به سوی انرژی های پاک

امروزه انرژی از اركان مهم حیات اقتصادی، صنعتی و علمی كشورهای جهان می باشد كه بدون آن زندگی صنعتی ممكن نیست. تجربه‌ی دهه های اخیر نشان می‌دهد كه با توجه به افزایش سطح‌ مصرف انرژی‌ در ‌جهان ‌و ‌ذخایر‌ محدود سوخت‌های فسیلی دیگر نمی توان به منابع موجود انرژی متكی بود. اگرچه نفت و سایرسوخت های فسیلی می توانند حداقل تا صد سال آینده نیز نیازهای انرژی دنیا را تأمین کنند، اما چالش عمیق تری که نظام انرژی جهان را شکل خواهد داد "مسائل زیست محیطی"‌می باشد. از طرف دیگر صدور منابع نفت و گاز، اقتصاد ایران را به درآمدهای حاصل از صدور منابع یاد شده وابسته کرده است. بدیهی است پایان پذیر بودن این منابع، در كنار اهمیت یافتن مسائل زیست‌محیطی قطع این وابستگی را امری ضروری ساخته است كه در این راستا باید نیم نگاهی به سایر جایگزین های نفت و گاز داشت. در ایران بیش ترین ظرفیت استفاده از انرژی های تجدید پذیر مربوط به انرژی خورشیدی است و پس از آن انرژی باد و زمین گرمایی قرار دارند.
میلیاردها انسان از ابتدای تاریخ کوشیده اند به شیوه های متفاوت از انواع انرژی بهره برداری کنند و آن را تحت نظر بگیرند. طی سال های نخستین تأمین‌کننده ی انرژی برای انسان‌خورشید بود. زمانی که او به آتش را کشف می کند این مسأله وارد مرحله ای نو می گردد. بعدها انسان آموخت که چگونه می تواند از سایر عناصر طبیعت مانند آب و باد و گیاهان انرژی تولید کند. کشف ذغال سنگ به معنای ورود سوخت های فسیلی بر بازار انرژی جهان بود. قابلیت ذخیره سازی و حمل و نقل راحت ذغال سنگ باعث شد‌تا این محصول برای سالیان متمادی بازار را درانحصار داشته باشد ولی‌ظهورنفت‌درسال های بعد موقعیت ذغال سنگ را به خطر انداخت. بدین ترتیب آغاز قرن۲۰ میلادی مقارن با انقلاب انرژی در زمینه ی حرکت از سوخت های فسیلی جامد به مایع بود.‌ در ‌این‌ دوران کشورهایی که دارای منابع و ذخایر خداداد نفت بودند با رونق اقتصادی مواجه گشتند همان گونه که در سال های قبل از آن رونق اقتصادی به کشورهای دارنده ی منابع غنی ذغال سنگ تعلّق داشت. اما به نظر می‌رسد در اوایل قرن ۲۱ تغییر جهتی از سوخت های فسیلی به سوخت های پاك و تجدیدپذیر در راه است.
دوعامل اساسی‌در این تغییر‌جهت دخیل می باشند :
۱) بحران های نفتی :
جنگ اعراب و اسرائیل که منجر به بحران نفتی ۷۴ - ۱۹۷۳ شد قیمت نفت خام را از بشکه ای سه دلار به بیش از ۱۳ دلار رسانید. بحران نفتی سال ۱۹۷۳ و شوک شش سال بعد همراه با افزایش قیمت انرژی، منجر به تغییر جهت سریعی در نظام انرژی جهان شدند. آن دهه معرف پایان ناگهانی عصر رشداقتصادی صرفاً بر پایه‌ی نفت بود که مشخّصه ی دهه های پس از جنگ جهانی دوم می باشد. ده ها شاخص اقتصادی جهانی از GNP گرفته تا تولید فولاد در حوالی سال ۱۹۷۳ افت شدیدی را نشان می دهد. در‌ سراسر جهان فروض ساده‌ی پیشرفت بی پایان اقتصادی و اجتماعی زیر سؤال رفتند و نیاز به انرژی های جایگزین سوخت های فسیلی احساس شد.
۲) مسائل زیست محیطی :
تقریباً از اوایل دهه ی ۱۹۹۰ و با حادتر شدن مسأله ی محیط زیست، حفظ آن در دستور کار اغلب سازمان های بین المللی و سازمان های غیرحکومتی و NGO ها قرار گرفت. کنفرانس ریو‌در سال ۱۹۹۲ نقطه ی عطفی بود که مسأله‌ی تخریب زیست محیطی‌را به طور اساسی مورد بررسی قرار داد. در ادامه ی فعالیت های زیست محیطی، پروتکل کیوتو در‌جهت کاهش انتشار گازهای گلخانه ای شکل گرفت. این پروتکل در ۱۱ دسامبر ۱۹۹۷ در کیوتو تشکیل شد و در ۱۶ مارس ۱۹۹۸ برای امضا به دفتر سازمان ملل ارائه شد و از تاریخ ۱۶ فوریه ۲۰۰۵ در حالت اجرایی قرار گرفته است. بدیهی است کشورهای پذیرنده ی این پروتکل موظف به رعایت مسائل زیست محیطی می باشند و از آن جا که بیش از ۸۰ درصد انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از فعالیت‌های بشر در زمینه ی انرژی است، قاعدتاً بیش ترین تغییرات هم در این بخش ‌صورت ‌می‌گیرد ‌و ‌در ‌این ‌راستا‌ مصرف انرژی‌های تجدیدپذیر ‌بهترین گزینه ‌در جهت نیل ‌به اهداف فوق می باشند. در ادامه‌ی بحث به بررسی سه نوع از انواع انرژی های تجدیدپذیر موجود پرداخته می شود :
● انرژی خورشیدی :
انرژی خورشیدی وسیع ترین منبع انرژی پاك در جهان است و مزیتی که این انرژی را به دیگر انرژی ها برتری داده است قابل دسترس بودن آن در اکثر مناطق جهان می باشد. انرژی نوری كه از خورشید در هر ساعت به زمین می تابد بیش از كل انرژی است كه ساكنان زمین در طول یك سال مصرف می‌كنند. کارشناسان معتقدند اگر می‌توانستیم فقط یک چهارم از انرژی خورشیدی که به مناطق مسطح جهان می تابدرا مهارکنیم‌، به راحتی قادر بودیم نیازهای فعلی انرژی جهان را برآورده سازیم. نیروگاه‌های خورشیدی در‌آینده با مزایایی قاطع كه در‌برابر‌نیروگاه‌های فسیلی‌و اتمی‌دارند وسعت بیش‌تری خواهند یافت.
مزایای استفاده از این انرژی عبارتند از :
▪ استهلاك اندك و عمر طولانی :
نیروگاه های خورشیدی به دلایل فنی و نداشتن استهلاك زیاد دارای عمری طولانی بوده و دوام آنها را در حدود ۷۵ سال پیش‌بینی می‌كنند كه این امر از هزینه‌ی سالانه‌ی آنها می كاهد اما این رقم در مورد نیروگاه های فسیلی در حدود ۱۵ تا ۳۰ سال است.
▪ عدم احتیاج به آب :
نیروگاه های خورشیدی به خصوص در آب و هوای گرم احتیاج به آب ندارند لذا برای مناطق خشك ( از جمله ایران ) بسیار مفید و مؤثر می باشند ؛ در صورتی كه در نیروگاه های فسیلی آب زیادی در برج های خنك كننده و تصفیه خانه ها مورد نیاز می باشد.
▪ تولید برق بدون مصرف سوخت :
نیروگاه های خورشیدی احتیاج به سوخت دیگری ندارند زیرا فقط از انرژی خورشیدی برای تولید برق استفاده می كنند و با ذخیره سازی انرژی در شب ها هم می توانند كار كنند. بر خلاف نیروگاه های فسیلی كه قیمت برق تولیدی آنها تابع قیمت نفت بوده و همیشه در حال تغییر می‌باشد در این نیروگاه‌ها این نوسان وجود ندارد و می‌توان بهای برق مصرفی را برای مدت طولانی ثابت نگاه داشت.
▪ عدم نیاز به متخصص :
نیروگاه های خورشیدی احتیاج به متخصص عالی ندارند و می توان آنها را به صورت اتوماتیك به كار انداخت در صورتی كه در نیروگاه های فسیلی و به خصوص نیروگاه های اتمی وجود متخصصین عالی ضروری بوده و تجهیزات مزبور احتیاج به مراقبت های دائمی دارند.
اما استفاده از این نوع انرژی همراه با میزان آلودگی اندك، محدودیت های خاصی نیز دارد كه از جمله محدودیت‌های مربوط به تأثیر عامل‌عرض‌جغرافیایی، وجود روزهای ابری وكاهش قدرت تشعشع خورشید در سطح زمین است. همچنین چنانچه كشوری بخواهد انرژی موردنیاز خود را از خورشید تأمین كند به مساحت موردنیازی جهت نصب تجهیزات خورشیدی نیازمند است. افزون بر آن مشروط بر تحقق این امر، تأمین این مقدار انرژی به انبارهای وسیع و تسهیلات عظیم جهت انتقال نیاز دارد. تمامی عوامل فوق باعث افزایش هزینه‌ی تأمین این نوع انرژی به میزان دو برابر سوخت های فسیلی می گردد.کشور ایران هم به دلیل برخورداری از مناطق آفتاب خیز فراوان، از قابلیت بالایی در جهت استفاده از انرژی خورشیدی برخوردار است. مناسب ترین مناطق جهت احداث نیروگاه حرارتی خورشیدی واقع در جنوب و مرکز کشور شامل استان های یزد ، فارس ، اصفهان و کرمان است. در این راستا نیروگاه دربید یزد و سركویر سمنان از سال ۱۳۸۰ در حال فعالیت هستند و طی چند سال آینده نیروگاه های دیگری در شهرهای طالقان، شیراز، خراسان، سیستان و اصفهان به بهره برداری خواهند رسید.
● انرژی باد :
بشر از زمان های بسیار دور انرژی باد را به شیوه های مختلف به كار گرفته است اما استفاده ی تجاری از این انرژی به آغاز قرن بیستم بر می‌گردد كه اولین توربین های بادی سریع و مدرن ساخته شد. بر اساس یک مطالعه که دانمارکی‌ها كه به سفارش انجمن انرژی باد اروپا انجام دادند، در سال ۲۰۱۷ انرژی باد می تواند حدود ۱۰ درصد الکتریسیته ی جهان را تأمین نماید که معادل نیازهای ۵۰۰ میلیون خانوار متوسط اروپایی است.
در زمینه ی مزایای استفاده از انرژی باد هم می توان به موارد ذیل اشاره نمود:
▪ عدم نیاز توربین های بادی به سوخت
▪ رایگان بودن انرژی باد
▪ قیمت پایین توربین های برق بادی و در نتیجه كمتر بودن نسبی قیمت انرژی حاصله در بلندمدت
▪ قدرت مانوربالاجهت بهره برداری‌در هر‌ظرفیت و اندازه
▪ عدم نیاز به زمین زیاد برای نصب
▪ ایجاد اشتغال نسبت به سایر صنایع انرژیبه طور كلی اگر چه انرژی باد پرثمرترین و ارزان ترین سوخت غیرفسیلی می باشد ولی سه مشكل عمده‌ی انرژی خورشیدی - عدم دسترسی مستمر، دشواری در ذخیره سازی و قابلیت انتقال اندك- درباره‌ی این انرژی نیز برقرارمی باشد. از آن جا که باد همواره به طور ثابت نمی وزد، نمی تواند تنها سیستم موجود باشد و باید با یک سیستم ذخیره همراه گردد. از اثرات منفی زیست محیطی دستگاه های بادی یکی کشته شدن پرندگان درحین‌تصادف با این دستگاه است. دیگری تأثیر بصریی‌است‌که می‌توان آن‌را با طراحی‌های دقیق به حداقل رساند. موضوع دیگر آلودگی صداست که این البته بیشترمربوط به دستگاه های قدیمی می شود و‌در دستگاه های جدید با تنظیم‌های به‌عمل آمده میزان‌صدا به حداقل رسیده است. از ‌دیگر سو‌ این صنعت یک تکنولوژی سرمایه بردارد و هزینه‌ی ثابت آن که شامل تولید دستگاه و راه اندازی نیروگاه است بسیار زیاد می باشد؛ هر چند که هزینه ی جاری آن ناچیز است. این بدان معناست که اقتصاد انرژی باد تا حد زیادی به نرخ بهره بستگی دارد. ضمن این كه باید توجه داشت که در کشورهای جهان سوم، کاربرد وسیع و منطقی از انرژی باد در گرو دسترسی به‌تکنولوژی‌ساخت توربین‌های بادی است. در ایران مناطق مستعد این انرژی شهرهای رودبار، منجیل و هرزویل در استان گیلان می باشند كه هم اكنون تأسیسات و توربین های بادی در حال نصب هستند. به طوركلی با در نظرگرفتن هزینه‌های خصوصی نیروگاه های بادی وفسیلی، توسعه‌ی نیروگاه های بادی هم اكنون درحال اقتصادی شدن می باشد.
● انرژی زمین گرمایی :
اصطلاح زمین گرمایی ترجمه ی واژه‌ی Geothermal است كه از Geo به معنای زمین و Thermal به معنی حرارت تشكیل شده است. در حقیقت انرژی زمین گرمایی ، انرژی ای است كه از سیال موجود در اعماق زمین به دست می آید. انرژی زمین گرمایی بر خلاف سایر انرژی های تجدیدپذیر منشأ یک انرژی پایداربا فاکتوردسترسی صددرصد است که به طور شبانه روزی ودرتمامی‌طول‌سال قابل‌بهره برداری است. این انرژی نیز از ابتدای خلقت مورد استفاده‌ی انسان بوده است به طوری كه از آن برای شست و شو، پخت‌وپز، استحمام، كشاورزی و‌درمان بیماری‌ها استفاده می‌شده است. بر طبق محاسبات مشخص شده است که انرژی حرارتی ذخیره شده در۱۱ کیلومتری فوقانی پوسته ی زمین معادل ۵۰ هزار برابر کل انرژی بدست آمده از منابع نفت و گاز شناخته شده‌ی امروز جهان است؛ پس‌این‌منبع عظیم انرژی می‌تواند در آینده جایگزین قابل اطمینانی برای سوخت های فسیلی باشد. البته بدیهی‌است که بهره‌برداری گسترده از ذخایراین انرژی ، مستلزم توسعه‌ی بیشتر در‌زمینه ی تکنیک های اکتشاف و استخراج آن است. میزان مصرف این انرژی در حال افزایش است و از نظر کمیت مصرفی در میان انواع پنج گانه‌ی انرژی‌تجدید پذیر پس از انرژی خورشیدی و انرژی باد در رتبه ی سوم قرار دارد. گرچه هنوزاین انرژی كاربردهای صنعتی اندكی دارد اما مزایای این انرژی جایگاه آن را در آینده ارتقا خواهد داد.
این مزایا عبارتند از:
۱) عدم آلودگی منابع آب های زیرزمینی
۲) عدم نیاز به زمین وسیع ( ‌بر خلاف انرژی خورشیدی )
۳) صرفه جویی در مصرف سوخت های فسیلی
۴) طولانی بودن زمان دسترسی
۵) گستردگی موارد کاربرد
۶) مستقل بودن از شرایط جوی
موقعیت جغرافیایی ایران‌در مرزهای تكتونیكی‌از نیروی عظیم نهفته‌ در كالبد ‌ایران‌ حكایت ‌دارد.‌ حضور در كمربند آتشفشانی و زلزله و نیز وجود چشمه های آب‌گرم نقش تعیین‌كننده‌ای در پتانسیل بالای زمین‌گرمایی كشور ایفا می كنند. در ایران از سال ۱۳۵۴ و به منظور شناسایی‌پتانسیل‌های منبع انرژی زمین‌گرمایی مطالعات‌گسترده‌ای آغازگردید. نتیجه این تحقیقات نشان داد كه مناطق سبلان، دماوند، خوی، ماكو و سهند با مساحتی بالغ جهت انجام مطالعات تكمیلی و بهره برداری از انرژی زمین گرمایی مناسب می باشند و اولین نیروگاه زمین گرمایی كشور درناحیه مشكین شهر(درشمال غربی سبلان ) استان اردبیل شروع به كار نموده است.
● جمع بندی و نتیجه گیری :
بدون تردید انرژی های تجدیدپذیر با توجه به سادگی فن آوری در مقابل فن آوری انرژی هسته ای از یک طرف و نیز به دلیل عدم ایجاد مشکلاتی نظیر گازهای گلخانه‌ای و زباله های اتمی از طرف دیگر، نقش مهمی درسیستم های جدید انرژی در جهان ایفا می کنند. در هرحال باید اذعان داشت که در عمل عوامل متعددی به ویژه هزینه‌ی اولیه و قیمت تمام شده ی بالا، عدم سرمایه گذاری کافی برای بومی نمودن و بهبود کارآیی تکنولوژی های مربوطه، نبود سیاست های حمایتی در سطح جهانی، منطقه ای و محلی، نفوذ و توسعه‌ی انرژی های نو را بسیار کند و محدود ساخته است. به نظر می رسد موانع بسیاری برای به كار گیری این منابع در كشورهای در حال توسعه (‌ و از جمله ایران ) وجود دارد كه به طور كلی عبارتند از ‌:‌ موانع فنی و تكنولوژیك ، مالی، شناختی و نهادی.
۱) موانع فنی و تكنولوژیك :
شرایط جغرافیایی و محدودیت های ذاتی انرژی‌های تجدیدپذیر مانند آب و هوای ( كه پتانسیل منطقه را مشخص‌می‌كند ) و موانع تكولوژیك موجود، می تواند یكی از دلایل عدم گسترش انرژی های نو در ایران و سایر كشورهای در حال توسعه باشد.
۲) موانع مالی :
مهم ترین مانع بازدارنده‌ی گسترش انرژی های تجدیدپذیر در كشورهای در حال توسعه می‌تواند این عامل باشد. این مسأله خود از دو نكته نشأت می‌گیرد : یكی هزینه های نسبتاً بالای انرژی های نو به نسبت سوخت های فسیلی و دیگری یارانه های پرداختی به انرژی های فسیلی كه قیمت نسبی آنان را پایین آورده و آن را غیر رقابتی می سازد.
۳) موانع شناختی :
موانع شناختی، شامل ناآگاهی ها و نااطمینانی ها در این بخش می باشند كه خود پیش‌داوری های نا به جا در سطح جامعه - چه در سطح خانواده ها و چه در سطح بخش خصوصی و چه در دولت- را شكل می‌دهد و از كمبود اطلاعات در این بخش ناشی می شوند. به عنوان مثال هیچ خانواده یا مؤسسه و یا شركتی بر روی انرژی های نو به عنوان یكی از منابع تأمین انرژی خود برنامه ریزی نمی كند.
۴) موانع نهادی :
وجود سازمان های اندك در این بخش، عدم وجود قوانین حمایتی و عدم وجود بازار مناسب و... از موانع نهادی بر سر راه گسترش این انرژی ها در كشور هستند. در مورد ایران اگر چه تلاش های بسیاری برای روشن ساختن اولویت انرژی پاک بر انواع دیگر انرژی صورت گرفته است، اما دستاوردها دراین بخش ناچیز بوده است چرا كه به طوركلی ‌جایگاه واقعی ‌فاکتورهای ‌زیست محیطی‌در‌ نظام تولید ‌و‌تصمیم گیری مشخص نشده است ومتأسفانه تا زمانی که مشکل حاصل از سوخت‌های فسیلی به مرز نابودی آشکار محیط زیست نرسد نمی توان توجه همه جانبه ای را برای حمایت از آن جلب نمود . همچنین قیمت پایین سوخت فسیلی در کشور به سبب یارانه های فراوان و تکیه بر منابع عظیم آن توجه استراتژیک به مبحث انرژی را کم رنگ‌تر نموده است. در خصوص دورنمای اقتصادی استفاده از انرژی های ‌نو در ایران می توان گفت استفاده از این انرژی ها سبب صرفه جویی فرآورده های نفتی می شود. صرفه جویی موجب حفظ فرآوردهای نفتی گشته ‌وامكان صادرات بیشتر را فراهم می سازد و مهم تر این كه تبدیل آن را به‌ مشتقات بسیار زیاد پتروشیمی با ارزش‌افزوده ی بالا فراهم می سازد. در درجه‌ی‌دوم تولید الكتریسیته‌از این انرژی‌ها فاقدهرگونه آلودگی زیست محیطی بوده كه همین عامل كمك شایانی به حفظ محیط زیست بشری نموده است. اکنون‌کشور ما با یکی از حساس ترین مسائل اقتصادی رو به روست : رفع وابستگی به دلارهای نفتی و رسیدن به اقتصادی که ظرفیت توسعه ی پایدار و درون زا را دارد. بهترین راه رهایی از وابستگی به این بخش، استفاده از منابع جانشین نفت و گاز می باشد.

سعیده شفیعی
فرشته زارعی