انرژي هاي تجديد پذير
انرژي هاي تجديد پذير بشر از ديرباز با بكارگيري انرژيهاي فراوان و در دسترس طبيعت، در پي گشودن دريچه‌اي تازه به روي خويش بود تا از اين رهگذار، بتواند افزون بر آسانتر كردن كارها، فعاليتهاي خود را با كمترين هزينه و بالاترين سرعت به انجام رساند و گامي براي آسايش بيشتر بردارد. نخستين انرژي بكاررفته توسط بشر، انرژي خورشيد بود. انسان از نور و گرماي آفتاب بهره‌هاي فراوان مي‌برد؛ تا آنجا كه اين انرژي جزيي جدايي‌ناپذير از فرآيند برخي صنايع گشت و حتي امروزه نيز جايگاه خود را از دست نداده است. مردماني كه به جريانهاي آزاد آب دسترسي داشتند يا در سرزمينهاي بادخيز مي‌زيستند، از اين انرژي حركتي استفاده مي‌كردند و با تبديل و مهار آن، بر توان خويش جهت انجام كارهاي بزرگتر و دشوارتر، مي‌افزودند. انرژي ديگري كه در گذشته با آن آشنا بوده، از آن ياري مي‌جستند، انرژي گرمايي زمين بود. انسانهاي ساكن نواحي آتشفشاني، آگاهانه يا ناخودآگاه، با بهره بردن از ويژگيهاي درماني-گرمايي چشمه‌هاي آبگرم، بنوعي اين انرژي را بكار مي‌بستند. با افزايش جمعيت و گسترش و پراكندگي آن و نيز همگام با نياز روزافزون به انرژيهاي جديد و كارآتر با بازده بيشتر، كم‌كم بشر سوختهاي فسيلي را كشف كرد و آن را منبعي پايان‌ناپذير يافت كه نويدبخش آينده‌اي روشن بود. وابستگي انسان به سوختهاي فسيلي، روزبروز بيشتر مي‌شد و با پيشرفت علم و فناوري و ساخت ماشينها و ابزارهاي گوناگون و بويژه با رخ دادن انقلاب صنعتي، بكارگيري سوختهاي فسيلي به اوج خود رسيد؛ اما در كنار اين پيشرفتها، رفته‌رفته بشر دريافت كه گذشته از محدود بودن انرژي فسيلي، بهره‌گيري از اين انرژي نيز چندان بدون هزينه نخواهد بود و ديري نپاييد كه پيامدهاي ناشي از سوزاندن سوختهاي فسيلي، خود به چالشي تازه براي جوامع انجاميد. براي نمونه مصرف كنوني نفت، حدود ده ميليارد تن در سال است كه بيش از اين نيز خواهد شد و با اين كه ذغالسنگ از ابتدايي‌ترين سوختهاي فسيلي است، امروز هنوز 40% انرژي الكتريكي جهان و 56% برق آمريكا، از سوختن ذغالسنگ بدست مي‌آيد و سالان چندين ميليون تن گاز NO2، SO2 و CO حاصل از سوختن ذغال،؛ در جو زمين رها مي‌شود. امروزه عوامل بسياري از جمله گسترش فزاينده‌ي نياز به انرژي، محدوديت منابع فسيلي، فاجعه‌ي آلودگي زيست‌محيطي ناشي از سوخت مواد فسيلي، گرم شدن هوا و اثر گلخانه‌اي، لزوم تعادل پخش گازهاي آلاينده و بسياري از ديگر عوامل، سبب رويكرد دوباره‌ي علم به انرژيهاي تجديدپذير طبيعي شده؛ با اين تفاوت كه پيشرفت علم و فناوري، فصلي تازه در بكارگيري و تبديل و مهار اين انرژيها گشوده است. در بكارگيري انرژيهاي تجديدپذير، دو رويكرد عمده وجود دارد؛ روش نخست، روش تركيبي است كه در آن همه‌ي انواع اين انرژيها به برق تبديل مي‌شود. در روش دوم با تجهيزات ويژه، اين انرژيها را بي‌واسطه در گرمايش، سرمايش و محورهاي چرخان مكانيكي بكار مي‌برند (روش مجموعه‌هاي مكمل). روش دوم بدليل حذف تبديلهاي غيرلازم، نسبت به روش نخست برتري دارد و بازدهي آن نيز بسيار بيشتر است؛ اما بخاطر فراگيرتر بودن فناوري، گرايش بيشتري به روش تركيبي نشان داده شده است. انرژي خورشيدي(Solar Energy ) خورشيد سرچشمه‌ي عظيم و بيكران انرژي است كه حيات زمين بدان بستگي دارد و همه‌ي ديگر انواع انرژي نيز، بگونه‌اي از آن نشأت گرفته‌اند. اگر همه‌ي سوختهاي فسيلي را جمع كرده، بسوزانيم، اين انرژي معادل تابش خورشيد به زمين، تنها براي 4 روز خواهد بود و حرارت و نوري كه در هر ثانيه از خورشيد به زمين مي‌رسد، ميليون‌ميليون برابر قدرت بمب اتمي منفجرشده در هيروشيما يا ناكازاكي است.
در حال حاضر، تأمين انرژي بيش از 160 هزار روستا در سراسر جهان بر پايه‌ي انرژي خورشيدي است و اين تازه آغاز راه است. در كشوري مانند اندونزي كه از چندين هزار جزيره‌ي كوچك و بزرگ تشكيل شده است، بكارگيري نيروگاه و خطوط انتقال نيرو، تقريبا ممكن نيست و انرژي خورشيدي تنها اميد جمعيت 20 ميليوني روستاهاي اندونزي است. هم‌اكنون تحقيقات دامنه‌دار و بي‌وقفه‌اي در حال انجام است و در آينده‌اي نه چندان دور، موج ساخت و بهره‌برداري از نيروگاههاي بزرگ خورشيدي، همه‌گير خواهد شد.
امروزه شش شيوه‌ي توليد برق از نور خورشيد شناخته شده است كه عبارت‌اند از: آيينه‌ي سهميگون، دريافت‌كننده‌ي مركزي، آيينه‌هاي شلجمي (بشقابي يا استرلينگ)، دودكش خورشيدي، استخر خورشيدي و سلولهاي نوري (فتوولتاييك)؛ اما امروزه انرژي خورشيدي را بيشتر با بكارگيري سلولهاي خورشيدي يا راه‌اندازي نيروگاههاي حرارتي، مهار مي‌كنند. فراگير ساختن روشهاي ديگر نيز در دست بررسي است. صحراي نوادا در آمريكا -كه زماني محل آزمايشهاي هسته‌اي بود- اينك به بزرگترين آزمايشگاه خورشيدي جهان تبديل شده است و بانك جهاني نيز از مدتها پيش تحت فشار است تا طرح بهره‌گيري از انرژي خورشيدي وديگر طرحهاي سازگار با محيط زيست را زير پوشش مالي قرار دهد.
نيروگاههاي خورشيدي با هزينه‌اي بسيار كم، بدون توليد گازهاي مخرب و بدون اشغال فضاهاي مفيد، بزودي جايگزيني كامل براي نيروگاههاي سوخت فسيلي خواهند بود. كشور ما ايران، بر كمربند خورشيدي زمين قرار دارد و يك‌چهارم مساحت آن را كويرهايي با شدت تابش بيش از 5 كيلووات‌ساعت بر متر مربع، پوشانده است كه اگر 1% اين مساحت، براي ساخت نيروگاه خورشيدي با بازده 10% بكار رود، توان توليد برق بدست‌آمده، از 7 برابر ميزان توليد ناخالص برق همه‌ي نيروگاههاي كشور در سال 1376 (9 ميليون مگاوات‌ساعت) بيشتر خواهد بود. در اين بخش، فعاليتهايي در كشور انجام شده است كه عبارت‌اند از: - * هواگرمكنهاي خورشيدي و مجموعه‌هاي ذخيره كردن و خشك كردن خورشيدي. * -آبرگرمكنهاي خورشيدي و حمام خورشيدي. * -تيوبهاي حرارتي. * -آب‌شيرين‌كنهاي خورشيدي. * متمركزكننده‌هاي خورشيدي. – * دنبال‌كننده‌هاي خورشيدي. – * مجموعه‌هاي غيرفعال خورشيدي. * سردكننده‌ي خورشيدي. برخي از اين روشها هم‌اكنون در بخشهاي مختلف كشور در حال آزمايش و بهره‌برداري مي‌باشد و اميد است با پژوهشهاي كارشناسانه و پشتيبانيهاي دولتي، بزودي شاهد گامي بزرگ بسوي بكارگيري فزاينده‌ي انرژي خورشيدي در كشور باشيم. انرژي باد(Wind Energy) باد گونه‌اي از انرژي است كه در اصل از تابش خورشيد به زمين و تفاوت دماي هواي بين دو ناحيه، ايجاد مي‌شود و گاه آن قدر نيرومند است كه سختترين سازه‌هاي نيز در برابر آن ياراي ايستادگي ندارند. در برخي از مناطق، وزش باد دائمي، يا موسمي با دوره‌ي تكرار معين است و ميتوان از همين ويژگي براي برآورد انرژي بادي در دسترس، بهره برد. نيروگاههاي بادي به شكل امروزين، از دهه‌ي 1980 رواج يافتند و در آن زمان تنها حدود 50 كيلووات انرژي توليد مي‌كردند؛ اما اكنون اين مقدار به بيش از چندين مگاوات مي‌رسد. نيروگاههاي كنوني، در جهت حركت باد، تغيير راستا مي‌دهند و با محورهاي افقي يا قائم، انرژي جنبشي باد را به انرژي مكانيكي و سپس آن را به انرژي الكتريكي تبديل مي‌كنند. نيروگاههاي بادي با هزينه‌ي بسيار كم و توان بالا، بدون آلودگي زيست محيطي و نياز به فضاي گسترده، مي‌توانند در بسياري از مناطق راهگشا باشند.
در كشور ما، بخاطر موقعيت جغرافيايي ويژه، در فصلهاي مختلف سال، بادهاي موسمي و غيرموسمي فراواني مي‌وزد و سرزمينهاي بادخيز بسياري وجود دارد كه امكان برپايي نيروگاه بادي در آنها فراهم است و نيز، به لطف ساحلهاي گسترده، بادهاي ساحلي، هميشه قابل بهره‌برداري است. امروزه صنعتگران داخلي هم توانسته‌اند، انواع گوناگوني از مولدهاي بادي را در داخل توليد كنند. همچنين نيروگاههايي در برخي نقاط بادخيز برپاشده (مانند رودبار و منجيل) و ساخت نيروگاه در شهرهاي ديگر، در دست بررسي است. براي نمونه، استان محروم سيستان و بلوچستان، با داشتن بادهاي موسمي چند ده‌روزه و قدرتمند، مي‌تواند گزينه‌اي مناسب براي اين هدف باشد. در بخش پيشين به لزوم و چگونگي رويكرد انسان به انرژيهاي تجديدپذير پرداختيم و انرژي خورشيدي و انرژي بادي را بعنوان پركاربردترين انرژيهاي تجديدپذير، معرفي كرديم و تواناييهاي بالقوه‌ي ايران در بكارگيري اين منابع كارآمد را برشمرديم. اينك در ادامه، با ديگر انرژيهاي تجديدپذير، آشنا مي‌شويم. انرژي زمين-گرمايي (Geothermic Energy) زمين سياره‌اي زنده و از بيرون و درون، در حال تغيير هميشگي است. مركز زمين، از سيالي مذاب و تحت فشار تشكيل شده است و بر سطح آن، دريچه‌هاي اطميناني براي كنترل اين فشار و جلوگيري از متلاشي شدن پوسته، وجود دارد. اين دريچه‌ها –كه آتشفشانها هستند- انرژي گرمايي اعماق زمين را به سطح انتقال مي‌دهند و همواره در اطرافشان، چاهها و چشمه‌هاي آب جوشان و آبفشانهاي فراوان به چشم مي‌آيد.
انرژي زمين-گرمايي از گرماي تجزيه‌ي مواد پرتوزا و واكنشهاي شيميايي مركز زمين، هسته‌ي مذاب كره‌ي زمين، پديده‌ي كوهزايي و فشار طبقات ضخيم در حوضه‌هاي رسوبي بدست مي‌آيد. اين گرما را ميتوان مستقيما به ماشينهاي مكانيكي داد يا از آن برق گرفت، و يا آن را بگونه‌اي غيرمستقيم، در صنعت بكار برد. امروزه از اين انرژي براي فرآيندهايي همچون خشك كردن، تبخير، تقطير و سرمايش و گرماي محيطهاي صنعتي بهره مي‌برند و مناطقي را هم كه امكان ساخت نيروگاه زمين-گرمايي در آنها نيست، معمولا به جاذبه‌هاي گردشگري و تفريحگاه تبديل مي‌كنند. هم‌اكنون با وجود اين كه بكارگيري اين انرژي هنوز توجيه اقتصادي ندارد، بيش از 35 كشور بطور مستقيم و حدود 20 كشور بطور غيرمستقيم از آن بهره مي‌برند. ايران نيز از آنجا كه بر كمربند آتشفشاني و لرزه‌خيز جهان قرار دارد، داراي مخازن زمين-گرمايي فراواني است كه مهمترين و سرشارترين آنها، در سبلان، دماوند، ماكو و سهند مي‌باشند. اين منابع در كل داراي ذخيره‌ي حرارتي معادل ژول هستند. از ديگر نواحي كشور ميتوان تفتان، بزمان، كرمان، طبس، شيراز، مركز ايران و مشهد را برشمرد. گروه زمين-گرمايي مركز تحقيقات نيرو، از سال 1371، بررسيهاي خود را در اين زمينه آغاز كرده است و احتمالا بزودي در مناطق يادشده، شاهد نيروگاههايي از اين دست، خواهيم بود. انرژي اقيانوسيOcean Energy اقيانوسها، منابعي عظيم از انرژي حركتي‌اند كه به صورت امواج، جزر و مد و جريانهاي هميشگي سطحي يا زيرآبي ناشي از اختلاف حرارت نقاط گوناگون، ديده مي‌شود. بررسي بكارگيري انرژي امواج، پيشينه‌اي طولاني ندارد و تنها چنددهه است كه پژوهشها در اين زمينه آغاز شده، اما بهره‌گيري از انرژي حاصل از اختلاف حرارتي در اقيانوسها، به سال 1929 باز مي‌گردد. امروزه ساخت نيروگاههاي (OTEC) Ocean Temperature Energy Conversion) رو به افزايش است كه با تبديل انرژي حاصل از اختلاف حرارت، به انرژي الكتريكي، گامي نو در توليد برق بشمار مي‌رود؛ اما هنوز تنگناهايي در اين راستا هست كه بايد رفع شود. براي نمونه بايد خطهاي انتقال نيرو را تا سواحل گسترش داد و بناهاي توليد و انتقال را در برابر طوفانهاي دريايي و آب و هواي ساحلي مقاوم ساخت و نيز، تجهيزات نيروگاههايي از اين دست هنوز بسيار پرهزينه و حجيم هستند. با ساخت اين نيروگاهها ميتوان به مناطقي كه بدليل دور از دسترس بودن يا محصور بودن در آب، امكان وصل شدن به شبكه‌ي سراسري را ندارند، برق رساند و حتي آب شيرين اين نواحي را نيز در كنار همين نيروگاهها فراهم ساخت.
ايران نيز با داشتن خط ساحلي بسيار طولاني (بيش از 1800 كيلومتر در جنوب) و جزاير متعدد، از جمله كشورهايي است كه مي‌تواند بهره‌هاي فراواني از اين انرژي ببرد. انرژي سوختهاي گياهي(Biomasse Energy) سوختهاي گياهي بدست‌آمده از پسماندهاي جنگلها و محصولهاي كشاورزي جهان، بنوعي بزرگترين منبع ذخيره‌ي انرژي خورشيدي بشمار مي‌آيد و مي‌تواند سالانه به اندازه‌ي 70 ميليارد تن نفت خام، انرژي، در دسترس بشر قرار دهد. اين ميزان برابر 10 برابر مصرف سالانه‌ي انرژي در جهان است. نكته‌ي مهم در بكارگيري اين منبع، آن است كه CO2 حاصل از سوختهاي گياهي، دوباره توسط گياهان تازه، جذب و مصرف خواهند شد و هيچ اثري در پديده‌ي گلخانه‌اي و گرم شدن زمين، نخواهند داشت.
از اين سوختها بيشتر در توليد گرما بهره مي‌برند و اگرچه بازده آنها نسبت به سوختهاي فسيلي، بالا نيست، اما با اين حال، باعث صرفه‌جويي اقتصادي چشمگيري مي‌شوند. بكارگيري اين انرژي هنوز با تنگناهايي روبروست؛ از جمله نبود مكان مناسب براي بناي تأسيسات پروژه‌هاي سوخت گياهي و احتمال اعمال سياستهاي دفاع از جنگلكاري. ايران با داشتن منابع جنگلي گسترده، از كشورهايي است كه مي‌تواند براي فراهم كردن انرژي مورد نياز مناطق جنگلي، از سوختهاي گياهي بهره ببرد و در صورت بررسيهاي بيشتر و رسيدن به توجيه اقتصادي، همه‌ي امكانات جهت بهره‌گيري از اين انرژي در ايران مهياست.
در عصر حاضر، گونه‌هاي تازه‌ي انرژي بيش از دو درصد كل توليد انرژي را
هرچند به نظر مي‌رسد فاصله‌ي زيادي تا فراگير شدن انرژيهاي تجديدپذير در ميان است، اما پيشرفت بسيار شتابان علم و فناوري، راه را براي استفاده‌ي روزافزون از اين انرژيها، هموارتر كرده است و اميد است بشر بتواند با به خدمت گرفتن انرژيها و نيروهاي عظيم و سهمگين طبيعت، هراس و ترس از اين نيروها را به فراموشي بسپارد و بدانها به چشم منابع حياتي آينده‌ي بشر بنگرد؛ چرا كه انرژي سرآغازي براي رسيدن به توسعه‌ي پايدار و يكي از عوامل اصلي تعيين سرنوشت ملت ها است.
--
Farid Bensaeed
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر