هل تردّد على سمعك مرارًا مصطلح “الطّاقة المتجددة“؟
وهل كنت تعلمُ من قبل أن تخصص هندسة الطاقة المتجددة والبديلة حديث له مناهجه وتقسيماته ضمن الأوساط الأكاديميّة؟
في هذا المقال المفصّل سنجمع لك أهم ما ينبغي عليك معرفته عن هذا التخصص إذا كنتَ مهتمّا بالأمر، أو إذا كنت لا تزال محتارًا في رسم مسارك المستقبليّ الذي يتوافق مع الآفاق الكلّية التي يتجه إليها العالم في سنواته الأخيرة.
لذلك تأكد أن تتابع مقالنا بتركيز وأن تحرص على البحث عما يناسبك وعمّا يشكل عليك أثناء القراءة.
لماذا يتجه العالم نحو الطاقة البديلة؟
لعلك تطرح هذا السؤال على نفسك وقد تحدثنا عن الآفاق التي يتوجه إليها العالم، لكن أوّلا.. ما هو هذا تخصص أساسًا؟
جدول المحتويات:
ما هو تخصص الطاقة المتجددة والبديلة؟
تُعرّف الطاقات المتجددة بمصدرها، أي أنها تُستخرج أو تُستغلّ من موارد طبيعية متجدّدة ولا تنفد عكس الموارد الكلاسيكية الأحفورية التي استعملت منذ بداية الثورة الصناعية كالفحم والغاز والبترول والتي لا يمكن استبدالها بمجرد استهلاكها.
من أمثلة الموارد المتجددة التي توفر إمكانية لاستغلالها من أجل توليد الطاقة: الشمس، الرياح، البحار، الكتلة الحيوية، الحرارة الباطنية وغيرها.
وتُسمّى أيضًا بالطاقة البديلة أو المستدامة ويطلق عليها بالإنجليزية (Renewable and Alternative Energy) لأنه بدأ الاستبدال لها واستعمالها بشكلٍ أوفر وأكثر كثافة، وهو سعيٌ مفهوم من طرف السياسات العالمية مؤخرًا، في إطار ما يُسمّى بـ “الانتقال الطاقوي” بالاعتماد على هذه الطاقات البديلة والتخلي تدريجيا عن الموارد الأحفورية التي تمّ استغلالها بكميات وطرائق مبالغة فيها أدّت إلى استنزافها على مرّ العقود، إضافة إلى خاصيتها “النظيفة” التي لا تتسبّب بآثار دخيلة ومهلكة للبيئة والوسط الطبيعيّ.
نظام دراسة هندسة الطاقة المتجددة
ومن أجل اعتماد فعّال، عقلانيّ ومسؤول، اُستحدث هذا التخصّص بالجمع بين عدّة تخصّصات رئيسية (مثل تخصصات الهندسية والفيزياء) وعلوم أخرى تعتبر مكمّلة في هذا التخصص (كعلم الجيولوجيا، علم الرصد الجوي، علم الفلك..)
ويُعرف مجموع هذه البرامج بـ هندسة الطاقة البديلة، أو هندسة الانتقال الطّاقوي، وهي إشارة واضحةٌ لهيمنة المنهج الهندسي العقلانيّ الجزئي والدقيق على نظام دراسة هذا التخصص.
عدد سنوات دراسة تخصص هندسة الطاقة المتجددة
تتمّ دراسة تخصص هندسة الطاقة البديلة والمتجددة ضمن برنامج ماستر أكاديمي يستغرق من سنتين إلى ثلاث سنواتٍ بعد الحصول على شهادة بكالوريوس في نفس البرنامج أو في تخصصات هندسية قريبة كالهندسة الميكانيكية، الكهربائية أو الكيميائية. أو ضمن برامج أكاديمية متكاملة تستمرّ عبر ثلاث أو أربع سنواتٍ. لا يُمكن التّعميم هنا، لأن الأمر يعتمد على نوع البرنامج وعلى الجامعة التي تقدّمه.
فيما يأتي سنسرد لك قائمة أهمّ الجامعات العالميّة التي تدرّس هذا التخصص بتفصيلٍ أكبر.
تخصصات ومواد هندسة الطاقة المتجددة والبديلة
يضمّ التخصص مجموعة من التخصصات الفرعيّة التي تهتمّ بمجال بحثيّ أو تطبيقيّ ضيّق للتعمّق فيه بقدر الإمكان وتحقيق النتائج التطبيقية والواقعية العمليّة. ويمكن تعريف مجموع هذه التخصصات بالموارد الطبيعية الأساسية التي يتمّ استغلالها كمنبع لهذه الطاقة النظيفة..
أي هناك تخصصات فرعية لتطبيقات لتحويل الطاقة الشمسية، لاستغلال طاقة الرياح والمياه، لتوليد الطاقة الكهربائية من الكتلة الحيوية.
ويتمّ الانطلاق في التعمّق داخل هذه التخصصات عن طريق التركيز في جزئيات الموادّ الأساسية التي دُرست في المراحل الأولى من مسيرة دراسة التخصص، ويمكن جمع أهمّها فيما يلي:
وكما قلنا سابقًا، فالأمر يختلف من جامعةٍ لأخرى ومن نوع برنامجٍ لآخر.. إلّا أنه يمكن التأكيد مجدّدًا أنه تخصّص هندسيّ جامع لفروعٍ هندسيّة مختلفة.
شروط ومعدل قبول هندسة الطاقة المتجددة
إليك بعض المتطلبات والشروط الأساسية التي تسمح لك للإلتحاق بهذا التخصص:
- الشهادة العلمية التي تحصل عليها الطالب
- شهادة إتقان اللغة الإنجليزية للطالب
- الخبرة العملية لطلاب البكالوريوس
- نسخة من الدورات في مجال الطاقة المتجددة
- الدراسات العليا; سيرة ذاتية تحتوى على خبرات الطالب والجوائز والإنجازات، التي حصل عليها
- بالنسبة لمعدل القبول يجب على الطالب أن يجتاز مرحة الثانوية العامّة أو البكالوريوس بمعدل 75% أو أعلى
- جواز سفر في حالة الدراسة في الخارج
المهارات المطلوبة
إليك أهم ثلاثة مواصفات يجب أن يمتلكها الطالب للإلتحاق بهذا التخصص:
أولاً: امتلاك الشغف والقناعة بهذا التخصص.
ثانيًا: التفوق في مواد الفيزياء والرياضيات لأن أغلب المواد المطروحة تعتمد عليها بشكل أساسي.
ثالثًا: امتلاك مهارة حل المشكلات.
أفضل الجامعات لدراسة تخصص هندسة الطاقة المتجددة
في هذه الفقرة من المقال سنقدم لك جملةً من أهمّ الجامعات العالمية التي تقدّم برامج ماستر في إحدى تخصصات هندسة الطاقة المتجددة، وذلك باعتبار عوامل متفرقة ليتسنّى لك الاختيار بشكلٍ أكثر أريحية، أو حتّى مواصلة البحث عمّا يلائمك فعلًا وما يحقّق لك طموحك:
- جامعة ماكدبورغ – ألمانيا
- جامعة توركو الفنلندية
- جامعة البورغ – الدنمارك
- جامعة روكلاو – بولاندا
- جامعة إيركوتكس الوطنية – روسيا
- جامعة واشنطن – الولايات المتحدة
- جامعة بلايموث – المملكة المتحدة
- جامعة الحسين التقنية – الأردن
- جامعة ستانفورد – الولايات المتحدة
- جامعة أريزونا – الولايات المتحدة
- معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا – الولايات المتحدة
- جامعة كاليفورنيا، بيركلي – الولايات المتحدة
- جامعة ماريلاند كوليدج بارك – الولايات المتحدة
- جامعة ميشيغان آن أربور – الولايات المتحدة
- معهد أوريغون للتكنولوجيا – الولايات المتحدة
1. جامعة توركو الفنلندية
يُعتبر تخصص تقنيات المواد الطّاقوية من أشهر تخصصات الطاقة البديلة، إذ يهتمّ بهندسة موادّ حفظ وتحويل الطاقة النظيفة إلى طاقة كهربائية قابلة للاستغلال، ومن أشهر تطبيقات هذا التخصص هي تصميم وهندسة البطاريات الألواح الشمسية.
يُقدّم هذا التخصص في University of Turku in Finland، عبر مسيرة دراسية تستمرّ لسنتين، إجابات أسئلة أساسية في المجال:
- ما هي أنواع طرائق إنتاج وحفظ الطاقة المتجددة؟
- كيف يمكن اختيار واعتماد المواد المناسبة لهذه الأنظمة؟
- وكيف يمكن لهذه الخيارات أن تؤثر على فعالية وجودة الأنظمة؟
يتطلب الانضمام لهذا البرنامج الحصول على شهادة بكالوريوس معتمدة في الجامعات الفنلندية في إحدى مجالات الدراسة ذات العلاقة: الفيزياء، الكيمياء، هندسة المواد، الهندسة الطاقوية، الهندسة الكيميائية، هندسة البيئة، هندسة الطرائق. إضافة إلى شهادة إتقان اللغة الإنجليزية (التي ستكون لغة البرنامج).
البرنامج يقبل 10 طلّاب سنويًّا.. لذلك لابدّ من المسارعة في تقديم طلب ترشّحك إذ يتمّ فتح المجال للتقدم ابتداءً من شهر يناير 2022، ليستمرّ إلى غاية يوم 26 يناير 2022.
يمكنك أيضا إلقاء نظرةٍ إضافية على تفاصيل أخرى في البرنامج عبر رابط الموقع الرسمي لجامعة توركو.
2. جامعة ماكدبورغ ستاندل للعلوم التطبيقية بألمانيا
ماستر هندسة المياه وهذا البرنامج ينحصرُ في دراسات الطاقية الهيدروليكية، أي تلك المستخرجة من حركة المياه. وتقدم جامعة ماكدبورغ ستاندل University of Magdeburg-Stendhal هذا البرنامج الذي يستمرّ لمدة ثلاثة فصول دراسية ( semesters) ويكلّف 126 يورو للفصل الواحد، وذلك بالشرّاكة مع جامعة لا كورونيا الإسبانية La Coruña.
يهدف هذا البرنامج إلى اكتساب المفاهيم الأساسية والمهنية بشكلٍ منهجيّ وموافق للأساليب العلمية البحثية والتطبيقية التي يحتاجها مهندسو إدارة الموارد المائية في محيطه المهنيّ.
ويمنح البرنامج للمتخرّجين منه خبرةً في مجال عمليات إدارة المياه، معالجة مياه الشرب والمياه المستعملة، الهندسة الهيدروليكية، التقنيات الحيوية وصرف الأنهار، إضافةً إلى محاكاة ونمذجة أنواع التدفق.
يتطلّب هذا البرنامج درجة بكالوريوس تثبت اجتيازك لمرحلة دراسات ما قبل التخرج Undergraduation studies، إضافة إلى شهادة إتقان اللغة الإنجليزية، دون أية متطلبات أخرى.. وهذا من ميزة البرنامج
يتمّ فتح التسجيل للبرنامج في الدورة الصيفية 2022 ابتداءً من شهر نوفمبر 2021، وذلك إلى غاية شهر مارس 2022.
ويمكنك الاطلاع على مزيدٍ من المعلومات حول البرنامج عبر الموقع الرسمي للجامعة الألمانية، أو الانتقال لصفحة التسجيل مباشرة عبر هذا الرابط.
3. جامعة إيركوتكس الوطنية للأبحاث التقنية بروسيا
ماستر الطاقة المتجددة هو برنامج يدوم لسنتين ويكلّف ما مجموعه 5800 دولارٍ أمريكيّ، من اقتراح جامعة إيركوتكس الرّوسية Irkutsk National Research Technical University وبالشراكة مع جامعاتٍ فرنسية، بولندية وألمانية.. وهذا ما يمنح الطالب المشترك بالبرنامج إمكانية الانضمام إلى دورات تدريبية ويفتح له فرص عملٍ مستقبليّة في هذه الدول.
ويُعتبر أكثر البرامج شمولية ضمن ما عرضناه في هذا المقال إذ أنه صُمِّم بهدف التمكن من المفاهيم النظرية والتطبيقية لمجال استغلال الطاقة المتجددة لإنتاج الطاقة الكهربائية،
وتتمثلّ أهمّ مخرجات البرنامج في: جودة الطّاقة، إلكترونيات الطاقة، أوضاع الطوارئ لأنظمة الطاقة الكهربائية، التحكم في أنظمة الإمداد بالطاقة وحمايتها، المناهج الرقمية، نظريات الحقول الكهرومغنطيسية، تخزين الطاقة الشمسية وأنظمة القياس الرقمية.
يتطلّب التقديم للبرنامج الحصول على شهادة إتمام دراسات ما قبل التخرج (بكالوريوس)، واجتياز امتحان القبول في هندسة الطاقة والهندسة الكهربائية.
للاطّلاع على مزيدٍ من التّفاصيل حول سير البرنامج وطريقة التقديم وكذلك حول تواريخ فتح وغلق المجال للتسجيل، يمكنك زيارة الموقع الرسمي للجامعة عبر هذا الرابط، أو الانتقال لصفحة التقديم على البرنامج من خلال الرابط المباشر.
4. جامعة روكلاو للعلوم والتكنولوجيا، بولندا
تقدّم جامعة روكلاو البولندية للعلوم والتكنولوجيا Wrocław University of Science and Technology برنامجًا لدراسة الموارد المتجددة للطاقة (وهو أحد تخصصات الطاقة البديلة الذي يُعنى بدراسة الموارد نفسها وتقييم مدى فعالية والقدرة على استغلالها)، وذلك عبر ثلاثة فصول دراسية بتكلفةٍ تقدّر بـ 6000 يورو.
يهدف البرنامج لتمكين المتخرّج من المعرفة والمهارات في تصميم، اختبار وتشغيل محطات الطاقة باستخدام مصادر الطاقة غير التقليدية على درجاتِ تحويلٍ وطرق تخزين طاقةٍ متفاوتة.
تتمّ دراسة الموادّ الأساسية بشكلٍ مُنتقى بما يلائم الهدف النهائي من البرنامج: رياضيات تطبيقية، النمذجة والمحاكاة الرياضية للطاقة، مواضيع مُختارة من الفيزياء، مسائل التدفق الحراري والمضخات الحرارية، هندسة طاقة الحرارة الأرضية وطاقة المياه، مبادئ تحويل الكتلة الحيوية والوقود البديل. ليتمّ اختتام البرنامج بدراسة أشمل لأنظمة الطاقة وإنتاج الطاقة الحرارية-النووية.
يتطلّب الانضمام للبرنامج -كأغلب برامج الماستر (أو الطور الثاني)- الحصول على شهادة بكالوريوس في إحدى البرامج ذات العلاقة، وكذا تقديم شهادة إتقان اللغة الإنجليزية.
يُمكنك زيارة الموقع الرّسمي للجامعة للحصول على معلومات أكثر، وكذلك للاتصال بإدارة البرنامج لمزيدٍ من الاستفسارات، أو الاطلاع على المنشور التّعريفي من خلال هذا الرابط.
وإذن، فهذه لمحةٌ سريعة عن بعض الجامعات العالميّة التي تقترح برامج قويّة في مجال دراسة وإنتاج الطاقة البديلة.. نأمل أنها ألهمتك وأوضحت لك المسار بشكلٍ أفضل.
تكاليف دراسة هندسة الطاقة البديلة
- الولايات المتحدة الأمريكية: 50000 دولار
- المملكة المتحدة: ما بين 25000 دولار إلى 42000 دولار
- رومانيا: 7000 دولار أمريكي سنويا
- كندا: 30000 دولار أمريكي سنويا
- تركيا: الجامعات الخاصة ما بين 400 إلى 700 دولار أمريكي سنويا، الجامعات الحكومية بين 2000 إلى 8000 دولار أمريكي سنويا.
وظائف تخصص الطاقة المتجددة
تختلف الوظائف ومجالات العمل في هذا التخصص وفق سياسة كلّ بلدٍ البحثية والاقتصادية، إلّا أننا هنا نسردُ لك أهمّ القطاعات المشتركة التي تقدّم (أو ستقدّم مستقبلًا) وظائف واعدة في المجال، وهي تنقسم وفق تقسيم تخصصات الطاقة البديلة;
- مندوب مبيعات الألواح الشمسية
- تقني/ مُسيّر مشاريع تركيب الألواح الشمسية
- مهندس أنظمة الطاقة الشمسية
- مدير مشاريع تحويل الكتلة الحيوية
- تقنيّ تشغيل في محطّات تحويل الكتلة الحيوية
- مدير إنتاج/ تقنيّ تشغيل الوقود الحيوي
- تقنيّ تشغيل في محطّة توليد الكهرباء
- مدير مشاريع إنتاج الطاقة الكهربائية
- مهندس كهرباء
- مدير مشاريع استغلال طاقة الرياح
- مسيّر عمليات استغلال طاقة الرياح
- مهندس أنظمة طاقة الرياح
هذه بعض الأمثلة عن الوظائف وفرص العمل الكثيرة التي يمكن لتخصصات الطاقة المستدامة أن توفرها مستقبلًا لو وصل الوعي العالميّ والمحليّ بضرورة الانتقال الطّاقوي إلى نقطةٍ تُصبح فيها من أهمّ الأولويات.
مهام مهندس الطاقات المتجددة
- تشغيل أنظمة ومعلومات تخزين الطاقة.
- تصميم أبحاث وتقنيات الطاقات النظيفة.
- إدارة إنتاج الطاقة واستخدامها.
- فحص المعدات أو الأنظمة.
- إعداد التقارير الفنية أو التشغيلية.
- تقديم توصيات حول التصاميم التقنية ونماذج العمليات لتحسين الكفاءة أو الجودة أو الأداء.
- تقييم خطط تحديد وتحييد الآثار التكنولوجية أو البيئية.
رواتب متخصصي هندسة الطاقة المتجددة
قد تختلف الرواتب باختلاف البلد أو مكان العمل والشركة ونسبة الطلب على هذه الوظائف، عمومًا يتقاضى مهندسي الطاقة المتجددة سنويًا حوالي 27 ألف دولار أمريكي، وقد تصل المرتبات إلى 56 ألف دولار وذلك حسب خبرة العامل،
وقد يتقاضي كبار المهندسين حولي 75 ألف دولا أمريكي سنويًا كمتوسط، مع إمكانية حصول العامل على الرعاية الصحية، والمكافآت وغير ذلك..
إيجابيات وسلبيات تخصص هندسة الطاقة المتجددة
وقبل أن نختم مقالنا، لابدّ أن نعرّج حول عنصرٍ مهمّ وضروريّ لإعطاء صورة أكثر شمولًا عن الموضوع، وهي مقارنة سريعةٌ بين إيجابيات التّخصص وآفاقه وبين سلبيّاته.. وذلك من خلال كل ما ذكرناه سابقا، واعتمادًا على مفهوم الطاقات البديلة نفسها ووزنها في السياسات الطاقوية العالميّة:
الإيجابيات
السلبيات
مستقبل هندسة الطاقة المتجددة والبديلة
يجرّ هذا القطاع ورائه مجموعة كبيرة من الوظائف والخدمات التي يحتاجها اللوجستية على سبيل المثال لا الحصر: إنشاء محطات للطاقة المستدامة وصناعة وتطوير محتوياتها من شرائح شمسية أو مراوح لتوليد الطاقة، ممّا يتطلب ذلك عددًا كبيرَا من المهندسين والفنيين لتشغيل هذه المحطات ونقلها وتوزيعها في الشّبكات الكهربائية، وكذلك العمليات اللوجستية من خدمات النقل والصيانة،
وحسب تقرير نشرته وكالة إيرينا الدولية للطاقة المتجددة لسنة 2018، فقد بلغ عدد عمال الطاقة المستدامة حوالي 10 مليون موظف حول العالم، وقد كان تخصص الطاقة الشمسية الأكثر طلبًا من بين هذه الوظائف.
ووفقًا لإحصائيات مكتب العمل في الولايات المتحدة أنه من المتوقع أن تنمو معدل وظائف الخلايا الكهروضوئية بنسبة 63٪ وفنيو توربينات الرياح بنسبة 57٪ بمعدل 1400 وظيفة سنويًا وذلك ما بين عام 2020 وعام 2030.
وها هنا جدول لمعدل نمو القطاع للربع الثاني من عام 2018 مقارنة بعام 2017:
| قطاع | وظائف مباشرة (الولايات المتحدة) | النمو مقارنة بعام 2017 (التغير٪) |
| شمسي | 242،343 | -3.2٪ |
| الرياح | 111،166 | 3.5٪ |
| الوقود المتجدد (إيثانول الذرة ، والإيثانول الآخر بما في ذلك وقود الديزل الحيوي ، والكتلة الحيوية الخشبية ، وأنواع الوقود الحيوي الأخرى) | 106709 | 2.2٪ |
| الطاقة الكهرومائية | 66،448 | -0.6٪ |
| الكتلة الحيوية | 12976 | 4.8٪ |
| الحرارة الأرضية | 8526 | 7.6٪ |
| تحويل النفايات إلى طاقة * | 7000 | – |
| مجموع | 555168 | -0.2٪ ^ |
ونستنتج من ذلك نظرة مستقبلية لهذا التخصص كونه قد يكون عامل أساسي في زيادة عدد الوظائف مقارنةً بقطاعات حيوية أخرى كانت تعتمد عليها الدول.
أسئلة وأجوبة
وختامًا، فإنه لا يمكن للوعي حول الطاقات المتجددة والنظيفة أن ينمو إلّا بأشخاصٍ مثّقفين وملتزمين بالقضايا العالمية التي تشترك فيها كلّ شعوب العالم.. لتفعيل مسارات الانتقال الطاقوي وبلورته بشكلٍ يجعله من أهمّ فرص البحث العلميّ والإنتاج الاقتصاديّ في آنٍ واحد.
وقد كان مقالنا هذا محاولةً لتوضيح أهمّ ما يتعلّق بالموضوع، أملًا أنّه أحدث أثرًا في نفسك وأضاء لك الطّريق نحو مستقبلك ومستقبل العالم.. ربّما، لم لا !
