غروب سوخت های فسیلی

در چند سال گذشته تهدیدات بی شماری جامعه بشری را تهدید كرده اند تهدیداتی با عوامل انسانی و غیرانسانی كه هركدام می تواند روزی نسل بشر را نابود كند

در چند سال گذشته تهدیدات بی شماری جامعه بشری را تهدید كرده اند؛ تهدیداتی با عوامل انسانی و غیرانسانی كه هركدام می تواند روزی نسل بشر را نابود كند. در این میان، برخی از این تهدیدات ناشی از رفتار نابخردانه بشر با كره زمین است. یكی از این تهدیدات، آلودگی بیش از حد كره زمین است كه هر روز خبرهای بدی از عواقب ناشی از آن به گوش می رسد. این آلودگی علاوه بر تاثیرات منفی كه بر سلامت انسان و دیگر موجودات زنده كره زمین می گذارد، بتدریج باعث گرم تر شدن كره زمین می شود كه این مسئله در طولانی مدت باعث نابودی زمین می شود. دلیل اصلی این آلودگی بیش از حد، استفاده بسیار زیاد بشر از سوخت های فسیلی ست كه البته نمی توان او را به خاطر چنین عملی سرزنش كرد، چون شیوه زندگی بشر در طول قرن ها به گونه ای شكل یافته كه بدون وجود انرژی نمی تواند به فعالیت هایش ادامه دهد و در حال حاضر بهترین و كم هزینه ترین منبع برای تولید انرژی، سوخت فسیلی ست. اما در آینده ای نزدیك عواقب منفی ناشی از استفاده از سوخت های فسیلی به جایی خواهد رسید كه دیگر استفاده از این منبع انرژی حتی اگر هیچ هزینه ای در پی نداشته باشد در حكم شلیك تیر خلاص به كالبد جامعه انسانی خواهد بود. محققان از چند دهه پیش، این مسئله را به وضوح می دیدند و به همین خاطر راهكارهای متعددی برای نجات زمین ارائه داده اند كه عملی ترین آنها، استفاده از منابع جدید انرژی یا به تعبیری انرژی های نو است. مسئله مهمی كه در اینجا باید بدان اشاره شود، این است كه منظور از جدیدبودن انرژی، به نوعی جدیدبودن نحوه استفاده از آنهاست، چون منابعی مانند خورشید، باد و... از آغاز پیدایش انسان با او بوده اند، منتها در تمام نسل های انسانی، این انسان قرن بیستم بود كه متوجه شد می تواند از آنها در سطح وسیعی برای تولید انرژی استفاده كند.در بررسی این منابع جدید می توان براحتی دریافت كه در میان تمام این منابع، فقط چند منبع محدود هستند كه با توجه به اقتصادی بودنشان می توانند جایگزین سوخت های فسیلی شوند.به همین خاطر دولت های بسیار زیادی در سراسر دنیا با حمایت از طرح های تحقیقاتی كه به مسئله انرژی های نو می پردازند، درصدد دستیابی به منبع مطمئنی از انرژی هستند. در این بین، كشور ما هم از این قاعده مستثنی نیست و وجود منابع سرشار نفت و گاز كه روزی مسلما به پایان خواهند رسید، نمی تواند آینده انرژی ایران را تامین كند.امروزه در جهان از چند منبع جدید سوخت برای تولید انرژی استفاده می شود كه اقتصادی بودن و به صرفه بودن آنها، بارزترین ویژگی آنها به شمار می رود. هرچند استفاده از این منابع انرژی آنچنان كه انتظار می رود گسترش نیافته است، اما این منابع بالاخره روزی جایگزین نفت خواهند شد. در اینجا با برخی از این منابع و نحوه استفاده از آنها در ایران آشنا می شویم:

۱ انرژی خورشیدی: خورشید از دیرباز در میان جوامع بشری از جایگاه و ارزش بالایی برخوردار بوده است، به گونه ای كه حتی برخی از جوامع آن را مقدس دانسته و پیدایش و ادامه حیات را از او می دانستند. هرچند نمی توان به صراحت در این مورد اظهارنظر كرد، اما می توان با اطمینان گفت كه ادامه حیات در زمین و اگر وجود داشته باشد در كرات دیگر، بستگی به تابش مداوم خورشید دارد. با این حال از خورشید هم می توان برای تولید انرژی استفاده كرد. اولین استفاده های مدرن از انرژی خورشیدی در دنیا به دهه ۱۸۹۰ میلادی در آمریكا بازمی گردد. در این سالها مردم آبگرمكن هایی را روی سقف خانه نصب می كردند كه در طول روز با تابش نور آفتاب بر آن، گرم می شد. با این كار مردم در مصرف ذغال و گاز طبیعی صرفه جویی می كردند. استفاده از این آبگرمكن ها در حال حاضر هم طرفداران بسیار زیادی در سرتاسر دنیا دارد، اما عمده ترین استفاده از انرژی خورشید، تولید برق از آن است. برای این كار چند روش وجود دارد؛ یكی از آنها نیروگاه حرارت خورشیدی ست. اساس كار این نیروگاه بر آینه های بسیار خمیده ای كه به نام طشتك سهمی شكل معروف هستند، قرار دارد. این آینه ها نور خورشید را روی لوله ای كه به طرف نقطه مركزی در بالای خمیدگی آینه ادامه می یابد، متمركز می كنند. آینه، نور خورشید را روی لوله متمركز كرده و آن را آنقدر گرم می كند كه می تواند باعث جوشش آب به صورت بخار شود. این بخار می تواند توربین ها را به حركت درآورده و باعث تولید برق شود. بزرگترین مشكل و ایراد وارده بر این نیروگاه ها این است كه آنها فقط در روزهای آفتابی می توانند فعالیت كنند و در شب ها و روزهای ابری عملا كارایی ندارند. نوع دیگری از نیروگاه های خورشیدی برای تولید برق، نیروگاه برج مركزی ست. روش كار این نوع نیروگاه ها اینگونه است كه روی نوك برج آنها تعداد بسیار زیادی آینه تعبیه می شود. این آینه ها متحرك بوده و در تمام روز در جهت تابش نور خورشید تغییر وضعیت می دهند تا نور خورشید مستقیما بر سطح آنها بتابد. تابش خورشید بر این آینه ها باعث گرم شدن ماده سیالی كه در مركز آینه قرار دارد می شود كه این ماده سیال می تواند باعث جوشش آب و گردش توربین و تولید برق شود. اما جدیدترین و پیشرفته ترین روش تولید برق از انرژی خورشید، استفاده از سلول های خورشیدی ست. این سلول ها را همچنین سلول های فتوولتائیك هم می گویند. در این سلول ها به روش های شیمیایی خاصی نور خورشید به برق تبدیل می شود. از این انرژی می توان استفاده های فراوانی برد، اما یكی از عملی ترین آنها، استفاده از صفحات خورشیدی (سلول های فتوولتائیك) در فضاپیماهاست. در ایران هم تحقیقاتی در مورد استفاده از انرژی خورشیدی انجام گرفته است. طرح نیروگاه خورشیدی ۲۵۰ كیلوواتی شیراز كه از نوع نیروگاه های حرارتی ست، از اولین طرح های مربوط در این زمینه به شمار می رود. این نیروگاه، ۲۵۰ كیلووات ظرفیت تولید دارد و ساخت آن از سال ۱۳۷۴ توسط دانشگاه شیراز شروع شد. استفاده از سلول های فتوولتائیك هم در چند سال گذشته در ایران در دستور كار قرار گرفته است. در همین زمینه در سال ۱۳۸۱ طرحی با عنوان نصب پایه های خورشیدی در ادارات برق منطقه ای استان ها آغاز شد كه تابه حال این طرح در اداره برق زنجان، توزیع زنجان، اداره برق قزوین و همچنین اداره برق آذربایجان به مرحله اجرا درآمده است.

۲ - انرژی باد: انرژی باد هم همانند خورشید از آغاز تاریخ، همراه بشر بوده است. البته باید به این نكته بسیار مهم اشاره كرد كه باد هم همانند تمام موجودات و پدیده های كره زمین، هستی خود را از خورشید دارد. در مورد باد باید گفت كه تابش خورشید باعث گرم تر شدن هوای بالای مناطق خشكی زمین می شود. این منطقه هوای گرم جای خود را به هوایی كه روی مناطق دریایی قرار دارد، می دهد و این چرخه متناوب باعث ایجاد باد می شود. بدون شك یكی از اولین استفاده های بشر از انرژی باد، اختراع بادبان كشتی ها بوده است. پس از آن، با مطالعه تاریخ مشاهده می كنیم كه انسان از باد در آسیاب های بادی برای آسیاب كردن بذرهای خود استفاده كرد. در سال ۱۹۲۰ با استفاده از آسیاب های كوچك برای تولید برق روستاهای كوچك، اولین گام برای تولید برق به وسیله باد برداشته شد. امروزه مزارع بادی بسیار پیشرفته ای در سراسر جهان وجود دارند كه مقادیر بسیار زیادی الكتریسیته تولید می كنند. شیوه كار آنها به زبان ساده اینگونه است: باد باعث چرخش پره ها می شود. این حركت پره ها محور یا میله اصلی را می چرخاند و این محور هم یك مولد برق را می چرخاند و بدین ترتیب الكتریسیته تولید می شود. در حال حاضر دو نوع مولد بادی در جهان وجود دارد؛ مولدهای افقی و مولدهای عمودی.

مولدهای عمودی: این نوع مولدها از آنجا كه مواد كمتری برای یك واحد برق نیاز دارند، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. حدود ۹۵ درصد مولدهای بادی دنیا، عمودی هستند. برخی از این مولدها به قدری بزرگ هستند كه ارتفاع آنها نزدیك به ارتفاع یك ساختمان ۲۰ طبقه است و قطر چرخش تیغه های آنها ۲۰۰ متر است. بزرگترین ماشین های بادی دنیا، تیغه هایی بزرگتر از یك زمین فوتبال دارند.

مولدهای افقی: مولدهای بادی با محور قائم تنها

۵ درصد مولدهای بادی دنیا را تشكیل می دهند. نمونه ای از آنها ۱۰۰ متر طول و ۵۰ متر پهنا دارد. این مولدها بیشتر به فرفره می مانند.یك مولد بادی می تواند ۴ تا ۱/۵ میلیون كیلووات ساعت برق در سال تولید كند كه این میزان برق برای مصرف سالانه ۱۵۰ تا ۴۰۰ خانه كافی ست. در ایران هم بنا به شرایط جغرافیایی ویژه آن، می توان به صورت گسترده از انرژی باد استفاده كرد. بارزترین نیروگاه های بادی ایران، نیروگاه های بادی منجیل و رودبار در استان گیلان هستند. نیروگاه منجیل دارای ۲۵ واحد تولیدكننده انرژی با ظرفیت ۱۰ هزار كیلووات و نیروگاه رودبار با تعداد ۴ واحد و ظرفیت ۲۱۵۰ كیلووات به همراه نیروگاه ۹۰۰ كیلوواتی هرزویل، سه نیروگاهی هستند كه عملا از برق تولید شده آنها در ایران استفاده می شود. پروژه هایی هم از سوی مركز توسعه انرژی های نو سازمان انرژی اتمی برای مكانیابی و نصب توربین های برق بادی در مناطق منجیل، هرزویل، ده سیاهپوش، كلهك، تبریز، فیروزكوه و ... در دست بررسی ست كه انتظار می رود با اتمام آنها، ظرفیت تولید برق بادی كشور بسیار زیادتر شود.

فرصت یا ضرورت

استفاده از انرژی های نو در چند سال گذشته از یك فرصت به یك ضرورت حیاتی تبدیل شده و بسیاری از دولت ها برای استفاده از این انرژی ها، برنامه های بلندمدتی در دست دارند. در این رابطه كشورهای پیشرفته كه عمدتا مصرف كنندگان عمده انرژی هم به شمار می روند، پیشرفت های بسیار زیادی در استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی به دست آورده اند. در ایران هم از چند سال گذشته قوانین حمایتی متعددی در رابطه با استفاده از منابع جدید انرژی، تصویب شده اند. در همین زمینه پیش بینی می شود میزان بهره برداری از انرژی های نو در برنامه های چهارم به یك درصد از ظرفیت نصب شده نیروگاهی كشور برسد كه این رقم به ۴۰۰ تا ۵۰۰ مگاوات بالغ می شود.