تبلیغات

ابزار وبلاگ

دانشجویان مهندسی نفت دانشگاه پیام نور ارومیه - انرژی پاک و ضرورت توسعه ی آن
دانشجویان مهندسی نفت دانشگاه پیام نور ارومیه
جهان هر کس به اندازه وسعت فکر اوست

دسترسی كشورهای درحال توسعه به انواع منابع جدید انرژی، برای توسعه اقتصادی آنها اهمیت اساسی دارد و پژوهش های جدید نشان داده كه بین سطح توسعه یك كشور و میزان مصرف انرژی آن، رابطه مستقیمی برقرار است. با توجه به ذخایر محدود انرژی فسیلی و افزایش سطح مصرف انرژی در جهان فعلی، دیگر نمی توان به منابع موجود انرژی متكی بود.

دركشورما نیز، با توجه به نیاز روز افزون به منابع انرژی و كم شدن منابع انرژی فسیلی، ضرورت سالم نگه داشتن محیط زیست، كاهش آلودگی هوا، محدودیت های برق رسانی و تأمین سوخت برای نقاط و روستاهای دورافتاده و... استفاده از انرژی های نو مانند: انرژی باد، انرژی خورشید هیدروژن، انرژی های داخل زمین می تواند جایگاه ویژه ای داشته باشد.
امروزه، بحران های سیاسی، اقتصادی و مسائلی نظیر محدودیت دوام ذخایر فسیلی، نگرانی های زیست محیطی، ازدحام جمعیت، رشد اقتصادی و ضریب مصرف، همگی مباحث جهان مشمولی هستند كه با گستردگی تمام، فكر اندیشمندان را در یافتن راهكاهای مناسب در حل مناسب معضلات انرژی در جهان، به خصوص بحران های زیست محیطی، به خود مشغول داشته است. بدیهی است امروزی، پشتوانه اقتصادی و سیاسی كشورها، بستگی به میزان بهره وری آنها از منابع فسیلی دارد و تهی گشتن منابع فسیلی، نه تنها تهدیدی است برای اقتصاد كشورهای صادركننده، بلكه نگرانی عمده ای را برای نظام اقتصادی ملل وارد كننده به وجود آورده است. صاحبان منابع فسیلی بایستی واقع نگرانه بدانند كه برداشت امروز ایشان از ذخایر فسیلی، مستلزم بهره وری كمتر فردا و نهایتاً، تهی شدن منابع شان در مدت زمانی كمتر خواهد بود.
خوشبختانه، بیشترممالك جهان به اهمیت و نقش منابع مختلف انرژی، به ویژه انرژی های تجدیدپذیر(نو) در تأمین نیازهای حال وآینده پی برده وبه طور گسترده، در توسعه بهره برداری از این منابع لایزال، تحقیقات وسیع و سرمایه گذاری های اصولی می كنند. با توجه به این گونه گرایش های اساسی و فزاینده در زمینه استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و فناوری های مربوط در كشورهای صنعتی و درحال توسعه در ایران نیز لازم است راهبردها و برنامه های زیربنای و اصولی تدوین شود.

گرایش جهانی در توجه به بهره برداری از انرژی های تجدید پذیر و پیامدهای زیست محیطی ایجاب كرده كه سازمان ها و مراكز متعددی در ایران، علاقمند به اجرای پروژهایی در این زمینه باشند، هر چند این گونه فعالیت ها لازم و مؤثراست، ولی آیا این اقدامات طبق برنامه ریزی و تحقیقات اصولی در سطح ملی انجام می گیرند یا این را انفعالی وبه صورت پراكنده، تفویض مستقل و سیلقه ای اجرا می كنند. بدین ترتیب است كه هنوز بسیاری از چالش ها و سؤال ها در توجیه و دفاع از توسعه بهره برداری از انرژی های تجدیدپذیر در ایران، بدون جواب مانده اند.
بدیهی است كه این گونه روند توسعه، بدون برنامه جامع و مدرن، صحیح و پایدار نخواهد بود. تدوین راهبردی جامع جهت بهره وری بهتر از انرژی در كشور، مستلزم شناخت كامل وضعیت كنونی و تعیین دقیق وضعیت مطلوب آن در جمیع جهات است.
انتظار می رود با توسعه بهره برداری از انرژی های پاك در جمهوری اسلامی ایران، طبق نتایج ارائه شده دراین رساله و برمبنای راهبردی وبرنامه ای مدون بتوان بسیاری از چالش ها را شناسایی و راهكارهای مناسب را انتخاب و تبیین نمود. امید است روند كاری ارائه شده بتواند به ابهامات و سؤالهای مهمی چون:

1- میزان پتانسیل هر یك از حامل های انرژی تجدیدپذیر در ایران؛
2- شناسایی وانتخاب مناطق مناسب(سایت یابی)؛
3- چشم اندازی مدون برای آینده انرژی های تجدیدپذیر (به ویژه انرژی پاك هیدروژن) در ایران؛
4- توجیه اقتصادی با توجه با عوامل گوناگون مطروحه؛
5- برنامه ریزی، نحوه و ظرفیت سرمایه گذاری، با تشخیص ارجحیت برای هر یك از انرژی های تجدیدپذیر؛
6- برنامه ای مدون جهت توسعه فناوری های مربوط در ایران؛
7- ظرفیت وقابلیت جانشین؛ وپاسخ گو باشد.

اهمیت موضوع

امروزه تبعات مداخله انسان در محیط زیست بیش از هر زمانی متجلی شده است. مفهوم توسعه با رعایت حفاظت از محیط طبیعی و زیست محیط مترادف است و درشاخص های اقتصادی حساب های ملی، همچون تولید ناخالص داخلی، ملحوظ نمودن منابع طبیعی و زیست محیطی نیز مطرح است.
انرژی، یك نیاز اساسی برای استمرار توسعه اقتصادی، تدارك و تأمین رفاه وآسایش زندگی بشری است. در حال حاضر، مصرف انرژی جهان Gtoelyr 10(معادل 10 میلیارد تن نفت خام درسال) بوده و پیش بینی شود كه این ارقام در سال 2010 و 2020 به ترتیب به 12 و 14 Gtoelyr افزایش یابد این ارقام نشان می دهند كه میزان مصرف انرژی جهان درقرن آینده عظیم بوده و بالطبع، این سؤال مهم مطرح است كه آیا منابع انرژی های فسیلی در قرن آینده جوابگوی نیاز انرژی جهان برای بقا، تكامل و توسعه خواهند بود؟ حداقل به سه دلیل عمده، جواب این سؤال منفی است وباید منابع جدید انرژی را جانشین منابع قدیم كرد. این دلایل عبارتند از: محدودیت و در عین حال مرغوبیت انرژی های فسیلی كه ازنظر منطقی كاربردهای بهتر از احتراق دارند و همچنین مسائل ومشكلات زیست محیطی، به طوری كه امروزه حفظ سلامت اتمسفر، ازمهم ترین پیش شرط های توسعه اقتصادی پایدار جهانی به شمارمی آید.

آلاینده های ناشی از احتراق و افزایش غلظت دی اكسیدكربن در اتمسفر و پیامدهای آن، جهان را باتغییرات برگشت ناپذیر وتهدید آمیزی مواجه ساخته است. افزایش دمای كره زمین، تغییرات آب وهوای، بالا آمدن سطح دریاها و درنهایت، تشدید منازعات بین المللی، از جمله این پیامدها محسوب می شوند. از سوی دیگر، اتمام قریب الوقوع منابع فسیلی و پیش بینی افزایش قیمت، سیاست گذاران را به پیشنهاد موازین و سیاست هایی برای كنترل محیط زیست و پژوهشگران را به توسعه منابع با آلودگی كمتر وتجدیدپذیری كه توان بالقوه ای برای جانشینی با سیستم انرژی كنونی دارند، ترغیب می كند.

كلیه انرژی های تجدید پذیر، روزبه روز سهم بیشتری در سیستم تأمین انرژی جهان به عهده می گیرند. این منابع، امكان پاسخ گویی همزمان به هردو شكل اساسی منابع فسیلی را نوید می دهند. انرژی های تجدیدپذیر، اساساً با طبیعت سازگاز بوده و آلودگی ندارند و چون تجدیدپذیرند پایانی برای آنها وجود ندارد. ویژگی های دیگر این منابع، پراكندگی و گستردگی آنها در تمام جهان، نیاز به فناوری پایین تر، انرژی های تجدیدپذیر را - به ویژه برای كشورهای در حال توسعه - ازجاذبه بیشتری برخوردار كرده هم ازاین رو، در برنامه ها وسیاست های بین المللی، از جمله در برنامه های سازمان ملل متحد، در راستای توسعه پایدار جهانی، نقش ویژه ای به منابع تجدیدپذیر انرژی محول شده است. اما سازگار كردن منابع تجدیدپذیر؛ با سیستم كنونی مصرف انرژی جهان، هنوز با مشكلاتی همراه است كه برای حل آنها، حجم مهمی از تحقیقات علمی جهان را در دهه های اخیر به خود اختصاص داده است.

با توجه به فناوری كنونی بشر، انرژی هسته ای و انرژی برق آبی، دو نوع انرژی جانشین برای سوخت فسیلی می باشند. گفتنی است كه پتانسیل برق آبی در جهان محدود بوده واز طرف دیگر انرژی اتمی نیز، تقریباً در تمامی اروپا، ساخت نیروگاه های اتمی متوقف شده است. كشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی، یكی از غنی ترین كشورهای جهان محسوب می شود و از یك سو دارای منابع گسترده فسیلی نفت وگاز است و از سوی دیگر، دارای پتانسیل فراوان انرژی های تجدیدپذیر، همچون باد، ژئوترمال، خورشیدی و... می باشد. اما ایران، كشور كم آبی است و نیروگاه های آبی بزرگ، دارای پتانسیل محدودی هستند. لذا در چشم انداز دراز مدت جانشین دیگری غیر از تجدیدپذیری به عنوان منبع انرژی دیده نمی شود.
از منظری دیگر، هر انرژی به لحاظ فناوری ساخت وبهره برداری، مسائل زیست محیطی، ویژگی های فنی، امكان دستیابی، توزیع جغرافیایی و سایر ویژگی ها، دارای مشخصه های خاص خود است. بنابراین، تنوع استفاده از انرژی های مختلف، كشور را به لحاظ تأمین انرژی در وضعیت مطمئن تری قرار خواهد داد ولازم است فناوری آنها در كشورایجاد شود. البته، فناوری كه به میزان زیادی متكی به صنعت، مواد اولیه منابع داخلی است خودبخود، محتاج ارز خارجی كمتری است و از سوی دیگر، فرصت های اشتغال و افزایش تولید داخلی را هموار می سازد. برای رسیدن به این هدف ها، لازم است نظام قیمت گذاری انواع حامل های انرژی، با توجه به هزینه واقعی آنها اصلاح شده و اقدامات اساسی جهت تشویق سرمایه گذاری بخش خصوصی صورت گیرد.
ضروری است دولت با پرداخت وام های دراز مدت، واگذاری یارانه های تخصیص یافته در بخش سوخت های فسیلی به سرمایه گذاری در بخش انرژی های تجدیدپذیر و فراهم آوردن امكان انتقال دانش فنی، زمینه های لازم را برای ساخت وتوسعه تأسیسات انرژی های گفته شده دركشور فراهم آورد.
چشم انداز انرژی و محیط زیست جهان تا سال 2030 آب وهوای زمین درنتیجه فعالیت های انسان، به ویژه در بخش انرژی، تغییرات بسیاری یافته است، عمده تغییرات آب وهوایی و زیست محیطی در جهان در سال های اخیر را می توان به شرح زیر خلاصه كرد:

- میزان انتشارCO2 در، 200 سال گذشته 31 درصد افزایش یافته است.
- میزان انتشارCH4 از سال 1800 به دو برابر افزایش یافته است.
- دمای سطحی كره زمین در قرن گذشته نسبت به متوسط، 14 درجه سانتی گراد معمول، از 4/0تا 8/0 درجه افزایش یافته است.
- دهه 1990 به احتمال زیاد گرم ترین دهه در 100 سال گذشته بوده است.
- از دهه 1950، دمای حداقل درشب به دوبرابر دمای حداقل در روز افزایش یافته است.
- تعداد روزهای سرد سال، تقریباً برای تمام نواحی زمین درقرن گذشته كاهش یافته است.
- نزولات جوی درنیمكره شمالی، 5 تا 10 درصد افزایش یافته است، هرچند در نواحی خشك (به خصوص آفریقای شمالی وغربی)، این روند معكوس بوده است.
- در اثر افزایش نزولات جوی در عرصه های جغرافیایی میانی و بالا شاهد سیل وطوفان های عظیم و افزون بوده ایم.
- در قرن گذشته، سطح آب های آزاد دریاها در جهان به طور متوسط سالانه 1 الی 2 میلی متر افزایش یافته است.
- از دهه 1950 تاكنون، در تابستان یخ های دریای شمال تا 40 درصد نازك تر و 10 تا 15 درصد كم عرض تر شده اند.
- پدیده ال.نی.نو، به كرات و به طور شدیدتر و پایدارتری اتفاق افتاده است.
- فصل رویش تا حدود 1 تا 4 روز در هر دهه، در عرض 40 سال گذشته طولانی تر شده اند. - پرندگان، گیاهان، حشرات وماهیان به طرف قطب ها وعرض های بالاتر تغییر مكان داده اند. پیش بینی می شود بیش از 60 درصد افزایش مصرف انرژی پایه در جهان در دوره زمانی 2000 تا 2030 ناشی از رشد تقاضای انرژی در كشورهای در حال توسعه، به ویژه آسیا خواهد بود. طبق پیش بینی های انجام شده توسط آژانس بین المللی انرژی، براساس سناریوی ادامه روند موجود1، تقاضای جهانی برای انرژی پایه، بین سال های 2000 تا 2030 با میانگین نرخ رشد 7/1 درصد درسال به 3/15 میلیارد تن معادل نفت خواهد رسید، این امر، به معنی افزایش 67 درصدی مصرف انرژی پایه، معدل 1/6 میلیارد تن معادل نفت نسبت به سطح مصرف كنونی ظرف 30 سال آینده است.

در30 سال آینده میزان انتشار دی اكسیدكربن در اثر تولید و مصرف انرژی، با آهنگی سریع تراز رشد مصرف انرژی پایه، افزایش خواهد یافت. میزان انتشار آن بین سال های 2000 تا 2030 با رشد یكنواخت 8/1 درصد در سال، درنهایت به 38 میلیارد تن در سال خواهد رسید كه به منزله 70 درصد افزایش نسبت به میزان انتشار سالانه كنونی است. دو سوم این افزایش ناشی ازمصرف دركشورهای درحال توسعه خواهد بود و بخش تولید نیرو و حمل ونقل، بیش از 75 درصد افزایش انتشار دی اكسیدكربن را موجب خواهند شد ومكان جغرافیایی رشد انتشار دی اكسیدكربن از كشورهای صنعتی به كشورهای درحال توسعه منتقل خواهد شد.

تقسیم بندی انواع انرژی

انرژی، استعداد و توانایی انجام كار را بیان می كند، انرژی شكل های مختلفی دارد كه عبارتند از:

انرژی مكانیكی، انرژی زمین گرمایی، شیمیایی، الكتریكی، تابشی و انرژی اتمی،كه همه انواع انرژی می توانند به همدیگر تبدیل شوند. به طور كلی وبه لحاظ اقتصادی كه موضوع اصلی چگونگی استفاده از انواع انرژی می باشد، انرژی

در جهان به چهار گروه عمده زیر تقسیم می شود:

الف: انرژی های آلوده كننده وتجدید ناپذیر؛
ب: انرژی های آلوده كننده وتجدید پذیر؛
ج: انرژی های بدون آلودگی وتجدید ناپذیر؛
د: انرژی های بدون آلودگی وتجدید ناپذیر ونامحدود.

اهمیت توجه به انرژی های پاك

امروزه انرژی های نو به رغم ناشناخته ماندن، به سرعت درحال گسترش و نفوذ است و غفلت از آن، غیرقابل جبران خواهد بود، انرژی خورشیدی، بادی، آبی، بیوماس، بیوگاز وانرژی زمین گرمایی از عمده ترین منابع انرژی های پاك می باشند. وقوع سه عامل در سال 1995 میلادی، سبب ایجاد نقطه عطفی برای انرژی های تجدید پذیر، به خصوص انرژی باد شده است.

- نخست، تغییرات آب وهوایی بر اثر انباشت گازهای گلخانه ای در جو؛
- دوم، افزایش تقاضای مصرف انرژی برق در سراسر جهان؛
- سوم، گشوده شدن چشم انداز نوید بخشی در مورد انرژی های تجدید پذیر بود كه با صراحت از سوی كارشناسان اعلام شد.
باید درنظر گرفت كه درواقع، در ازاء هر كیلووات ساعت برق تولیدی از انرژی های تجدید پذیر به جای زغال سنگ از انتشار حدود یك كیلوگرم CO2 جلوگیری خواهد شد. بنابراین به عنوان نمونه، برای هر یك درصد انرژی متداول كه توسط انرژی باد جانشین شود، حدود 13 درصد انتشار گاز CO2 كاهش می یابد. همچنین، كاهش سولفور و اكسید نیترات ( عوامل باران اسیدی) یكی دیگر از منابع محیط زیستی انرژی باد است.

در ایران، وجود زمینه مناسب اقلیمی و تابش آفتاب در بیشتر مناطق و در اكثر فصول سال، همچنین وجود پستی وبلندی ها در مسیر نهرهای آب، داشتن مناطق واجد پتانسیل بالای باد و قابلیت های تولید انرژی زمین گرمایی، زمینه لازم و مناسبی را برای استفاده و گسترش انرژی های نو و پاك فراهم آورده است. در این راستا، با توجه به افزایش توان مهندسی كشور در ساخت نیروگاه های برق آبی، در سال های اخیر، امیداست استفاده از پتانسیل های برق آبی به یك اولویت در ساخت نیروگاه های جدید تبدیل شود در سال 1381، ظرفیت نیروگاه های آبی كشور به 10 درصد كل ظرفیت نصب شده، تولید برق كشور رسید.
در ضمن استفاده از انرژی های بادی و زمین گرمایی و نیز استفاده حرارتی از انرژی خورشیدی (آبگرمكن های خورشیدی) نزدیك به اقتصادی شدن است. اگر چه، نیروگاه های حرارتی خورشیدی و فتوولتائیك تا افق دو دهه آینده، اقتصادی نخواهد بود، لیكن توسعه تحقیقات و كسب فن آوری های ساخت آنها، با توجه به پتانسیل عظیم انرژی خورشیدی در ایران از اهمیت بالایی برخوردار است.

با این وجود، ایران در راه بكارگیری انرژی های نو با موانع عمده واساسی مواجه است. یكی از این موانع، وجود نفت ارزان و منابع غنی هیدروكربنی در كشور است. نبود شناخت از انرژی های نو و مجهول ماندن مزایای آن توسط مردم ومسئولان از دیگر موانع دستیابی به انرژی های نو، نبود توجیه اقتصادی، علی الخصوص در این برهه زمانی است.
انرژی های پایان پذیر و آلاینده محیط زیست نفت، گاز طبیعی، زغال سنگ و انرژی هسته ا ی، كه در حال حاضر، عمده منابع تأمین كننده انرژی در جهان هستند، همه دارای آلاینده های زیست محیطی و جبران ناپذیر در زمین و فضا، از قبیل افزایش CO2، افزایش دمای زمین، ذوب شدن یخ های قطب ها، از بین بردن لایه ازن و... هستند كه حركت دانش بشری برای تأمین انرژی جهان در آینده باید به سوی تأمین انرژی جهان از انرژی های پاك و جانشینی آن با انرژی های آلاینده باشد.

انرژی های پاك: انرژی برق آبی

در سال 2001، مصرف جهانی انرژی برق آبی به رقم 2627 تراوات ساعت رسید. در این سال، آمریكای شمالی 8/21 درصد، اروپا 9/23 درصد، كشورهای آسیا و اقیانوسیه 7/21 درصد، آمریكای جنوبی و مركزی 20 درصد، كشورهای شوروی سابق 7/5 درصد، آفریقا 1/3 درصد و خاورمیانه 3/0 درصد، مصرف انرژی برق آبی جهان را به خود اختصاص داده اند. در میان كشورهای جهان، بیشترین سهم مصرف، به كانادا، برزیل، چین و آمریكا، به ترتیب با 6/12، 3/10، 8/9 و 1/8 درصد ازمصرف جهانی تعلق داشت.

انرژی خورشیدی

حدود دو دهه پس از ورود سلول های فتوولتائیك به عرصه عمومی تولید انرژی، ارتباط تنگاتنگ سیاست و منابع انرژی موجب شد تا دیگرجایی برای بحث توجیه اقتصادی یافتن برای روی آوردن به سمت بهره گیری از انرژی خورشید و تولیدی الكتریسته نماند. در ایران، چون ایران روی كمربند خورشیدی جهان قرار گرفته است و یكی از كشورهایی است كه از تابش نور خورشید با قدرت و توان مطلوب برخوردار بوده و از مناطق بسیار مستعد برای بهره گیری از این انرژی است، به طوری كه میزان تابش متوسط روزانه آفتاب به 4 كیلووات ساعت بر متر مربع می رسد و متوسط تعداد ساعات آفتابی، از 2800 ساعت درسال بیشتر است. البته، مقادیر ذكر شده به طور متوسط بیان شده اند و در شهرهای كویری كشور همچون یزد، ساعات آفتابی به 3200 ساعت نیز می رسد. با توجه به این كه، ایران كشور كوهستانی است كه اكثر نقاط آن در ارتفاعی بالاتراز 1000 متر از سطح دریا واقع شده اند توان دریافتی از تابش نور خورشید آن بیشتر خواهد بود.

گفتنی است كه مصرف انرژی های تجدید پذیر ایران پایین بوده و از این رو، هنوزانرژی خورشیدی رسماً تجاری نشده است. مناطقی كه پتانسیل بالایی برای انرژی خورشیدی دارند؛ عبارتند از: شیراز، تهران، خراسان، یزد و سمنان. طرح های خورشیدی شامل نیروگاه دریافت كننده مركزی، سهموی خطی، سیستم فتوولتائیك و آبگرمكن های خورشیدی می باشند.

بررسی امكان استفاده از انرژی خورشیدی از دیدگاه اقتصادی

هر چند هزینه استفاده از انرژی خورشیدی بسیار بالاست، ولی امروزه در سیاست گذاری ها فقط هزینه سیستم های خورشیدی در نظر گرفته نمی شود، بلكه فواید حاصل از بكارگیری آنها، مانند كاهش آلودگی محیط زیست نیز مدنظر قرار می گیرد، با وجود تمام مسائلی كه مطرح می شود، می توان مناطقی از كشور را یافت كه استفاده از انرژی خورشیدی در آنها توجیه اقتصادی دارد. به عنوان نمونه، استفاده ازسلول های خورشیدی در مناطق دور دست رامی توان در عرض چند سال به قیمت روز رساند. با توجه به فناوری های موجود و وسعت استفاده از انرژی خورشیدی در دنیا، به نظر می آید در بخش هایی مانند گرمایش ساختمان ها، تولید آب گرم، طبخ غذا، خشك كن ها وآب شیرین كن ها، این انرژی می تواند با انرژی های رایج رقابت كند. تحقیقات انجام شده نشان می دهد كه درحال حاضر، ساخت نیروگاه های مستقل خورشیدی به صرفه نیست بلكه نیروگاه های چرخه تركیبی، همچون خورشیدی- گازی یا خورشیدی- بخاری بسیار اقتصادی خواهند بود.
یكی از موانع مهم در استفاده از انرژی های خورشیدی، سرمایه بر بردن صنایع خورشیدی است كه باید راهكارهای اساسی آن اندیشیده شوند. انواع مختلف انرژی های تجدیدپذیر بر اثر وجود آفتاب تولید شده اند. سلول های فتوولتائیكی كه تولید برق می كنند، سیستم های سهموی و برج های متمركز كننده خورشیدی، انرژی باد وانرژی زمین گرمایی همگی انرژی خود را از خورشید می گیرند، هم اكنون در كشورهای اروپایی به شدت روی انرژی خورشیدی كار می شود و استفاده از این انرژی، حرف اول زندگی بشر را در آینده خواهد زد.

انرژی باد

در چند سال گذشته، میانگین رشد سالانه انرژی باد در دنیا حدود 30 درصد گزارش شده است كه بیشترین نرخ رشد را درمیان سایر منابع انرژی در دنیا برخوردار است. كل ظرفیت برق بادی در جهان در سال 2001 به 24000 مگا وات رسید. اروپا در حال حاضر؛ بیش از 70 درصد از برق بادی جهان را تولید می كند و حدود دو سوم از ظرفیت های اضافه شده تولید در سال 2001، به كشورهای اروپایی اختصاص دارد. در حال حاضر، مزرعه های بادی در آمریكا حدود 10 میلیارد كیلو وات ساعت در سال برق تولید می كنند كه از نظر ملاحظات زیست محیطی و مبارزه با تولید گازهای گلخانه ای، این میزان انرژی باد می تواند سالانه از انتشار 5/7 میلیون تن دی اكسید كربن جلوگیری كند.
استفاده از انرژی برق در ایران در پروژه «تعیین پتانسیل باد درایران»، 26 منطقه كشور شامل 45 سایت مورد مطالعه قرار گرفت كه براساس نتایج این پروژه، ایران كشوری با باد متوسط است، ولی برخی از مناطق آن، دارای باد مناسب و مداومی برای تولید برق می باشند. توان بالقوه انرژی باد در سایت های مطالعه شده حدود 6500 مگا وات بوده و اكثر نقاط دارای پتانسیل، در مناطق شرقی كشور واقع شده اند.

در میان انواع انرژی های تجدید پذیر، انرژی باد هزینه سرمایه گذاری اولیه كمتری دارد. با بهبود فناوری، افزایش توربین ها و رفع محدودیت ها، كاهش چشمگیری در این هزینه متصور است. در حال حاضر، برق تولیدی از سوخت های فسیلی، ارزان تر از برق تولیدی از توربین های بادی است. كه هزینه بهره برداری از انرژی باد حدود 85 درصد در طول 20 سال گذشته كاهش نشان می دهد.

انرژی زمین گرمایی (ژئوترمال)

انرژی زمین گرمایی، از حرارت حاصل از تجزیه مواد رادیواكتیو، هسته مذاب كره زمین، كوه زایی و واكنش های درون زمین سرچشمه می گیرد. تقریباً در همه جا، در قسمت های كم عمق زمین و یا در 10 فوت بالاتر از سطح زمین درجه حرارت تقریباً یكنواخت باقی می ماند و بین 50 تا 60 درجه فارنهایت (10 تا 16 درجه سانتیگراد) می باشد. چشمه های آب گرم، نمونه هایی از انرژی زمین گرمایی هستند، آب توسط سنگ های زیرزمین گرم می شوند و سپس در سطح زمین جریان می یابند. حدود بیست كشور از این انرژی برای گرم كردن خانه ها، آب و یا برای تولید الكتریسیته استفاده می كنند در حال حاضر بازده كلی این سیستم كمتراز یك درصد از انرژی مورد نیاز جهان است.
درسال 2000 حجم تولید برق و حرارت از انرژی زمین گرمایی در جهان 65/49261 گیگاوات ساعت برق بوده است.

انرژی زیست توده

گونه های مختلفی از انرژی، سوخت های منابع جامد وگازی، حرارت، موادشیمیایی و دیگر مواد را می توان به وسیله فناوری های بیو انرژی، از منابع گیاهی- جانوری تجدیدپذیر به دست آورد. تحقیقات وگسترش فناوری های این نوع سوخت در سه حوزه اصلی صورت می پذیرد: تولید سوخت، پیدا كردن كاربردهای آن، ایجاد كردن زیرساخت های مناسب توزیع زیست توده، چهارمین منبع بزرگ انرژی در جهان بوده و حدود 14 درصد انرژی جهان را فراهم می كند و زیست توده یا بیوماس، اصطلاحی است كه برای توصیف یك رشته از محصولاتی كه از فرآیند نورساخت(فتوسنتز) به دست می آید، به كار می رود. كاربرد اقتصادی بسیار رایج انرژی زیست توده، استفاده از مواردی است كه برای منظورهای دیگر جمع آوری شده اند، نظیر پس مانده های حاصل از كشاورزی، غذا و ضایعات شهری.

انرژی های دریایی

دریاها با فرآیندهای مختلف فیزیكی، انرژی را دریافت و ذخیره نموده وسپس آن را از دست می دهند. این انرژی به صورت موج، جزر ومد، اختلاف درجه حرارت و اختلاف غلظت نمك دراعماق مختلف آب دریا وجود دارد كه می توان از هر یك از آنها بهره برداری كرد. انرژی امواج دریا عبارت است از: انرژی مكانیكی منتقل شده از باد كه امواجی با پریود كوتاه، آن را به صورت انرژی پتانسیل و جنبشی در خود ذخیره می كنند. انرژی موج حاصله در مناطق ساحلی در حدود 2 تا 3 میلیون مگاوات برآورد می شود.
نوع دیگر انرژی جزر و مد كه در اثر حركت دورانی زمین و جاذبه ماه و خورشید به صورت امواج با پریود بلند ذخیره می شوند كه با ساخت یك سد در دهانه منطقه جزر ومد می توان از آن استفاده كرد. كه بزرگ ترین سایت جزر ومد كنونی در جهان یك ایستگاه تولید نیروی برق در فرانسه است كه 240 مگا وات انرژی الكتریسته تولید می كند. دیگر انرژی ذخیره شده در آب های گرم سطحی كه به خاطر وجود آب های عمیق وسرد اقیانوس ها قابل استفاده است و تحت عنوان انرژی حرارتی دریاها مورد بحث قرار می گیرند سیستم هایOTEC1 این انرژی گرمایی را به انرژی الكتریسیته تبدیل می كنند كه گاهی دراین فرآیند آب شیرین نیز تولید می شود. این نیروگاه ها برای تولید بار پایه بسیار مناسب هستند. درنهایت، انرژی موجود در اختلاف شوری بین آب های شیرین رود ها وآب شور دریاها، انرژی گرادیان نمك می باشد.

هیدروژن و پیل سوختی

هیدروژن عمده ترین گزینه مطرح به عنوان حامل جدید انرژی است. فراوانی، سهولت تولید از آب، مصرف تقریباً منحصربه فرد و سودمندی زیست محیطی ذاتی هیدروژن، از جمله ویژگی هایی است كه آن را از دیگر گزینه های مطرح، متمایز می كند.
استفاده از پیل های سوختی (Fuel Cell)، جهت تأمین هم زمان الكتریسیته و حرارت به روش الكتروشیمیایی است. در این روش، كه به عبارتی می توان آن را عمل الكترولیز معكوس قلمداد كرد، انرژی شیمیایی ذخیره شده در سوخت های فسیلی، بدون احتراق استخراج می شوند. این سیستم ها در مقایسه با سایر روش ها، از كارآیی زیادی برخوردار هستند و آلودگی كمی تولید می كنند. پیل های سوختی، راه حل مناسبی برای مشكلات مختلف مربوط به انرژی هستند. هیدروژن را می توان با استفاده از انواع منابع انرژی اولیه تولید كرد و درتمام موارد و كاربردهای سوخت های فسیلی مورد استفاده قرار داد. هیدروژن، به ویژه، منابع تجدیدپذیر انرژی را تكمیل می كند و آنها را در هرمحل و هر زمان به صورتی مناسب در دسترس قرار داده و در اختیار مصرف كننده می گذارد. هیدروژن در مقایسه با سوخت های دیگر می تواند با راندمان بالاتر و احتراق بسیار نیز، به سایر اشكال انرژی تبدیل شود.

سیستم انرژی هیدروژنی به دلیل استقلال از منابع اولیه انرژی، سیستمی دایمی و پایدار، فنا ناپذیر، فراگیر و تجدیدپذیر است. ازاین رو، پیش بینی می شود كه در آینده ای نه چندان دور، تولید و مصرف هیدروژن به عنوان حامل انرژی، برسراسر اقتصاد جهان سرایت كرده و «اقتصاد هیدروژن‌‌» تثبیت شود.

نتیجه گیری

آمارها، گویای آن است كه بزرگ ترین عامل انهدام و آلودگی محیط زیست درمیان عوامل انسان ساخت، عبارت است از تولید، تبدیل ومصرف انواع انرژی، این درحالی است كه نه تنها مصرف انرژی درجهان در سطح ثابتی باقی نخواهد ماند، بلكه پیش بینی ها، حاكی ازافزایش مصرف آن در سال های آتی ناشی از افزایش جمعیت، میل به رفاه و افزایش تولید ناخالص سرانه در جهان كه پیش بینی می شود تا سال 2020 به حدود متوسط 7000 دلار یعنی، تقریباً 75 درصد بیش از سال 1890 باشد.
پیامد مصرف این میزان انرژی، افزایش میزان انتشار دی اكسید كربن از 9/5 گیگا تن كربن در سال 1990 به 4/8 در 2020 خواهد بود. انتشار گازهای آلایندهSOX وNOX را باید به این میزان اضافه كرد. مطالعات وتجربیات نشان می دهد كه دو راه حل اصلی برای تعدیل این مشكل وجود دارد:

- افزایش بازده مصرف انرژی
- افزایش سهم انرژی های تجدید پذیر در تركیب انرژی جهان.
یادآوری این نكته بسیار مهم است كه استفاده از انرژی های تجدید پذیر در مقایسه با سوخت های فسیلی، هر چند از هزینه بهره برداری بسیار اندك برخوردار است، لكن هزینه های سرمایه گذاری بسیار بالاتر و حتی چندین برابر خواهد داشت. به عنوان نمونه، هزینه های سرمایه گذاری توربین های بادی حداقل سه برابر، نیروگاه های حرارتی خورشیدی بیش از 8 برابر وسیستم های فتوولتائیك حدود 10 برابر هزینه سرمایه گذاری توربین های گاز است. در حقیقت، همین موانع سبب شده كه سهم انرژی های نو در حال حاضر كمتر از 2 درصد و در2020 حدود 4 درصد از كل انرژی مصرفی جهان پیش بینی شود. استفاده از منابع انرژی جدید، بجای منابع فسیلی الزامی است. سیستم جدید انرژی آینده، باید متكی به تغییرات ساختاری وبنیادی باشد كه در آن، منابع انرژی بدون كربن، نظیر انرژی خورشیدی و هسته ای وكربن خنثی مانند بیوماس مورد استفاده قرار می گیرند. كه در حال حاضر به دلایل متعدد، نفوذ و توسعه انرژی های نو را بسیار كند ومحدود ساخته است.
آرشیو مطالب
نظر سنجی
بچه ها نظرتون در مورد مطالب وبلاگ چیه؟






صفحات جانبی
پیوند های روزانه
امکانات جانبی
blogskin

ابزار وبلاگ

قالب وبلاگ

دانلود آهنگ