تاوان زمین

امروزه سوخت های فسیلی شامل نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ منابع اصلی انرژی بشر به شمار می آید.۹۰درصد انرژی مصرفی مردم زمین از طریق این منابع تامین می شود.به طور کلی تمام منابع انرژی، به جز منابع فسیلی را انرژی های جانشین می نامند که به دو گروه انرژی های تجدید پذیر و تجدید ناپذیر تقسیم می شوند.
سوخت های هسته ای و انرژی زمین گرمایی، انرژی های جانشین تجدید ناپذیر هستند و انرژی خورشیدی، نیروی آب، نیروی باد و انرژی حاصل از زی-توده( بیوماس) منابع انرژی تجدید شونده به شمارمی روند. منابع انرژی جانشین تجدیدشونده و تجدیدناشونده درحال حاضر سهم کوچک اما رشدیابنده ای از مصرف کل انرژی موردنیاز بشر را تشکیل می دهند. از مهمترین منابع انرژی جانشین، می توان به نیروی آب و انرژی هسته ای اشاره کرد که تقریباً ۱۲ درصد ازمصرف انرژی جهان را تامین می کنند.انرژی های جانشین و منابع گوناگون آن از منظر زیست محیطی بسیار حائز اهمیت هستند، چرا که منابع انرژی فسیلی سرانجام به پایان می رسند و بشر جز روی آوردن به دیگر منابع، چاره ای ندارد. از این رو مرحله گذار به سوی منابع جدید ضرورت می یابد.
●انرژی گرما زمینی
انرژی گرما زمینی یعنی تبدیل مفید حرارت درون زمین به گرمای منازل یا برق. مهارکردن و تحت کنترل درآوردن حرارت درونی زمین، جدید و ناشناخته نیست؛ کشور ایتالیا از سال ۱۹۰۴ این منبع انرژی را مورد استفاده قرار داده و امروزه از گرمای طبیعی درون زمین در تولید برق کشورهای روسیه، ژاپن، نیوزلند، ایسلند، مکزیک، هاوایی، آمریکا و کانادا استفاده می شود. اگر استخراج گرمای زمین از میزان تجدیدپذیری طبیعی آن پیشی گیرد، انرژی گرما زمینی را می توان تجدید ناشونده دانست .
●انرژی گرما زمینی و محیط زیست
به نظر نمی رسد آثار زیست محیطی انرژی گرما زمینی به اندازه سایر منابع انرژی گسترده باشد، اما در عین حال این آثار اهمیت زیادی دارد. آثار زیست محیطی استقرار تاسیسات انرژی گرما زمینی در یک منطقه شامل سروصدای محلی، انتشار گاز و آشفته شدن زمین بر اثر حفاری و احداث خط لوله و جاده است. خوشبختانه استفاده از این انرژی، نیازمند حمل موادخام یا پالایش متداول در سوخت های فسیلی نیست. افزون براین، استفاده از انرژی گرمازمینی با ایجاد ذرات معلق آلاینده که در مورد سوخت های فسیلی مطرح است یا با ایجاد ضایعات رادیواکتیو مرتبط با انرژی هسته ای همراه نخواهد بود.
●انرژی هسته ای
انرژی هسته ای همانطور که از نام آن بر می آید شامل انرژی هسته اتم هاست که از طریق دو نوع فرآیند شکافت هسته ای یعنی شکستن اتم به ذرات کوچک تر و گداخت هسته ای یعنی ترکیب هسته های اتم و تولید هسته های سنگین تر، مورد استخراج و استفاده قرار می گیرد.هم اینک انرژی هسته ای یکی از منابع مهم تولید برق به شمار می آید و پیش بینی می شود در آینده، اهمیت استفاده و بهره گیری از این منبع انرژی با سرعت بیشتری ادامه یابد.
●انرژی هسته ای و محیط زیست
در تمام چرخه هسته ای ، از معدن کاوی و فرآوری عنصر رادیواکتیو، تا شکافت و مهار آن و همچنین ازفرآوری دوباره سوخت هسته ای مصرف شده تا تعطیل کردن نیروگاه و دفع ضایعات رادیواکتیو، مقادیر متفاوتی پرتو وارد محیط زیست می شود و برآن تاثیرمی گذارد.
از جمله آثار زیست محیطی چرخه سوخت هسته ای، می توان موارد زیر را برشمرد:
- معادن و تاسیسات فرآوری عنصر رادیواکتیو مثل اورانیوم، ضایعات پرتوزا تولید می کنند که ممکن است محیط زیست را آلوده کند. به طور مثال مواردی از مصرف سنگ های لاشه معادن اورانیوم در شالوده و بنای ساختمان های برخی از کشورها مشاهده شده که این منازل را آلوده کرده است .
- غنی سازی اورانیوم ۲۳۵ و ساخت واحدهای سوخت نیز ضایعه ای به وجود می آورد که رفع آن دقت فراوانی می طلبد.
- فرآیند بازنگری و ارزیابی و پایش زیست محیطی در این خصوص وسیع و پرخرج است و این فرآیند اغلب، حول محور صدمات مرتبط با احتمال بروز برخی حوادث از قبیل زلزله و آسیب به نیروگاه متمرکز می شود.
- فرآوری مجدد سوخت های هسته ای مصرف شده و رفع ضایعات هسته ای، با ضایعات زیست محیطی قابل توجهی همراه است که باید مورد توجه جدی قرار گیرد.
- از کار اندازی یا مدرن ساختن یک نیروگاه هسته ای نیز از جمله موارد بسیار مهمی است که تجربه اندکی در خصوص آن موجود است. این قبیل نیروگاه ها عمری در حدود۲۰ تا ۳۰سال دارند.
- حوادث نیروگاه های هسته ای مشابه آنچه که در نیروگاه چرنوبیل به وقوع پیوست را نیز باید به عنوان یکی از منابع آلاینده جدی محیط، مورد توجه قرار داد.به طور کلی می توان گفت تجربه بشر در ارتباط با آثار ویرانگر استفاده از انرژی هسته ای، هنوز هم بسیار اندک است و هنوز آثار کامل آنچه با شکافت اتم در سال ۱۹۴۲ آغاز شد، به خوبی معلوم نشده است .
●منابع انرژی جانشین تجدیدشونده
منابع انرژی تجدیدشونده، یعنی انرژی مستقیم خورشید، آب، باد و زی-توده (بیوماس) دارای این وجه اشتراک عمده هستند که همگی از مشتقات انرژی خورشید به شمار می روند. البته اگر انرژی خورشید رادر مفهوم وسیع ترش توصیف کنیم، تمامی انرژی های تجدیدشونده را شامل می شود و این انرژی ها، همگی به آن علت تجدیدشونده به حساب می آیند که ممکن است خورشید، آنها را در یک محدوده زمانی، برای استفاده بشر تجدید کند. امتیاز اصلی این قبیل منابع انرژی آن است که تمام شدنی نیستند و استفاده از آنها معمولاً با کمترین تباهی و زوال زیست محیطی همراه است. به جز سوزاندن زی -توده و مشتقات آن ( ضایعات شهری)، سایر انواع مشتقات انرژی خورشیدی بر میزان گاز کربنیک هواسپهر نمی افزاید و هم از این روی، در اتمسفر زمین تغییرات اقلیمی به وجودنمی آورد. با وجود تمام مزایا، این قبیل منابع دارای ضعف ویژه ای نیز هستند و این نقطه ضعف، آن است که بسیاری از انواع انرژی خورشیدی، متناوب بوده و از لحاظ مکانی متغیر هستند، چرا که همگی به تابش خورشید وابسته اند و علاوه بر این، بعضی از این انواع در حال حاضر از سوخت های فسیلی وهسته ای، بسیار گران تر تمام می شود. یک جنبه مهم دیگر استفاده از منبع تجدیدشونده، برتری آن از نظر زمان لازم در برپایی و کاربرد فن آوری است، به طوری که اغلب این منابع در مقایسه با توسعه منابع جدید دیگر یا ساخت نیروگاه های فسیلی و هسته ای، زمان کوتاه تری را طلب می کنند.
●انرژی خورشیدی مستقیم
به طورمتوسط۱۳ درصد از انرژی اولیه خورشید وارد هواسپهر زمین می شود، اما مقدار واقعی آن در هر نقطه، بسته به فصل سال و پوشش ابر بسیار متغیر است. فتوولتائیک اصطلاحی عمومی برای فن آوری هایی است که انرژی خورشید را با استفاده از یک ماده جامد نیمه هادی، مستقیماً به الکتریسیته تبدیل می کنند. این سیستم ها از سلول های خورشیدی جنس سیلیسیوم یا مواد دیگر از قبیل آرسیندگالیوم استفاده می کنند. هنگامی که آفتاب به سلول می تابد، الکترون را در سیستم های برق به جریان می اندازد و از این فرآیند، برق تولید می شود. می توان برق تولیدشده را به عنوان منبع نیرو در مناطق دوردست، در ایستگاه های هواشناسی و سفینه های فضایی و یا در ماشین حساب ها و ساعت ها مورد استفاده قرار داد.فن آوری فتوولتائیک ها در چند سال اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است . کارایی تبدیل انرژی فتوولتائیک در حال حاضر بین ۱۰تا ۲۵درصد برآورد می شود، اما حد نهایی قابل انتظار آن ۳۰ درصد پیش بینی می شود. این رقم خیلی زیاد نیست، اما آنچه ممکن است وضع را تغییر دهد پیشبرد روش های ساخت کم هزینه و بزرگ – مقیاس آن است . بهای سلول های خورشیدی در آینده آنقدر پایین خواهد آمد که بتوان آن را در روکش پشت بام منازل و ساختمان های دیگر جا داد و از انرژی آنها استفاده کرد.
●هیدروژن و انرژی خورشیدی
یکی از نوآوری های انرژی خورشیدی، تولید هیدروژن است؛ به طوری که در این تکنیک، به یاری صفحات جمع کننده انرژی خورشیدی و جریان برق تولیدشده، آب را تجزیه و هیدوژن تولید می کنند. هیدروژن را به عنوان یک سوخت می توان در تمام مسیرهایی که معمولاً سوخت فسیلی مصرف می شود، از قبیل راندن موتور اتومبیل و کامیون یا گرم کردن آب و ساختمان مورد استفاده قرار داد. هنگامی که هیدروژن با استفاده از خورشید تولید می شود، یک منبع تجدیدشونده به حساب می آید. این یک سوخت پاکیزه است که محصول احتراق آن فقط آب است و از این رو سهمی در گرمایش جهانی، آلودگی هوا یا باران اسیدی ندارد.

منبع : روزنامه همشهری