پلی به دوران انرژی های پاك

وقتی بحث انرژی به میان می آید, ما بی اختیار یاد چندین و چند معضلی می افتیم كه همچون صخره بر سر راه پیشرفت مطلوب بشر ایستادگی می كنند تقاضای فزاینده جوامع مختلف از قبیل صنعتی و در حال توسعه برای تأمین منابع مورد نیاز نفت از جمله مواردی است كه امروزه بار سنگین آن بر دوش ممالك تولیدكننده نفت به وضوح احساس می شود

با این حال، محدودیت های تولید در روزگار ما كه عملاً مطابقت چندانی با اشتهای فزاینده جوامع مصرف كننده ندارد باعث شده است تا بهای نفت خام در بازارهای جهانی طی ۱۸ ماه گذشته حدود ۹۰ درصد رشد داشته باشد. آسودگی از دغدغه های فراوان موجود پیرامون نحوه تأمین نیاز بازار به نظر نمی رسد كه در آینده نزدیك در پرتو حفاری های بیشتر در مناطق متنوع تری از جهان قابل حصول باشد: شركت های نفتی در سال ۲۰۰۳ هشت میلیارد دلار برای اكتشافات جدید صرف كردند، اما فقط چهار میلیارد دلار نفت قابل استحصال به شیوه تجاری را كشف كردند.

• گزینه های جایگزین در هاله ای از ابهام

متأسفانه بیشتر گزینه هایی كه امروزه به عنوان جایگزین نفت خام مطرح می شوند قادر نخواهند بود تا در آینده مقادیر هنگفت انرژی مورد نیاز را بدون وارد آوردن آسیب به محیط زیست یا به مخاطره افكندن امنیت ملی كشورها یا حتی ورشكست كردن آنها تأمین كنند. جایگزین هایی كه این روزها نام آنها بیش از سایرین بر سر زبان ها جاری است باز هم از جنس سوخت های فسیلی هستند: گاز طبیعی و فرآورده های نفتی مشتق از ریگ های قیراندود، سنگ نفت زا (oil shale) و حتی زغال سنگ. اما ذخایر گاز طبیعی در حال تمام شدن هستند، لااقل در آمریكای شمالی. و البته سوزاندن سوخت های فسیلی باعث انتشار دی اكسید كربن می شود كه به عنوان یك گاز گلخانه ای می تواند نقش جبران ناپذیری را در تغییر شرایط آب و هوایی زمین ایفا كند. در مورد آن دسته از منابع انرژی كه مصرف آنها به تولید گاز آلاینده دی اكسید كربن نخواهد انجامید تأمین بخش عمده ای از نیازهای انرژی آمریكا (در مقام بزرگترین مصرف كننده انرژی جهان) با صرف یك هزینه منطقی، لااقل در آینده نزدیك، غیرممكن خواهد بود. به عنوان مثال، انرژی هسته ای را در نظر بگیرید. این انرژی (پس از مصرف) هیچ گاز گلخانه ای را در فضا منتشر نمی سازد. با این حال، برآورده ساختن رشد مورد انتظار در كل تقاضای انرژی آمریكا طی ۵۰ سال آینده نیازمند احداث ۱۲۰۰ نیروگاه هسته ای جدید علاوه بر ۱۰۴ نیروگاه فعلی است كه این خود به معنای لزوم احداث یك نیروگاه در فاصله هر دو هفته در آمریكا خواهد بود.

• دو نمونه شهودی دیگر

انرژی خورشیدی را به عنوان یك انرژی پاك دیگر در نظر بگیرید. برآورده ساختن تقاضای فعلی برق ایالات متحده با استفاده از فناوری امروزی نیروگاه های خورشیدی نیازمند بهره برداری از ۱۰ میلیارد متر مربع صفحه فتوولتائیك جدید خواهد بود؛ این فرضیه برای تحقق نیازمند ۵ تریلیون دلار (معادل ۵۰۰۰ میلیارد دلار) سرمایه گذاری خواهد بود كه به تنهایی حدود نیمی از تولید ناخالص داخلی سالانه این كشور را خواهد بلعید. هیدروژن هم به عنوان یك سوخت پاك امروزه بیش از گذشته مورد توجه قرار گرفته است. در این مورد نیز اگر قرار باشد كه كل سوخت مصرفی حمل و نقل زمینی آمریكا شامل خودروها و كامیون ها با استفاده از پیل های سوختی فعال توسط هیدروژن پوشش داده شود، این كشور مجبور خواهد بود تا روزانه ۲۳۰ هزار تُن گاز هیدروژن تولید كند كه این میزان برای پُر كردن ۱۳ هزار بالن هوایی هیندنبورگ كافی خواهد بود.

• لزوم توسل به راهكارهای میان مدت

در آینده نزدیك، هیچ چشم انداز روشنی از جانشینی سوخت های جایگزین به چشم نمی خورد. از این رو، كار مهمی كه امروزه انجام آن ضروری به نظر می رسد تلاش برای توسعه فناوری هایی است كه به عنوان «فناوری های واسطه ای» می توانند نیاز شهرها، كارخانه ها و خودروهای ما را به انرژی پاكیزه تر در قیاس با انرژی حاصل از سوخت های فسیلی تأمین كنند، ضمن اینكه باید تلاش شود تا زمینه برای فراگیر شدن انرژی های پاكیزه نظیر انرژی خورشیدی، بادی و هسته ای فراهم شود. یك مثال واضح در این زمینه فناوری موسوم به «گازی سازی سوخت» است كه امروزه كاملاً در دسترس قرار دارد. نحوه عملكرد این فرآیند به این ترتیب است كه در نوع خاصی از نیروگاه های برق موسوم به «تأسیسات مجتمع سیكل تركیبی گازسازی» ما هر سوخت فسیلی از قبیل زغال سنگ را به یك گاز فوق العاده داغ تغییر می دهیم كه سرشار از هیدروژن است و طی فرآیندی آلاینده های موجود در آن نظیر گوگرد و جیوه جداسازی شده اند. درست همانند یك نیروگاه احتراقی رایج، حرارت موجود در این فرآیند باعث تولید «مقادیر فراوانی برق» می شود؛ اما در این مورد، محصولات فرعی گازی شكل می توانند جریان های خالص هیدروژن و دی اكسید كربن باشند. این به دلایل متعددی اهمیت دارد. هیدروژن تولید شده در فرآیند مورد اشاره می تواند به عنوان یك سوخت در صنعت حمل و نقل كشور مورد استفاده قرار داده شود. چیزی كه به همین اندازه اهمیت دارد آن است كه ضایعات خطرآفرین این فرآیند یعنی گاز گلخانه ای دی اكسید كربن به شكلی است كه می تواند به اعماق زمین پمپاژ شده و در آنجا به طور فرضی (تئوریك) برای میلیون ها سال در حوزه های قدیمی نفت و گاز یا منابع آبی شور ذخیره شود. فرآیند مذكور اصطلاحاً ذخیره سازی ژئولوژیكی یا منزوی ساختن كربن نامیده می شود و نمایش های میدانی اخیر در دو كشور كانادا و نروژ نشان داده اند كه در آینده می توان كارایی اطمینان بخشی را از آن انتظار داشت.

• تركیب اندیشه های راهگشا

تركیب دو اندیشه «راه اندازی نیروگاه های فعال به وسیله زغال سنگ گازی» و «ذخیره سازی ژئولوژیكی كربن» می تواند به ما اجازه دهد تا نیروگاه هایی احداث كنیم كه ضمن تولید مقادیر انبوهی انرژی عملاً هیچ مقدار دی اكسیدكربن را در هوا منتشر نمی سازند. وانگهی، این نیروگاه ها بسیار انعطاف پذیر هستند: اگر چه زغال سنگ «بدیهی ترین منبع سوخت» شناخته می شود، نیروگاه های مذكور می توانند تقریباً هر ماده ارگانیكی، اعم از پوست ضایعاتی خشن ذرت و خرده ای چوب را بسوزانند. البته موانعی بر سر راه ما خودنمایی می كنند. به عنوان مثال، پیشبرد اهداف اولیه ما در این زمینه خاص نیازمند تدوین یك برنامه جامع تحقیقاتی است تا به مدد آن بتوان پی برد كه بهترین و كارآمدترین شیوه برای ذخیره سازی ژئولوژیكی دی اكسیدكربن در طولانی مدت كدام است. با این حال، در مقام مقایسه، تركیب یادشده از فناوری های مختلف احتمالاً در زمره بهترین راه ها برای تأمین انرژی مورد نیاز جوامع پیشرفته امروزی بدون ایجاد تغییرات فاحش در شرایط آب و هوایی زمین طبقه بندی می شود. ممالك بسیار پُرجمعیت، گرسنه انرژی و غنی از زغال سنگ چین و هند از جمله ممالكی به شمار می روند كه با بهره برداری از این فناوری ها خواهند توانست نظم و انضباط جدیدی را بر بازار مصرف انرژی خویش حاكم سازند. هماهنگ سازی نیروگاه های زغال سوز گازی با فناوری ذخیره سازی ژئولوژیكی كربن می تواند پلی باشد برای راهیابی صحیح بشر به عصر انرژی های پاك یعنی قرن بیست و دوم و ماورای آن.