باد؛ منبع انرژی‌های پاک

اگر به وضعیت کنونی رویکرد دولت‌ها و بویژه بخش صنعت نسبت به انرژی و آینده آن نگاهی اجمالی بیندازیم، می‌بینیم در کشوری مثل آمریکا با بالاترین نرخ مصرف انرژی و تولید گازهای گلخانه‌ای، بخش صنعت با حرکتی کند در حال فاصله گرفتن از سوخت‌های فسیلی است و به موازات آن کارشناسان از فناوری‌های پاک‌تر متعددی از قبیل استحصال برق از اتانول، خورشید و گرمای مرکزی زمین به عنوان گزینه‌های جایگزین خبر می‌دهند. در حالی که هر یک از این گزینه‌های پیشنهادی به نوبه خود مزایای زیست محیطی قابل توجه و شاخصی دارند، در برابر نفت و زغال سنگ، آلاینده به شمار می‌روند، ولی هیچ کدام با عملکرد پاک نیروی باد نمی‌تواند رقابت کند.

کد خبر: ۳۵۴۰۰۹

پژوهش محققانی از دانشگاه‌های استنفورد و کالیفرنیا روی فناوری‌های عمده انرژی محور و همچنین اثرات زیست‌محیطی نشان می‌دهد نیروی باد به تنهایی در صدر این فهرست جای گرفته است، اما در عین حال با منابعی همچون انرژی خورشیدی، گرمای زمین مرکزی، جذر و مد، امواج و انرژی برقابی فاصله بسیار نزدیکی دارد.

در همین رابطه و سال گذشته، این محققان پیش نویس یک طرح مدل اولیه جهانی برای تبدیل 100 درصد مصرف انرژی دنیا به منابع تجدید شونده را براساس اطلاعات و آمار تطبیقی تهیه کردند. الگوهای ترسیمی نشان داد که نیروی باد به واسطه رد پای کربنی حداقل خود در مقایسه با خروجی انرژی، گزینه مناسبی برای به عهده گرفتن این مسوولیت است.

به طور خلاصه سامانه‌های استحصال برق از نیروی باد شامل توربین‌های مجزای بلندی است که جنبش هوا را به الکتریسیته قابل مصرف تبدیل می‌کنند. به نحوی که وقتی نیروی فشار باد تیغه‌های توربین را به گردش درمی‌آورد، این مکانیسم حرکت چرخشی باعث گردش دینام توربین می‌شود که به نوبه خود رانش محور انتقال‌دهنده نیروی یک مولد برقی تعبیه شده در داخل توربین را به دنبال دارد. از اینجا به بعد خطوط انتقال نیرو می‌توانند برق تولید شده از باد را از حوزه‌های اصلی و اولیه انرژی باد ـ همچون دشت‌ها و مزارع بزرگ بادی ـ به مقاصد گوناگون و مختلف انتقال دهند.

در حقیقت آنچه چشم‌انداز کارایی و توانمندی‌های انرژی باد را به نمایش می‌گذارد، این واقعیت جالب توجه است که تنها 15 درصد از مساحت خشکی روی زمین از ظرفیت سرعت باد کافی برای تامین چندین برابر نیازهای انرژی جهانی برخوردارند. محققان این طرح پژوهشی معتقدند براساس همین نتایج و به عنوان نمونه در کشوری مثل آمریکا، خط‌مشی انرژی می‌تواند 20 درصد از مصرف کل انرژی کشوری تا سال 2030 را بر مبنای تولید از منبع برق بادی تعیین کند که در نوع خود و با توجه به پتانسیل موثر و بسیار قابل توجه برق بادی، یک طرح پیشنهادی معمولی و کم‌ادعا محسوب می‌شود.

سهم اندک تولید برق بادی در سیاست بلندمدت انرژی در کشورهایی ازجمله آمریکا در حالی است که محققان معتقدند سیاستگذاران حوزه انرژی می‌توانند انرژی موردنیاز کل ناوگان وسایل نقلیه ایالات متحده را با تبدیل آن به نیروی برق و تنها با حدود 100 هزار توربین بادی 5‌مگاواتی پوشش دهند، اما فضای زمینی که در عمل برای چنین پروژه‌ای مورد نیاز است، چه مساحتی از اراضی زمینی را اشغال می‌کند؟

براساس محاسبات گروه تحقیقاتی، مساحت مورد نیاز در قبال تولید چنین حجم کلانی از انرژی برق باور نکردنی به نظر می‌رسد؛ کمتر از 2 کیلومتر مربع. البته این مساحت، فضای خالی و فاصله‌گذاری بین توربین‌ها را در بر نمی‌گیرد، اما سامانه‌های نیروگاهی بادی که از فناوری طراحی قابل قبولی برخوردارند، می‌توانند یکپارچگی فضای سبز اطراف توربین‌ها را حفظ کرده و هر گونه تخریب و گسستگی برای حیات وحش و زیست‌بوم طبیعی منطقه را به حداقل برسانند. این توانمندی بویژه در مقایسه با تخریب سکونتگاهی مرتبط با عملیات معدنی زغال سنگ و حفاری‌های سوخت فسیلی قابل توجه است.

آمارها نشان می‌دهند توسعه‌های صورت گرفته در بخش فناوری باد طی دهه‌های اخیر به نحو چشمگیر و موثری هزینه‌های مربوط را کاهش داده است

نکته جالب درخصوص اراضی اشغالی مزارع برق بادی این امتیاز شاخص است که مساحت زمین مورد نیاز برای باد در مقایسه با تمامی فناوری‌های انرژی محور جایگزین به مراتب پایین‌تر از همه است. به بیان دیگر این مساحت فقط شامل فضای تماس یافتن توربین با زمین است. علاوه بر این که به موازات بهبود و پیشرفت فناوری‌های حوزه انرژی باد، توربین‌های دریایی مستقر شده در اقیانوس می‌توانند فضای کل اراضی مورد نیاز برای سامانه‌های انرژی باد را حتی بیشتر کاهش دهند.

در همین رابطه جیمز منویل، مدیر آزمایشگاه تحقیقات انرژی‌های تجدید شونده دانشگاه ماساچوست معتقد است، نصب و راه‌اندازی توربین‌های بادی روی خشکی آسان‌تر و به مراتب کم‌هزینه‌تر از نصب آنها در محیط آبی و دور از ساحل است. البته تفاوت هزینه احتمالا با توسعه بیشتر فناوری نصب جایگاه‌های آبی کاهش خواهد یافت، ولی اقیانوس همیشه محیطی دشوار و مشکل‌آفرین برای کار به شمار می‌رود. با این اوصاف، از زمانی که توربین و سامانه‌های انتقال نیرو ـ چه در خشکی و چه روی آب‌ها ـ مستقر شوند، فرآیند برداشت باد به هیچ منبع طبیعی دیگری متکی نخواهد بود؛ مثل آب مورد نیاز برای آبیاری محصولات زراعی که قرار است در چرخه تولید اتانول قرار گیرند و از سویی فرآیند استحصال برق بادی عملا انتشارات کربنی صفر را تولید می‌کند.

جالب اینجاست که حتی بعد از این که توربین‌ها به پایان دوره عمر 30 ساله شان رسیدند، مواد و مصالح به کار رفته در آن می‌تواند بازیافت شود. از طرفی دوره زمانی مورد نیاز بر حسب تعداد ماه‌های بهره‌برداری برای این که انرژی مصرفی در جریان تولید یک توربین بادی را بتوان برگشت داد در مقایسه با بیشتر گزینه‌های دیگر انرژی‌های تجدید شونده نظیر فتوولتائیک، کمتر است.

وقتی صحبت از بازگشت سرمایه و انرژی مصرفی می‌شود، آمارها نشان می‌دهند توسعه‌های صورت گرفته در بخش فناوری باد طی دهه‌های اخیر به نحو چشمگیر و موثری هزینه‌های مربوط را کاهش داده است و همین موضوع سبب شده که طی 4 سال گذشته انرژی باد را پس از گاز طبیعی در مقام دومین منبع بزرگ جدید توان الکتریکی جهان به شمار آورند، اما به واسطه رقابتی که هنوز از جانب دیگر بخش‌های انرژی وجود دارد و همچنین نبود یک حرکت دولتی منسجم و رو به جلو در جهت توسعه بخش انرژی باد، کشورهای بزرگ ازجمله آمریکا به عنوان بزرگ‌ترین مصرف‌کنندگان انرژی راهی دراز را به منظور تامین هدف 20 درصد تولید برق بادی تا سال 2030 در پیش دارند.

کارشناسان معتقدند به لحاظ فنی عرضه و تامین 20 درصدی برق بادی و حتی بیشتر از آن تا سال 2030 کاری شدنی است، ولی سوال اینجاست که کشورهای هدف نیز سیاست‌هایی برای نیل به این برنامه و تحقق آن دارند یا خیر؟

برآورده ساختن این شاخص هدف، نیازمند ردیف کردن فهرستی از اقدامات اضافی است که ازجمله آنها می‌توان به آموزش عمومی و قانونگذاری در مورد ارزش زیست محیطی انرژی باد، بازآموزی و راهنمایی کارخانجات و تولیدکنندگان برای بهره‌برداری از انرژی باد و فراهم کردن مشوق‌های دولتی برای ساخت سامانه‌های توربین بادی اشاره کرد.

افزون بر این چشم‌انداز مطلوب، محققان دانشگاه استنفورد نیز سهم مشابهی را در پیش‌بینی آینده انرژی باد به نمایش می‌گذارند.

آنها معتقدند اختصاص سهم قابل توجهی از توان مصرفی آینده انرژی برای برق بادی بی‌تردید امری امکان پذیر خواهد بود. به نحوی که از نظر فنی و محاسباتی داشتن سهم 50 درصدی یا بیشتر برای باد در پیش‌بینی آینده انرژی جهان میسر است.

برای دستیابی به این هدف تنها لازم است انرژی باد دوباره به موضوع مهم سیاستگذاری‌ها بدل شود، چون برای ترویج و اشاعه آن به کمک‌های مالی دولتی، اراده جدی سیاسی و طرحی در سطح دولتی نیاز خواهد بود. اما با ملاحظه آمارهای درخشان و پاک انرژی باد و پتانسیل عرضه توان مصرفی شبکه، جای امیدواری است که بادهای مساعدی در عرصه سیاستگذاری کشورها در جهت موافق وزیدن بگیرد.