مقاله درمورد انرژی تجدید پذیر

در اغلب کشورهای دنیا خدمات حمل و نقل عمومی، نیروگاه‌های ترموالکتریک، صنایع، مصارف خانگی و کشاورزی از جمله عوامل آلودگی هوا محسوب می‌شود که آلاینده‌هایی نظیر منوکسیدکربن، اکسید نیتروژن، دی اکسید گوگرد، هیدروکربورها، کربن سیاه و ذرات معلق را به جو وارد می‌کنند.

در درجه اول، مواجهه با آلاینده‌ها سلامت بشر را به خطر می‌اندازد؛ بروز بیماری‌های قلبی، ریوی، عصبی، سیستم ایمنی نواقص تولد، سرطان‌های مزمن لاعلاج و مرگ از عواقب نقش آلاینده‌ها بر تخریب زندگی انسان‌هاست.

گرم شدن کره زمین و به دنبال آن، افزایش طوفان‌ها و گردبادهای سهمگین، سیل‌ها، بادهای گرم، خشکسالی، بالا آمدن آب دریاها، نابسامانی‌های اقلیمی نیز از پدیده‌های نگران کننده ناشی از آلودگی هواست.

طی دهه‌های اخیر آلودگی هوا به جزء جدایی ناپذیر مسائل کشورهای در حال توسعه تبدیل شده است و این در حالی است که دسترسی کشورهای درحال توسعه به انواع منابع جدید انرژی، برای توسعه اقتصادی آنها اهمیت اساسی دارد. با توجه به ذخایر محدود انرژی فسیلی و افزایش سطح مصرف انرژی در جهان فعلی، دیگر نمی‌توان به منابع موجود انرژی متکی بود.

بزرگترین سرمایه‌گذاران انرژی خورشیدی در جهان

از منحصر به فرد ترین و پرکاربردترین انرژی‌های تجدید پذیر، انرژی خورشیدی است که به صورت مستقیم و غیرمستقیم می‌تواند به اشکال دیگر انرژی تبدیل شود. به‌ طور کلی انرژی متصاعد شده از خورشید در حدود ۳.۸ در ۱۰۲۳ کیلو وات در ثانیه است. نیروگاه‌های خورشیدی با هزینه‌ای بسیار کم، بدون تولید گازهای مخرب و بدون اشغال فضاهای مفید، جایگزینی بسیار مناسب برای نیروگاههای سوخت فسیلی محسوب می‌شوند.

مراکش به عنوان کشوری در حال توسعه توانسته فاز اول بزرگترین نیروگاه خورشیدی متمرکز در جهان را راه‌اندازی کند. پیش بینی‌ها نشان داده مراکش می‌تواند تا سال ۲۰۲۰ به همراه سایر نیروگاه‌های آبی و بادی، نیمی از نیاز برق کشور را از طریق این انرژی‌های پاک تامین کند. براساس گزارش مقاله‌ای تحت عنوان “وضعیت جهانی انرژی های تجدید ناپذیر در سال ۲۰۱۶″، عمان نیز به عنوان بزرگترین سرمایه‌گذار ساخت نیروگاه حرارتی خورشیدی در عصر جدید شناخته شده است.

از دیگر کشورهای آسیایی پیشرو در زمینه تولید انرژی از خورشید می‌توان چین را نام برد؛ بر اساس گزارش بلومبرگ، چین توانسته عنوان بزرگترین سرمایه‌گذار برای انرژی‌های تجدید ناپذیر را به خود اختصاص دهد و این در حالی است که بزرگترین منتشر کننده کربن جهان نیز محسوب می‌شود. تنها ۷۷ درصد از کل ظرفیت آب گرمکن‌های خورشیدی تازه احداث شده در جهان متعلق به چین است. پارک خورشیدی لانگیانژیا در چین با ظرفیت ۸۵۰ مگاوات، پروژه کموتهی کشور هند با ظرفیت تولید ۶۴۸ مگاوات و پروژۀ “ستاره خورشیدی” در کالیفرنیای آمریکا با ظرفیت ۵۷۹ مگاوات در رتبه های اول تا سوم بزرگترین نیروگاه های فتوولتائیک قرار دارند.

خورشید که منبع اصلی تمامی انرژی‌های موجود در زمین محسوب می‌شود می‌تواند با تاثیر بر فرآیندهای دمایی باد را نیز به وجود آورد. باد در اصل از تابش خورشید به زمین و تفاوت دمای هوای بین دو ناحیه، ایجاد می‌شود و گاه آنقدر نیرومند است که قدرتمندترین ساز ه‌ها نیز در برابر آن یارای مقاومت ندارند. انرژی جنبشی باد را می‌توان به انرژی مکانیکی و سپس آن را به انرژی الکتریکی تبدیل کرد. نیروگاه‌های بادی با هزینه اندک و توان بالا، بدون آلودگی زیست محیطی و نیاز به فضای گسترده، می‌توانند در بسیاری از مناطق منابع سرشاری از انرژی باشند.

پربازده‌ترین توربین‌های بادی جهان 

بر اساس گزارش پایگاه‌های خبری energynumbers  و energinet، در کشور دانمارک که لقب پربازده‌ترین توربین‌های بادی جهان را به خود اختصاص داده، نیروگاه بادی دریایی جزیره دانهولت واقع در سواحل شرقی این کشور با ظرفیت اسمی ۴۰۰ مگاوات به راحتی توانسته تا کنون برق مورد نیاز برای ۴۰۰ هزار خانوار را تامین کند. این نیروگاه دارای ۱۱۱ توربین بادی با ارتفاع کلی ۱۴۱.۶ متر و قطر روتور ۱۲۰ متری در عمق ۱۴ متری آب است که به منظور جایگزینی برای تولید برق مبتنی بر دیزل ساخته شده است. ارزیابی‌ها بر آن می‌رود که این پایگاه بتواند تا سال ۲۰۲۵، ۲۵ درصد کل برق دانمارک و تا ۲۰۵۰، ۱۰۰ درصد برق این کشور را تامین کند.

گرچه دانمارک عنوان پربازده ترین را به خود اختصاص  داده، چین نیروی توانسته بزرگترین سهم نیروی باد را برای تولید ۱۱۴ هزار و ۷۶۳ مگاوات از آنِ خود کند. آمریکا و آلمان نیز از دنباله‌روهای موفق تولید برق از توربین‌های بادی بر شمرده می‌شوند.

سرمایه‌گذاری دانمارک روی نیروگاه‌های زیست توده 

جالب اینجاست که باد تنها منبع انرژی کار آمد کشور کوچک دانمارک نیست. این کشور سرمایه‌گذاری زیادی روی نیروگاه‌های زیست توده نیز داشته است. سوخت‌های گیاهی به دست آمده از پسماندهای جنگلها و محصولات کشاورزی جهان، به نوعی بزرگترین منبع ذخیره انرژی خورشیدی به شمار می‌آیند و می‌تواند سالانه به اندازه ۷۰ میلیارد تن نفت خام، انرژی، در دسترس بشر قرار دهد.

نکته مهم در به کارگیری این منبع، حاصل از سوختهای گیاهی، آن است که دی اکسید حاصل از سوختهای گیاهی، دوباره توسط گیاهان تازه، جذب و مصرف خواهد شد و هیچ اثری را در پدیده گلخانه‌ای و گرم شدن زمین، نخواهد داشت. از این سوختها بیشتر در تولید گرما بهره برده می‌شود و اگرچه بازده آنها نسبت به سوختهای فسیلی بالا نیست، اما باعث صرفه‌جویی اقتصادی چشمگیری می‌شود.

در نیروگاه های زیست توده، از سوزاندن مواد زیستی و متان به دست آمده از آنها، برای تولید برق استفاده می‌شود. برای مثال، نیروگاه ترکیبی برقی گرمایی “آودور” در جنوب کوپنهاگ یکی از کارآمدترین نیروگاه های جهان در نوع خود است چرا که قادر به تولید الکتریسیته از مواد زیست محیطی نظیر پالت‌های چوبی و کاه است. ظرفیت کلی این نیروگاه ۷۹۳ مگاوات الکتریسته و ۹۱۸ مگاژول بر ثانیه گزارش شده است. این میزان می‌تواند گرمای مورد نیاز ۲۰۰ هزار خانوار و مصرف سالیانه الکتریسیته حدود ۱.۳ میلیون خانوار را تامین کند.

پایتخت ناوگان اتوبوس‌های اتانولی

در کشور سوئد که پایتخت ناوگان اتوبوس‌های اتانولی است نیز برنامه‌های راهبردی کشور اکنون بر دستیابی به ۱۰۰ درصدی انرژی تجدید ناپذیر تمرکز یافته است. این کشور از جمله کشورهای پیشرو درتولید اتانول از دانه است. محققان سوئدی اکنون به دنبال تولید اتانول از سلولز هستند که با نام سوخت‌های زیستی نسل دوم نامیده می‌شود. این نوع سوخت کارآمدتر از سوخت‌های تولید مبتنی بر دانه است و بر  محصولات غذایی نیز تاثیر نمی‌گذارد.

در این کشور نیز استفاده از سوخت زیستی E85 برای حمل و نقل کاملا  امری جا افتاده محسوب می‌شود. سوخت‌های زیستی نظیر  E85 میزان کمتری منوکسید به هنگام اکسداسیون آزاد می‌کنند، اثرات مخرّب کمتری بر محیط زیست دارند و  موجب کاهش کارسینوژن‌های سمی نظیر بنزن می‌شود.

سوخت زیستی در حمل و نقل کشورها

از آنجا که مصرف انرژی برای حمل و نقل از عوامل اصلی برای مصرف انرژی و تولید گازهای گلخانه‌ای است، کشورهای مختلف سیاست‌های مرتبطی را برای کاهش مصرف انرژی در پیش گرفته‌اند. مصر، اردن، مکزیک، هلند و آمریکا تا به حال از توافق نامه‌هایی برای تامین سوخت زیستی به منظور استفاده در پروازها طی آینده‌ای نزیک خبر دادند. در کشورهایی نظیر کنیا، برزیل مکزیک و ویتنام ترکیب سوخت‌های زیستی را به عنوان طرح‌های آزمایشی در شهرستانهای خود به اجرا درآورده‌اند. استفاده از این سوخت‌ها علاوه بر تولید انرژی بیشتر، دی اکسید کربن کمتری را منتشر کرده و مهم‌تر اینکه ترکیبات گوگردی را آزاد نمی‌کنند. در حال حاضر نیز بزرگترین مارکت‌های اصلی در تولید و استفاده از خودروهای الکترونی چین، اروپای شمالی و آمریکا گزارش شده‌اند. مقامات اردنی نیز در این رابطه، ساخت سه هزار ایستگاه شارژ الکترونیکی مبتنی بر انرژی خورشیدی را تا دهه آینده متعهد شده‌اند.

طلای کثیف در مشت خلیج فارس

حال در این بین، اگر خورشید انرژی طلایی محسوب می‌شود، زباله نیز تواسته عنوان طلای کثیف را به علت پتانسیل بالا برای تولید انرژی از آن خود کرده است. مواد آلی موجود در زباله‌ها قابل احتراق می‌باشد و در اثر سوختن، انرژی حرارتی تولید می‌کنند. این انرژی حرارتی می‌تواند برای جوشاندن آب، تولید بخار آب و متعاقبا برای حرکت توربین‌ها به منظور تولید برق استفاده شود. علاوه بر این با دفن زباله‌ها می‌توان میزان مناسبی از بیوگازها را برای کاربردهای صنعتی به دست آورد.

کشوهای حوزه خلیج فارس نظیر امارات، عمان، کویت پروژه‌های تبدیل انرژی از زباله را به طور جدی در پیش گرفته‌اند. عمان در حال حاضر با سرمایه گذاری ۶۰۰ الی ۷۰۰ میلیون دلاری برنامه نمک زدایی آب دریا با ظرفیت ۱.۰۰۰.۰۰۰ تن در سال را با انرژی به دست آمده از تبدیل بخشی از مقادیر عظیم زباله‌های شهری را در پیش گرفته است.

دبی نیز با ارائه طرح پیشنهادی قصد تبدیل شدن به بزرگترین نیروگاه تبدیل زباله به انرژی خاورمیانه را تا سال ۲۰۲۰ دارد. در این بین، کشور کویت نیز در تلاش برای محقق کردن پروژه‌های انرژی پاک، تبدیل ۵۰ درصد از زباله‌های شهری به انرژی الکتریکی را در پیش گرفته است.

از میان انرژی‏های تجدیدپذیر، انرژی‏های دریایی را به عنوان انرژی پرظرفیتی برای تامین الکتریسیته نام برده‌اند. شوری، جریان اقیانوسی، تفاوت در درجه حرارت آب دریا و به ویژه امواج و جزر و مد از منابع تبدیل این انرژی هستند. از انرژی دریایی به عنوان دوستدار اکوسیستم نیز یاد می‌شود چرا که تاثیر بسیار اندکی بر زیست بوم‌های محل مورد استفاده برای ایجاد انرژی بر جای می‌گذارد.

کره جنوبی سردمدار نیروگاه جذر و مدی دنیا

کره جنوبی تا به امروز بزرگترین نیروگاه جذر و مدی دنیا را با ظرفیت ۲۵۴ مگاوات در جهت امواج دریاچه سیهوا احداث کرده است. این نیروگاه دارای ۱۰ توربین ۲۵.۴ مگاواتی است که در صورت جریان مداوم آب، ۲۶۰ مگاوات برق تولید می‌کند. برآورد شده است که این توربین‌ها سالانه اجازه ورود  ۶۰ میلیارد تن آب دریا را به درون خود می‌دهند.

علاوه بر تولید برق، احداث این نیروگاه کمک عظیمی را به نفع بهداشت زیستی این دریاچه داشته است چرا که در برهه‌ای از زمان میزان پرفلورواکتان سولفونات به حدی بالا بوده که حتی برای کشاورزی هم بلا استفاده بوده است اما با ایجاد این توربین‌ها و به کار افتادن جریانات آبی نوعی تصفیه طبیعی در این دریاچه رخ داده است.
در سال‌های اخیر نیز اسکاتلند کار احداث بزرگترین نیروگاه دریایی را در نزدیکی جزیره استروما و با وسعتی حدود ۳.۵ کیلومتر مربع در پیش گرفته است. محاسبات نشانگر تولید ۳۹۸ مگاوات برق توسط ۲۶۹ توربین این نیروگاه است که می‌تواند برق ۱۷۵ هزار خانوار را تامین کند.

موتور گرمایی در فرانسه و انگلستان

علاوه بر انرژی جزر و مد و امواج، انرژی حرارتی اقیانوس‌ها نیز مورد توجه قرار گرفته است. در تبدیل انرژی گرمایی اقیانوس از اختلاف دما بین عمق سردتر و سطح یا عمق کمتر گرمتر آب اقیانوس برای به حرکت درآوردن موتورگرمایی و انجام کار مفید (معمولاً به صورت برق) استفاده می‌شود.

از جمله پیشروان این تکنولوژی کشورهای فرانسه و انگلستان هستند که به دنبال آنها ایرلند، اسپانیا و پرتغال نیز پیشرفت‌هایی را در این رابطه داشته‌اند. استرالیا نیز نیروی امواج اقیانوس هند را به منظور تامین برق پادگان‌های نظامی خود به کار گرفته است.

البته آبزی پروری نیز از شناخته شده‌ترین محصول جانبی احداث نیروگاه‌های اقیانوسی یاد شده چرا که جانداران آب سرد، مانند ماهی آزاد و خرچنگ، در آب‌های عمیق غنی از مواد مغذی که از روند انرژی‌های اقیانوسی به دست می‌آیند رشد پیدا می کنند. ریز جلبک مانند اسپیرولینا که مکمل غذایی سالم محسوب می‌شود نیز می‌تواند در آب‌های عمیق اقیانوس کشت داده شود.

امروزه ساخت نیروگاه‌های دریایی و اقیانوسی گرچه رو به افزایش است اما هنوز تنگناهایی در این راستا هست که باید رفع شود. برای نمونه باید خطوط انتقال نیرو را تا سواحل گسترش داد و بناهای تولید و انتقال آن  را در برابر طوفان‌های دریایی و آب و هوای ساحلی مقاوم ساخت و نیز، تجهیزات نیروگاه‌هایی از این نوع هنوز بسیار پرهزینه و حجیم است. اما با احداث این نیروگاه‌ها می‌توان به مناطقی که به علت محصور بودن در آب و یا غیر قابل دسترس بودن، امکان اتصال به شبکۀ سراسری را ندارند، برق رساند و حتی آب شیرین این مناطق را به یاری همین نیروگاهها تدارک دید.

با این وجود،  پیشرفت روز افزون علم و فناوری، راه برای بهره‌وری از این انرژی ها بیش از پیش هموارتر شده است و امید بر آن می‌رود که  بشر بتواند با به خدمت گرفتن انرژی‌های تجدید ناپذیر، کابوس اتمام انرژی‌های تجدید پذیر را خاتمه داده و سرآغازی نوین را برای رسیدن به توسعه‌ای پایدار نوید دهد.