيروفسكايت، والتي يمكن وضعها فوق السيليكون، مما يؤدي إلى إنشاء خلايا أكثر كفاءة بنسبة 20-30٪ من خلايا اليوم من خلال التقاط المزيد من ألوان الضوء. في أوائل ديسمبر 2023، تم تشغيل أول محطة للطاقة الشمسية البيروفسكايت “تجارية في العالم” بقدرة 1 ميجاوات في الصين. تم تطوير وتصنيع الوحدات الخاصة به من قبل شركة Microquanta الصينية. وفي يناير 2025، قامت شركة Renshine Solar الصينية بتشغيل مصنع لإنتاج ألواح البيروفسكايت الشمسية بقدرة سنوية تبلغ 150 ميجاوات.

تظل المشكلة الرئيسية للخلايا الشمسية البيروفسكايت هي حساسيتها العالية للأكسجين ورطوبة الهواء، ولكن يتم حل هذه المشكلة تدريجياً.

والميزة الرئيسية لهذه الشركات، بالإضافة إلى كفاءتها العالية وتكلفة إنتاجها المنخفضة المحتملة، هي مقاومتها غير المسبوقة للإشعاعات المؤينة. وبالنظر إلى انخفاض تكلفة الإنتاج من حيث الحجم، فضلاً عن غياب الأكسجين والرطوبة في الظروف الفضائية، فإن الشركات الأمنية الخاصة هي الأكثر واعدة للاستخدام في المركبات الفضائية. مع الأخذ في الاعتبار التطور المكثف للغاية للفضاء القريب (في المقام الأول استشعار الأرض عن بعد والاتصالات والإنترنت في المدار المنخفض)، يمكن لـ PSE أن تؤثر بشكل أساسي على تطوير هذه الصناعة.

اعتاد المشترون على دفع المزيد مقابل الطاقة المتجددة مقارنة بالوقود الأحفوري بسبب المخاوف بشأن تغير المناخ. والآن أصبح المحرك الحقيقي هو المكاسب الشخصية: خفض التكاليف وزيادة أمن الطاقة. وقد يكون هذا التغيير في الحافز هو الإنجاز الأكثر أهمية، مما يضمن أن نقاط التحول هذا العام هي مجرد البداية.

من أهم أحداث عام 2025 في علوم المناخ والغلاف الجوي، تشكيل نظام متعدد المستويات لرصد انبعاثات غاز الميثان، وهو أحد الغازات الدفيئة الأقل دراسة. ولا يتعلق الأمر بدراسة واحدة، بل بسلسلة كاملة من الأحداث المترابطة، والتي، في رأيي، شكلت نقلة نوعية في هذا المجال.

ويشمل ذلك تشغيل أنظمة الأقمار الصناعية من الجيل الجديد (على سبيل المثال، MethaneSAT) وتنفيذ مشاريع استكشافية فريدة لقياس انبعاثات غاز الميثان في مختلف المناطق المادية والجغرافية للكوكب. ويكمن جوهر هذا التقدم في التقارب الفعال بين نهجين: دراسات أرضية مفصلة تدرس آليات انبعاث محددة (مثل عمل معهد فيزياء الغلاف الجوي التابع للأكاديمية الروسية للعلوم حول انبعاثات غاز الميثان من الخزانات عندما تنفصل عن الجليد، أو دراسات مستنقعات وبحيرات القطب الشمالي، حيث يلعب ذوبان الجليد وتدهور التربة الصقيعية دورا رئيسيا)، ورسم خرائط الأقمار الصناعية العالمية، التي توفر تقييما كميا لإجمالي الانبعاثات من مناطق شاسعة. المناطق.

يبدو أن مثل هذا التعايش بين الأساليب يجعل من الممكن تقليل الفجوة الحرجة بين النماذج المناخية التنبؤية وبيانات القياس الميداني. وينطبق هذا بشكل خاص على المصادر الطبيعية للميثان، والتي لا تزال غير مدروسة بشكل جيد ولم تؤخذ في الاعتبار بشكل جيد في الحسابات، بما في ذلك تلك التي حددت الديناميكيات الموسمية.

الحدث الرئيسي في عام 2025 هو تحقيق الحياد الكربوني كجزء من تجربة سخالين. قد يكون هذا إنجازًا كبيرًا في مسألة تنظيم الكربون في الاتحاد الروسي. إنها المنطقة الأولى في العالم التي تحقق الحياد الكربوني من خلال نظام حصص انبعاثات الغازات الدفيئة.