الاقتصاد والإنارة مرتبطان ارتباطاً متيناً في الحضارة البشرية المعاصرة. يعرف هذا تماماً وزراء الطاقة في موازناتهم السنوية، وأرباب العائلات، عندما يحين وقت دفع فاتورة الكهرباء في كل شهر. وبموازاة حملات الترشيد للإقلال ما أمكن من استهلاك الطاقة الكهربائية، يسعى العلماء والصناعيون في تطوير مصابيح إنارة جديدة تستهلك طاقة أقل لإنتاج إضاءة بالقوة نفسها. فأي الوسائل أكثر توفيراً للطاقة، وأي المصابيح أفضل من غيرها في هذا العالم المتغيّر الذي بات عليه أن ينظر في أجدى استغلال للموارد المتاحة.

في البدء كان البرق والصواعق تُضيء للبشر ليلهم للحظات خاطفة. وحين اكتشفوا طريقة حتّ العود بالخشب لإشعال النار، صار الحطب والأعشاب الجافة مصدرهم للنور. وفي مراحل حضارية متقدّمة اكتشفوا خصائص الزيت وقدرته على الإنارة، إذا امتصّه فتيل من القطن. وبعد اكتشاف النفط، صارت القناديل هي الوسيلة الشائعة لإنارة البيوت والأزقّة في القرى والمدن.

كان القرن التاسع عشر، من بدايته حتى نهايته، القرن الذي تطوّرت فيه المبتكرات المتنوّعة التي استخدمت الكهرباء للإنارة، حتى وصل العلماء في أوائل القرن العشرين، إلى ابتكار المصباح الكهربائي القابل للتعميم والانتشار. ومنذئذ كرّت السبحة، وظهرت أنواع وأشكال من المصابيح الكهربائية: المصباح الوهّاج (Incandescent)، ومصباح الهالوجين، و”الفلوريسنت”، والصمام الثنائي المضيء (LED)، ومصباح قوس الكربون، ومصباح التفريغ (Discharge)، ومصباح النيون، وغيرها.

أكثرها شيوعاً أقلُّها جدوى!
لكن أجدى المصابيح الكهربائية، أي أكثرها إنارة باستهلاك مقدار معيّن من الطاقة، هو مصباح الصوديوم المنخفض الضغط (low-pressure sodium) الذي يُصدر ضوءاً برتقالياً/أصفر اللون. وهو فعّال جداً لإنارة الطرق.

أما أكثر المصابيح انتشاراً في العالم اليوم، لإنارة البيوت والمكاتب، فهو المصباح الوهّاج، الذي يمرّر التيار الكهربائي في خيط دقيق من معدن التنجستن، يزداد حرارة فيصدر عنه ضوء متوهّج. ويُنسَب ابتكاره للأمريكي إديسون. وتتجه بعض الدول إلى منع استخدام هذا النوع من المصابيح، لأنه أقل جدوى من غيره في تحويل الكهرباء إلى ضوء. وقد سبق لأستراليا أن منعته منذ عام 2010. أما سريلانكا فقد منعت استيراده، سعياً في التوفير باستخدام الأنواع الأخرى من المصابيح الأجدى منه. وإضافة إلى ذلك، حين يُنار المصباح الوهّاج، تتحوّل %80 من الطاقة الكهربائية إلى حرارة، الأمر التي يتسبَّب بزيادة الطلب على الكهرباء في البلدان الحارّة، كما هو حال المملكة صيفاً، لاشتداد الحاجة إلى التكييف الكهربائي لمواجهة الحر في المكان المضاء، فيتضاعف الإنفاق، فيما لا يتحوّل إلى ضوء سوى %20 من الكهرباء في هذا النوع من المصابيح.

ومن المصابيح المنتشرة نسبياً، مصباح الهالوجين، وهو عادة أصغر حجماً من المصباح الوهّاج، لأن فعاليته في الإنارة تزداد إذا زادت درجة حرارته على 200 درجة مئوية، وتصغير حجم المصباح يزيد تركيز الحرارة. ولذا، فمعظم مصابيح الهالوجين مصنوعة من الكوارتز، يغلّفه من الخارج غلاف من الزجاج لحمايته من الزيوت الناتجة من بصمات اليد البشرية. لكن هذا المصباح يزيد خطر حدوث حرائق، لذا يُمنَع استخدامه في بعض الأماكن المعرضة بشدة لنشوب للحرائق، على الرغم من جدواه الاقتصادية.

وثمة نوع ثالث من المصابيح الكهربائية بات منتشراً على نطاق واسع في العالم، هو مصباح “الفلوريسنت”. وهو في العموم أنبوب من زجاج يحتوي على بخار الزئبق أو غاز الأرغون تحت ضغط خفيف، وعلى طرفي الأنبوب قطبان يمرّ بينهما التيار الكهربائي، فينتج عن البخار أو الغاز طاقة فوق بنفسجيّة. ويكون الجدار الداخلي في الأنبوب مطلياً بالفوسفور الذي يشع نوراً بفعل الطاقة فوق البنفسجيّة. وفي مصابيح “الفلوريسنت” أنواع بحجم المصابيح الوهّاجة، أخذت تنتشر في المنازل والمكاتب، لأن المصابيح “الفلوريسنت” أجدى اقتصادياً بكثير من تلك الوهّاجة، فهي تنتج إنارة أقوى عدة مرات بطاقة كهربائية مساوية. إلا أنها أغلى ثمناً. لكن الاقتصاد في الكهرباء الذي تتيحه، يجعلها مساوية اقتصادياً على الأقل.

ولما كانت مصابيح “الفلوريسنت” تحتوي غالباً على بخار الزئبق، فقد نصت القوانين الأمريكية على ضرورة فرزها عن النفايات الأخرى، وثمة قوانين تنص حتى على إعادة تتويرها.

ويعدّ مصباح الصمام الثنائي المضيء (LED)، وهو من أحدث ما توصَّلت إليه صناعة تطوير المصابيح وأجدى وسائل الإنارة، لأنه يحوّل أكبر نسبة من الكهرباء إلى ضوء، ولا يصدر عنه إلا القليل من الحرارة. إضافة إلى هذا، يمكن لمصباح الصمام الثنائي أن يعمل 100,000 ساعة قبل أن يتعطّل. غير أن صناعته دقيقة، وقد يزيد عمره أو ينقص، جراء فروق بسيطة في تصنيعه، على الرغم من أن إنتاجه زهيد التكلفة. كذلك يمكن لعمر هذا المصباح أن يقصر، إذا استُخدِم في ظروف تزيد حرارته. لذا تتباين أعمار هذا المصباح كثيراً بين شركة صانعة وأخرى، وبين مستهلك وآخر. ومن خصائص هذا المصبــاح المثيــرة أنه يستطيع أن يضيء بمختلف الألوان. وقد أخذ ينتشر استعماله في العالم شيئاً فشيئاً.

حجم الاستهلاك للإنارة
والمليارات القابلة للتوفير
تشير أرقام إدارة معلومات الطاقة في الولايات المتحدة الأمريكية (EIA)، إلى أن الأمريكيين استهلكوا عام 2016 نحو 279 مليار كيلوواط ساعة من الكهرباء لغرض الإنارة، في القطاعين المنزلي والتجاري. وقدّرت الإدارة أن هذا يساوي نسبة %10 من مجموع الكهرباء المستخدمة في البلاد في هذين القطاعين، أو نحو %7 من مجموع استهلاك الكهرباء في الولايات المتحدة.

وبلغ استهلاك الكهرباء للإنارة في المنازل، نحو 129 مليار كيلوواط في الساعة، أي نحو %10 من مجموع استهلاك الكهرباء في القطاع المنزلي في عام 2016. أما القطاع التجاري، الذي يتضمّن إنارة المباني التجارية ومباني المؤسسات والطرق العامة والطرق السريعة، فقد استهلك نحو 150 مليار كيلوواط في الساعة لغرض الإنارة، أي نحو %11 من مجموع استهلاك الكهرباء في القطاع التجاري، للأغراض كافة.

أما في عام 2010، فقد بلغ استهلاك الكهرباء للإنارة في مواقع الصناعة 52 مليار كيلوواط في الساعة، أي نحو %1,3 من مجموع استهلاك الكهرباء عام 2010.

ونجد نسباً مشابهة تقريباً لما تستهلكه الإنارة في المملكة، ففي ورشة عمل نظَّمتها “الهيئة السعودية للمواصفات والمقاييس” في الرياض خلال شهر يونيه من العام الماضي 2016، وكان محورها حول آلية تسجيل منتجات الإنارة، جاء أن نحو %80 من إنتاج الطاقة الكهربائية في المملكة يستهلك في المنازل، وأن نحو %9 تذهب للإنارة. صحيح أن هذه النسبة تبقى أقل بكثير مما تستهلكه مكيفات الهواء، ولكنها تبقى ضخمة جداً، إذ تبلغ قيمتها أكثر من خمسة مليارات ريال رغم الدعم الحكومي لها. وخلصت الورشة آنذاك إلى أن هذه الأرقام تفرض الالتفات فوراً إلى منتجات الإنارة كجزء مهم من مبادرات ترشيد استهلاك الطاقة في المملكة.

أما في مصر،فقد جاء في موقع “http://www.auptde.org” المصري، أن السلطات المسؤولة لاحظت نجاح مساعي ترشيد استهلاك الكهرباء للإنارة في المنازل، باستخدام المصابيح الموفّرة للطاقة، بعدما تيقّن أصحاب المنازل من جدوى هذا الأمر، فزاد الإقبال على شراء مصابيح “الفلوريسنت”. وقد شجّع هذا المسؤولين على التفكير باعتماد الحلول الموفّرة للطاقة في الإنارة العامة، التي تستهلك %11 من مجموع استهلاك الطاقة في مصر. وجاء في الموقع نفسه، أن %80 من الطاقة الكهربائية تتحوّل في المصابيح العادية إلى حرارة، ويبقى %20 فقط للإنارة، فيما تنقلب النسبــة مع مصابيح “فلوريسنـت”، لتصبــح %20 للحرارة، و%80 للإنارة. وبذلك يبلغ التوفيــر %70 من استهلاك الكهرباء.

أطفئوا الأنوار للتوفير…
يعرف الأطفال أن عليهم أن يطفئوا الأنوار عند الخروج من الغرفة… ذلك ما يقوله لهم الوالدان بإلحاح لا يملّ حتى بلوغ الالتزام. فالطفل يعرف أن الوالدين سيغضبان إذا لم يمتثل، لاسيما عند الخروج من البيت لرحلة تستغرق يوماً أو اثنين. وحتى حين يكبرون ويتزوجون، لا يخلو الأمر من أن يلفت الواحد نظر الآخرين من أهل بيته إلى وجوب إطفاء المصباح هنا أو هناك حتى ولو كان الخروج من الغرفة أو البيت سيستغرق ساعتين لا أكثر. فهل يستحق الأمر كل هذا الجهد لتوفير الكهرباء أو المصابيح؟

فلننظر في الأرقام لمعرفة الجواب، في مثال مستمدّ من أرقام أمريكية.

ولنفترض أن التجوال في المنزل لإطفاء المصابيح المضاءة، يستغرق دقيقتين من الوقت. وفي حين أن الكهرباء في الولايات المتحدة، حيث غالباً ما تكون غير مدعومة، بل من إنتاج شركات خاصة، فإنها تكلّف 10 سنتات، الكيلوواط في الساعة. ولنفترض أن البيت يستخدم مصابيح “فلوريسنت” 20 شمعة، التي يعدّ مصروفها المالي من الكهرباء أقل بكثير من غيرها. ولنفترض أن التجوال في البيت قبل الخروج سيطفئ 4 مصابيح “فلوريسنت”، في المعدّل. على هذا، لنقل إن أصحاب البيت سيغادرون المنزل لرحلة نهاية الأسبوع، أي أربع مرات في الشهر، يصل التوفير عند إطفاء المصابيح “الفلوريسنت” الأربعة، إلى 41.6 سنت، هي ثمن 4.160 واط في الساعة من الطاقة. وعلينا أن نضرب هذه الأرقام بـ 3و5 إذا كانت المصابيح متوهِّجة وبقوة 20 شمعة فقط، وبـ 35 مرة إذا كانت موهّجة بقوة مئة شمعة. هنا يستحق الأمر جولة في البيت تستغرق دقيقتين للإطفاء. وفي هذه “الحسبة”، لم نفترض سوى أن المصابيح تُركَت مضاءة، ولم يَدرُج في هذا الحساب التلفزيون، الذي يستهلك تقريباً 150 واط في المعدّل. فإذا تُرِك مضاء في رحلة نهاية الأسبوع، التي تستغرق ربما 52 ساعة، لبلغ الاستهلاك مبلغ 0,78 دولاراً.

تعني هذه الأرقام، أن ترك مصباح واحد مضاءً قد لا يكون أمراً خطيراً، لكن التراكم الذي تحدثه العادات السيئة أو الجيدة، قد يصنع فرقاً. وقد يصل التوفير إلى مبالغ تستحق الجهد والانتباه اللازمين. ففي دراسة نشرتها مجلة “العلم والحياة” الفرنسية، تبيَّن أن الأضواء الحمراء الصغيرة في الأجهزة الإلكترونية مثل التلفزيون وموزعات الكهرباء التي تشير إلى أنها موصولة بالشبكة وجاهزة للتشغيل، تستهلك مجتمعة في فرنسا ما يعادل إنتاج محطة نووية لتوليد الكهرباء.

إلى ذلك، لا ننسى أن ترك المصباح مضاءً، يستهلك من عمره. هذا إذا نظرنا إلى المصروف الشخصي لصاحب المنزل. أما في توفير الكهرباء على صعيد حي بأكمله أو مدينة أو بلد، فإن الفوارق تتراكم وتتضاعف، والسلوك السليم يوفّر كثيراً من استهلاك الطاقة من مصادرها العامة.

في المكاتب والشركات
يختلف الأمر كثيراً في المكاتب والشركات والمؤسسات العامة، عنه في المنازل. فعدد المصابيح في هذه الأمكنة هو أولاً أكبر بكثير من عددها في المنزل. والسلوك العام، أحياناً كثيرة، أقل حرصاً منه في المنزل، لأن الإنفاق في المؤسسات العامة يكون على حساب المؤسسة لا على الموظف. ولذا لا يندر أن يخرج آخر موظف، إلى اليوم التالي، أو حتى إلى عطلة الأسبوع، تاركاً كل شيء مضاءً، من مصابيح وحواسيب وأدوات كهربائية أخرى.

ويضاف إلى استهلاك الكهرباء في الأماكن العامة، استهلاك المصابيح. فالمصباح له عمر افتراضي، وكلما استهلكناه قصر عمره في الخدمة. ويذكر موقع fastcompany.com إن الأمريكيين أنفقوا عام 2016، نحو مليار دولار لشراء ملياري مصباح كهربائي جديد. وبحساب سريع يعني هذا أنهم يشترون في كل يوم نحو 5,5 مليون مصباح، لتبديل مصابيح انتهى عمرها.

أما موقع wsj.com فيقدّر عدد المصابيح العاملة كل يوم في الولايات المتحدة الأمريكية بنحو أربعة مليارات مصباح، في البيوت والشركات والمؤسسات العامة والطرق، وما إليها. أما في العالم كله فقدّر الموقع عدد المصابيح الكهربائية بنحو اثني عشر مليار مصباح، وأن المصابيح الوهّاجة تحتل نحو ثلث سوق المصابيح الكهربائية في العالم، الأمر الذي بات يتطلَّب التوقف أمامه.