آغوش باز دنیا برای انرژی‌های پاک

نخستین مساله در بهره‌گیری از این سوخت‌ها، به آلودگی ناشی از آنها مربوط می‌شود. سوخت‌های فسیلی سبب تولید گاز دی‌اکسید‌کربن و برخی مواد آلاینده دیگر می‌شوند. این مواد در نهایت به تشدید آلودگی هوا و شتاب گرفتن روند تخریب لایه ازن و پدیده گرمایش جهانی می‌انجامد.

دومین مشکل مرتبط به استفاده از این سوخت‌ها، نوسانات شدید قیمتی آنهاست. این نوسانات به گونه‌ای است که نه تنها کشورهای واردکننده آنها تحت تاثیر قرار می‌گیرند، بلکه اقتصاد بسیاری از کشورهای صادرکننده آنها (نظیر ایران) را نیز بشدت آسیب‌پذیر می‌سازد.

افزون بر این، محدود بودن ذخایر شناخته شده سوخت‌های فسیلی، از دیگر عواملی است که یافتن منابعی جایگزین برای تامین انرژی مورد نیاز جوامع بشری را ضروری می‌سازد.

جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی

انرژی‌های تجدیدپذیر را شاید بتوان اصلی‌ترین و بهترین جایگزین برای سوخت‌های فسیلی دانست. انرژی‌های تجدیدپذیر به آن گروه از منابع اطلاق می‌شود که نمی‌توان پایانی برای آنها متصور شد. انرژی خورشیدی، بادی، زمین گرمایی و انرژی‌های زیستی از مهم‌ترین منابع تجدیدپذیر به شمار می‌روند.

توجه جهانی به انرژی‌های تجدیدپذیر

آسیب‌هایی که نوسانات شدید قیمت جهانی نفت بر پیکره اقتصاد جهانی وارد کرد از یک‌سو و تعهد بسیاری از کشورهای جهان برای کاهش حجم آلاینده‌های تولیدی از سویی دیگر سبب شد که در یک دهه اخیر، گرایش زیادی برای بهره‌برداری از منابع جایگزین و تجدیدپذیر در سطح بین‌المللی شکل گیرد.

در این میان، توجه هرچه بیشتر جامعه علمی و پژوهشگران به این حوزه نیز سبب تسریع ارائه نوآوری‌ها در زمینه فناوری‌های مرتبط با بهره‌برداری از این انرژی‌ها شده است. به خاطر این نوآوری نه‌تنها میزان بهره‌وری فناوری‌های موجود در سال‌های اخیر افزایش یافته، بلکه موجب کاهش قابل توجه قیمت تمام شده تجهیزات مرتبط و در نتیجه هزینه تمام شده انرژی به دست آمده از این شیوه‌ها نیز شده است.

در این میان، کشور ما از توان بالقوه بالایی برای بهره‌گیری از انواع انرژی‌های تجدیدپذیر برخوردار است. میانگین بالای تعداد روزهای آفتابی، وجود مناطق با ارتفاع زیادی و دارای جریان باد پیوسته و نیز وجود مناطق آتشفشانی می‌تواند ایران را به یکی از کشورهای پیشتاز در زمینه استفاد از انرژی‌های پاک در منطقه و دنیا تبدیل کند.

انرژی خورشیدی

به طور کلی، نیروگاه‌های خورشیدی از چند مزیت عمده نسبت به سایر انواع نیروگاه‌ها برخوردارند. یکی از اصلی‌ترین این مزیت‌ها، امکان تامین برق مناطق کوچک و دور از شبکه انتقال نیرو است. به این ترتیب در بسیاری از نقاط دورافتاده می‌توان نیروگاه خورشیدی در ابعاد کوچک طراحی کرد. نیروگاه‌های خورشیدی همچنین نیاز چندانی به حضور کارشناسان ویژه برای بهره‌برداری ندارند و فقط بازدیدهای دوره‌ای برای تعمیر و نگهداری آن کافی خواهد بود.

البته بهره‌برداری از انرژی خورشیدی فقط به تولید برق خلاصه نمی‌شود و از آن می‌توان برای مصارف دیگری نظیر به کار اندازی دستگاه‌های آب شیرین‌کن خورشیدی، انواع آبگرمکن‌های خورشیدی و حتی سامانه‌های ویژه سرمایش خورشیدی در مناطق گرم نیز بهره گرفت.

ایران با داشتن 280 روز آفتابی و میانگین 3000 تا 3600 ساعت تابش خورشید در سال، یکی از بهترین مناطق برای تولید برق از انرژی خورشیدی به شمار می‌رود. با این وجود، متاسفانه هنوز از این توان بالقوه استفاده
نشده است.

در حال حاضر، آلمان رتبه برترین تولید‌کننده برق از انرژی خورشیدی را در اختیار دارد. نکته جالب اینجاست که میانگین ساعت تابش خورشید در آلمان، حدود 1500 ساعت در سال (یعنی کمتر از نصف میانگین تابش خورشیدی در ایران) است. با این حال، مدیریت درست و برنامه‌ریزی‌های صورت گرفته در این کشور سبب شده که این کشور نه‌چندان آفتابی، اکنون پرچمدار بهره‌گیری از انرژی خورشیدی در جهان باشد. گفتنی است نیروگاه‌های آفتابی آلمان ظرفیت تولید 2/38 گیگاوات برق را دارند. علاوه بر آلمان، در حال حاضر 19 کشور دیگر هم در جهان از ظرفیت تولید بیش از
یک گیگاوات برق از مجموع نیروگاه‌های خورشیدی خود برخوردارند. بزرگترین نیروگاه خورشیدی جهان نیز در بیابانی در ایالت کالیفرنیا قرار دارد. این نیروگاه خورشیدی صحرایی به تنهایی از ظرفیت تولید بیش از550 مگاوات برق برخوردار است.

انرژی بادی

انرژی باد یکی از مهم‌ترین منابع پاک و تجدیدپذیر تولید برق به شمار می‌رود. باد که در واقع حاصل حرکت جریان‌های هوا به شمار می‌رود، به خاطر اختلاف دمای ناشی از تابش خورشید ایجاد می‌شود. به همین دلیل است که بر خلاف انرژی‌های فسیلی، انرژی باد پایان‌پذیر نیست.

در چند سال اخیر، انرژی بادی مورد توجه بسیاری از کشورها قرار گرفته است. افزون بر این، پیشرفت‌های صورت گرفته در زمینه فناوری توربین‌های بادی از دهه 1980 تاکنون سبب شده هزینه ساخت و در نتیجه قیمت تولید انرژی با استفاده از نیروگاه‌های بادی به شکل چشمگیری کاهش یابد. یکی دیگر از مزایای تولید برق از انرژی باد، پایین بودن هزینه نگهداری از این توربین‌ها نسبت به برخی دیگر از شیوه‌های تولید است.

البته انرژی بادی، معایبی نیز دارد. هزینه زیاد برای نصب و راه‌اندازی، سروصدای آزاردهنده برای همسایگان و نیز برخی آسیب‌ها به زندگی پرندگان از جمله این معایب به شمار می‌رود. افزون بر این، یکنواخت نبودن باد و تغییر شدت آن در ساعات مختلف را باید یکی دیگر از مشکلات استفاده از این انرژی تجدیدپذیر دانست.

نیروگاه‌های بادی‌ به دو شکل درون آب و درون خشکی طبقه‌بندی می‌شوند. در حال حاضر بسیاری از کشورهای دنیا به بهره‌برداری از این نوع انرژی روی آورده‌اند. در حال حاضر چین با حدود 114 مگاوات و ایالات متحده با حدود 66 مگاوات، بیشترین ظرفیت تولید برق از نیروگاه‌های بادی را در سطح بین‌المللی به خود اختصاص داده‌اند. همچنین نیروگاه بادی درون خشکی جهان با ظرفیت تولید بیش از 1000 مگاوات در ایالات متحده و بزرگترین نیروگاه درون آبی نیز در انگلستان با ظرفیت 630 مگاوات، بزرگ‌ترین نیروگاه‌های بادی دنیا به شمار می‌روند.

ایران نیز یکی از کشورهایی است که به‌دلیل موقعیت جغرافیایی خاص برخی شهرهای خود، از پتانسیل بالایی برای بهره‌گیری از انرژی باد برخوردار است. درست همان طور که می‌توان نیروگاه‌های کوچک انرژی خورشیدی را در مناطق دورافتاده و شهرهای کوچک ایجاد کرد، نیروگاه‌های بادی نیز می‌تواند گزینه مناسبی برای تامین برق این مناطق باشد.

در حال حاضر چند نیروگاه بادی در مناطق مختلف ایران نصب و راه اندازی شده است که دو نیروگاه بادی منجیل در استان گیلان و نیز بینالود در استان خراسان رضوی پرظرفیت‌ترین آنها به شمار می‌رو‌د.

انرژی زمین گرمایی

دمای درون زمین بمراتب از دمای سطح آن بیشتر است. به همین دلیل است که در برخی مناطق، شاهد وجود چشمه‌های آبگرم یا همان آب‌های خارج شده از دل زمین هستیم. بهره‌گیری از انرژی حاصل از گرمای زمین برای تولید برق، یکی دیگر از شیوه‌های پاک تولید الکتریسته است. این انرژی در اصطلاح «زمین گرمایی» نامیده می‌شود.

در حال حاضر بیش از 20 کشور جهان از گرمای درون زمین برای تولید برق استفاده می‌کنند. برخی کارشناسان تخمین می‌زنند که بهره‌گیری از تمامی توان بالقوه موجود در زمینه انرژی زمین گرمایی می‌تواند به تولید 2 تراوات (2 میلیون گیگاوات) برق بینجامد. به همین دلیل است که این منبع تجدیدپذیر انرژی نیز در سال‌های بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

انرژی زمین گرمایی مزایای متعددی دارد. نخستین مزیت این شیوه، عدم وجود قطعی در آن است. در واقع برخلاف انرژی خورشیدی یا بادی که در بازه‌های قابل پیش‌بینی یا غیرقابل پیش‌بینی، شاهد نوسان در تولید برق خروجی آنها هستیم، تغییر چندانی در شبانه‌روز یا فصول مختلف در میزان برق تولیدی از طریق منابع زمین گرمایی وجود ندارد. همچنین از آنجا که بیشتر سازه‌های مربوط به این نوع انرژی در زیرزمین ساخته می‌شود، نیروگاه‌های زمین گرمایی معمولا فضای چندانی را نیز در روی زمین اشغال نمی‌کند.یکی دیگر از جذابیت‌های انرژی زمین گرمایی، قابلیت استفاده مستقیم از آن برای انواع تجهیزات گرمایشی و سرمایشی است که این امر به نوبه خود می‌تواند به کاهش مصرف انواع سوخت کمک کند. البته انرژی زمین گرمایی خالی از عیب نیست و بهره‌برداری از آن دشواری‌هایی نیز به همراه دارد. آسیب‌پذیری در برابر زلزله، هزینه بالای نصب و نیز نیاز به مدیریت و نظارت دقیق از جمله مشکلات این شیوه به شمار می‌رود.

در حال حاضر ایالات متحده با تولید بیش از 3000 مگاوات برق از منابع زمین گرمایی، رتبه نخست را به خود اختصاص داده است. فیلیپین، اندونزی، مکزیک و نیوزیلند نیز به‌ترتیب جایگاه‌های دوم تا پنجم را در اختیار دارند. همچنین ایسلند با تولید حدود 25 درصد از برق مورد نیاز خود از منابع زمین گرمایی، بیشترین سهم از این منابع را در مجموع برق تولیدی خود دارد. ایران به خاطر قرارگیری روی یک کمربند آتشفشانی، از توان بالایی برای بهره‌گیری از انرژی زمین گرمایی برخوردار است. به همین دلیل بود که نخستین پروژه نیروگاه زمین گرمایی ایران در منطقه مشگین شهر در استان اردبیل آغاز شد. این پروژه که طبق اعلام مسئولان قرار است در سال جاری مورد بهره‌برداری قرار گیرد، از ظرفیت تولید 55 مگاوات برق برخوردار است.