انرژی های تجدیدپذیر

انرژی های تجدید پذیر انرژی هایی هستند که از منابع تجدید پذیر نشات میگیرند؛ یعنی از منابعی که پس از مصرف، در زمانی به مقیاس عمر انسان و به راحتی جایگزین می شوند.
منابع فسیلی مصداق بارز سوخت های غیر تجدید پذیر هستند چرا که سوختی که ما در عرض چند ساعت استفاده میکنیم چند میلیون سال طول میکشد تا دوباره جایگزین شود! سوخت های وابسته به منابع فسیلی نه تنها عامل تخریب و آسیب رسانی به محیط زیست هستند، بلکه به دلیل محدود بودنشان قابل تکیه نیستند. بر خلاف آن منابع انرژی های تجدیدپذیر محدود نیستند و در سراسر سیاره ما به مقدار بی انتهایی یافت می شوند.
استفاده از آنها معمولا تولید آلودگی نمی کند و به دلیل گسترش این تکنولوژی در ابعاد جهانی هزینه آن روز به روز در حال کاهش است. همین امر باعث شده است تا گام برداشتن به سمت توسعه پایدار برای کشورها بدون نیاز به دریافت کمک های خارجی میسر شود. انرژی های تجدیدپذیر را می توان به پنج دسته اصلی تقسیم کرد:

انرژی خورشیدی (Solar Energy)
انرژی بادی (Wind Energy)
انرژی زمین گرمایی (Geothermal Energy)
انرژی زیست توده (Biomass Energy)
انرژی هیدروالکتریک (Hydroelectric Energy)

فناوری های انرژی پاک برای استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی به وجود آمده اند. طبق مستندات تاریخی انسان از دیرباز از باد و آب و چوب برای تولید انرژی مورد نیاز خود استفاده می کرده. اما در گذر زمان با آغاز انقلاب صنعتی و برای رفع نیازهای اقتصادی رو به رشد جهان، بشر اقدام به استفاده از زغال و نفت و گاز و در نهایت انرژی هسته ای کرد. بدون اینکه به عواقب این کار فکر کند. طبق جدیدترین بررسی های انجام شده هم اکنون 85 درصد از سوخت دنیا از منابع فسیلی تامین می شود!
جالب است که برای طی کردن مسیر توسعه پایدار و ساختن محیط زیست سالم باید به عقب برگردیم و همچون نیاکانمان از منابع پاک و تجدیدپذیر استفاده کنیم. البته این روند نه تنها یک عقبگرد یا پسرفت محسوب نمی شود، بلکه تصمیمی بنیادین و ماندگار است.

چرا که این انرژی هیچ وقت به پایان نمیرسد. انرژی موجود در تابش خورشید ده هزار بار بیشتر از انرژی مصرفی سالانه تمام انسانهاست.

این بدان معناست که اگر بتوانیم تنها یک صدم از این انرژی را در اختیار خود بگیریم دیگر تا ابد به هیچ منبع انرژی دیگری نیاز پیدا نخواهیم کرد. منابع تجدیدپذیر دیگر نیز به همین نسبت قابل دسترسی و ارزشمند هستند. خوشبختانه با پیشرفت دانش بشر امکان استفاده از تکنولوژی انرژی پاک روز به روز راحت تر و ارزان تر می شود.
توسط انرژی بادی می توان به راحتی برق مصرفی تمام مناطق بادخیز و حتی همسایگان آنها را فراهم کرد. پژوهشگران
امریکایی برآورد کرده اند توسط زمین های در اختیار دوازده ایالات غربی می توان نیروی برق مورد نیاز آنها همه ی کشور را توسط توربین های بادی تامین کرد.
انسان راه های مختلفی برای جذب انرژی از منابع تجدید پذیر اختراع کرده است که در ادامه با برخی از انواع رایج آنها آشنا می شویم.

انرژی خورشیدی (Solar Energy)

انرژی خورشیدی به دو صورت فعال (Active) یا غیرفعال (Passive) توسط ما قابل استخراج است.

جذب پرتوهای خورشید در روش دریافت انرژی خورشیدی “فعال” توسط فناوری خاصی صورت می پذیرد. این فناوریها به سه نوع اصلی تقسیم می شوند. یکم تجهیزات سلول های فتوولتائیک (که سلول های PV یا سلول های خورشیدی نیز نامیده می شوند) و دوم گرمایش مستقیم با انرژی خورشید و سوم روش متمرکز است است.

فناوری‌های دسته اول از نور خورشید برای تولید الکتریسیته استفاده می‌کنند که ما از آن برای روشن کردن چراغ‌ها، سیستم‌های گرمایشی، رایانه‌ها، تلویزیون‌ها یا هر ابزار برقی دیگر استفاده می‌کنیم.

فناوری دسته دوم گرمای خورشید را توسط یک واسط جذب کرده و مستقیما به آب یا هوای مورد نظر منتقل میکند.

فناوری دسته سوم با استفاده از آینه انرژی پرتوهای خورشید را در سطحی کوچک متمرکز میکند تا هر کدام از دو روش قبلی کارآمد تر عمل کند.

در دریافت انرژی خورشیدی به روش “غیرفعال” از هیچ تجهیزاتی استفاده نمی شود. در عوض، از طریق در نظر گرفتن تغییر طبیعی نور، میزان و زاویه تابش خورشید در طراحی به بهترین نحو استفاده میشود. به عنوان مثال، می توانیم در مناطق سردسیر خانه هایی بسازیم که پنجره هایشان به سمت مسیر حرکت و تابش خورشید طراحی شده باشد. این بدان معنی است که با استفاده از اثر گلخانه ای، خانه گرمای بیشتری از انرژی خورشیدی دریافت می کند، بنابراین برای گرم کردن خانه انرژی کمتری از منابع دیگر مصرف می شود.

با این حال، بنا به دلایلی نمی توان از انرژی خورشیدی به عنوان تنها منبع انرژی در یک سرزمین استفاده کرد. نصب
سلول های PV یا طراحی و ساخت ساختمان با استفاده از فناوری خورشیدی غیرفعال می تواند پرهزینه باشد و در عین حال زمین بر اساس موقعیت جغرافیایی، مقادیر متفاوتی از نور خورشید را دریافت می کنند. در نهایت باید بپذیریم که موانع بسیاری هم سر راه وجود دارد. مثلا پیش بینی آفتاب نیز می تواند چالش برانگیز و غیر قابل پیش بینی باشد. ابرها می توانند آن را مسدود کنند، ضمنا خورشید در شب نمی تابد و برای استفاده ی پیوسته از انرژی خورشید در تمام طول روز باید از باتری های قوی استفاده کنیم که در حال حاضر از چالش های بزرگ بشر است. چرا که اکثر باتری هایی که توانستند به تولید انبوه برسند از فلزات سنگین و مواد بسیار مضر برای محیط زیست ساخته شده اند.

انرژی باد (Wind Energy)

انسان سال های طولانی است که از انرژی باد استفاده می کند. حدود پنج هزار سال پیش، مصریان باستان قایق هایی می ساختند که با نیروی باد حرکت می کرد. حدود 200 سال قبل از میلاد، مردم ایران از آسیاب های بادی برای آسیاب غلات و در چین برای پمپاژ آب استفاده می کردند.

امروز، ما انرژی باد را با توربین های بادی به انرژی الکتریکی تبدیل می کنیم. توربین بادی بسیار شبیه به آسیاب بادی
است. یک برج بسیار بلند که دو یا سه تیغه پروانه مانند در بالا دارد. این تیغه ها توسط باد چرخانده می شوند. تیغه ها
یک ژنراتور (واقع در داخل برج) را می چرخانند و در نتیجه برق تولید می شود.

به گروهی از توربین های بادی مزرعه بادی می گویند. مزارع بادی را می‌توان در نزدیکی زمین‌های کشاورزی، در
گردنه‌های باریک کوهستانی و حتی در اقیانوس، جایی که بادهای تندتر و قوی‌تر می‌وزد، یافت. مزارع بادی برق را برای خانه ها، مدارس و سایر ساختمان های مجاور ایجاد می کنند.

یکی از مزایای اصلی نیروی باد این است که یک شکل “پاک” انرژی است. توربین های بادی هیچ سوختی نمی
سوزانند و هیچ آلاینده ای در هوا منتشر نمی کنند. با این حال، باد همیشه منبع انرژی ثابتی نیست. سرعت باد بسته به زمان روز، آب و هوا و موقعیت جغرافیایی به طور مداوم تغییر می کند. در حال حاضر، نمی توان از آن برای تامین الکتریسیته برای تمام نیازهای برق ما استفاده کرد.

توربین های بادی می توانند برای خفاش ها و پرندگان نیز خطرناک باشند. این حیوانات همیشه نمی توانند درباره سرعت
حرکت تیغه ها و برخورد با آنها محاسباتشان را به درستی انجام دهند. حتی در برخی موارد صدای بعضی از این توربین
ها برای برخی از جانوران آزاردهنده است. در مجموع این انرژی پاک هم در حال حاضر نمی تواند یک منبع صد درصدی برای تمام نیازهای ما باشد.

انرژی زمین گرمایی (Geothermal Energy)

در اعماق زیر سطح زمین، هسته زمین قرار دارد. مرکز زمین بسیار داغ است، بیش از 6000 درجه سانتیگراد. گرما
دائما به سمت سطح زمین در حرکت است. انرژی زمین گرمایی می تواند سنگ های زیرزمینی را ذوب کرده و آنها را به صورت گدازه به سطح زمین برساند. انرژی زمین گرمایی همچنین می تواند منابع زیرزمینی آب را گرم کرده و آن را وادار به خروج از سطح کند.
این جریان آب را آبفشان می نامند. با این حال، بیشتر گرمای زمین در زیر زمین می ماند و راه خود را بسیار بسیار
آهسته پیدا می کند. ما می توانیم به روش های مختلف به گرمای زمین گرمایی زیرزمینی دسترسی پیدا کنیم. یکی از راه
های استفاده از انرژی زمین گرمایی، «پمپ های حرارتی زمین گرمایی» است. توسط لوله‌ای از آب بین یک ساختمان و حفره‌هایی که در اعماق زمین حفر شده است، آب توسط انرژی زمین گرمایی زیر زمین گرم می شود و گرمای بالای
اعماق زمین را به ساختمان می آورد. از پمپ های حرارتی زمین گرمایی می توان برای گرم کردن خانه ها، پیاده روها
و حتی پارکینگ ها استفاده کرد.

روش دیگر استفاده از انرژی زمین گرمایی، بخار است. در برخی از مناطق جهان، بخار زیرزمینی حاصل از تبخیر آب
زیرزمینی وجود دارد که به طور طبیعی به سطح می آید. بخار را می توان مستقیماً به نیروگاه انتقال داد. هنگامی که بخار
به سطح می آید، برای چرخاندن یک ژنراتور و ایجاد برق استفاده می شود. در ایسلند، مخازن بزرگی از آب زیرزمینی
وجود دارد. تقریبا 90 درصد از مردم ایسلند از زمین گرمایی به عنوان منبع انرژی برای گرم کردن خانه و محل کار
خود استفاده می کنند.
یک مزیت انرژی زمین گرمایی تمیز بودن آن است. به هیچ سوختی نیاز ندارد و هیچ گونه آلاینده یا گاز سمی در هوا
منتشر نمی کند. البته انرژی زمین گرمایی فقط در نقاط خاصی از جهان در دسترس است. یکی دیگر از معایب استفاده از
انرژی زمین گرمایی این است که در مناطقی از جهان که تنها گرمای خشک در زیر زمین وجود دارد، از مقادیر زیادی
آب شیرین برای تولید بخار استفاده می شود. این در حالیست که ممکن است آب شیرین زیادی وجود نداشته باشد و مردم برای نوشیدن، آشپزی و حمام کردن به آن آب نیاز داشته باشند.

انرژی زیست توده (Biomass Energy)

گیاهان از طریق فتوسنتز از خورشید انرژی تولید می کنند. این انرژی حتی پس از مرگ گیاهان نیز در آنها ذخیره می شود. درختان، شاخه ها، تکه های پوست و کاغذ بازیافتی منابع متداول انرژی زیست توده هستند. کود، زباله و محصولات زراعی مانند ذرت، سویا و نیشکر نیز می توانند به عنوان مواد اولیه زیست توده مورد استفاده قرار گیرند. ما از زیست توده با سوزاندن آن انرژی دریافت می کنیم. خرده‌های چوب، کود دامی و زباله‌ها خشک شده و به شکل مربع‌هایی به نام بریکت فشرده می‌شوند. آنها را می توان برای ایجاد گرما یا تولید برق ذخیره کرد و سوزاند.

زیست توده همچنین می تواند به سوخت زیستی (biofuel) تبدیل شود. سوخت های زیستی با بنزین معمولی مخلوط می شوند و می توان از آنها برای تامین انرژی خودروها و کامیون ها استفاده کرد. سوخت های زیستی آلاینده های مضر
کمتری نسبت به بنزین خالص آزاد می کنند.
مزیت عمده زیست توده این است که می توان آن را ذخیره کرد و سپس در صورت نیاز از آن استفاده کرد. با این حال، کشت محصولات برای سوخت های زیستی به مقادیر زیادی زمین و آفت کش نیاز دارد. بسیاری از این آفت
کش ها می توانند هوا و آب را آلوده کنند. همچنین انرژی زیست توده همچنین می تواند یک منبع انرژی تجدید ناپذیر
باشد. انرژی زیست توده به مواد اولیه زیست توده متکی است. مواد اولیه زیست توده می تواند شامل محصولات زراعی
مانند ذرت یا سویا و همچنین چوب باشد. اگر مردم مواد اولیه زیست توده را به همان سرعتی که از آنها استفاده می کنند
دوباره کاشت نکنند، انرژی زیست توده به یک منبع انرژی تجدید ناپذیر تبدیل می شود. به همین دلیل دانشمندان در تلاشند تا راهی پیدا کنند از منابعی استفاده کنند که نیازی به کشت ندارد. مانند جلبک، فاضلاب های شهری و صنعتی و…

از طرف دیگر سوزاندن بریکت ها و یا بیوگاز که از زیست توده گرفته شده اند همچنان مقداری کربن و مواد سمی را وارد جو میکند و بر خلاف سایر انرژی های تجدید پذیر، لزوما نمیتوان به عنوان منبع انرژی کربن خنثی (بدون کربن) از آن نام برد.

انرژی هیدروالکتریک (Hydroelectric Energy)

انرژی هیدروالکتریک از جریان آب ساخته می شود. اکثر نیروگاه های برق آبی بر روی سدهای بزرگ قرار دارند که
جریان رودخانه را کنترل می کنند. سدها رودخانه را مسدود می کنند و یک دریاچه مصنوعی یا مخزن ایجاد می کنند.
مقدار کنترل شده آب از طریق تونل های سد هدایت می شود. همانطور که آب از میان تونل ها جریان می یابد، توربین
های بزرگ را می چرخاند و الکتریستیه تولید می شود.
مهار انرژی هیدروالکتریک نسبتاً ارزان است. امروزه ساختن سدها با پیچیدگی خاصی روبرو نیست. رودخانه ها در
سراسر جهان جریان دارند و منبع انرژی برای میلیون ها نفر را فراهم می کنند (تاکید می شود که صحبت از سدهای
مجاز و اصولی است).
انرژی هیدروالکتریک نیز نسبتاً قابل اعتماد است. مهندسان جریان آب را از طریق سد کنترل می کنند، بنابراین جریان به
آب و هوا (اشاره به روش انرژی های خورشیدی و باد) بستگی ندارد.

با این حال، نیروگاه های برق آبی نیز تا حدی برای محیط زیست مضر هستند. هنگامی که یک رودخانه سد می شود، دریاچه بزرگی در پشت سد ایجاد می کند. این دریاچه (که مخزن هم نامیده می شود) زیستگاه اصلی رودخانه را در اعماق آب غرق می کند. گاهی اوقات سدهایی ساختی می شود که می تواند کل شهرها را در زیر آب غرق کند. افرادی که در شهر یا روستا زندگی می کنند باید به منطقه جدیدی نقل مکان کنند. یکی دیگر از معایب نیروگاه های برق آبی این است که برای مدت طولانی کار نمی کنند. برخی از آنها فقط می توانند 20 یا 30 سال برق تامین کنند. گل و لای یا خاک از بستر رودخانه در پشت سد جمع می شود و جریان آب را کند می کند. همین امر امکان ایجاد جریان آب برای تولید الکتریسیته را مختل می کند.

در روش انرژی جزر و مدی از نیروی جزر و مد اقیانوس برای تولید برق استفاده می شود. برخی از پروژه های انرژی
جزر و مدی از جزر و مد متحرک برای چرخاندن پره های یک توربین استفاده می کنند. پروژه‌های دیگر از سدهای
کوچک برای پر کردن مستمر مخازن در هنگام جزر و رهاسازی آهسته آب (چرخاندن توربین‌ها و تولید الکتریسیته) در
هنگام جزر استفاده می‌کنند.

در روش انرژی موج، از امواج اقیانوس، دریاچه ها یا رودخانه ها استفاده می شود. برخی از پروژه‌های انرژی امواج
از تجهیزات مشابهی استفاده می‌کنند که پروژه‌های انرژی جزر و مدی انجام می‌دهند، سدها و توربین‌های ایستاده. در
سایر پروژه های انرژی، تجهیزات انرژی موج مستقیماً روی امواج شناور می شوند. حرکت مداوم آب بر روی این
قطعات شناور، توربین ها را می چرخاند و برق ایجاد می کند.

اکنون که با انواع انرژی های تجدید پذیر آشنا شدید متوجه میشوید که هر کدام از این روش ها دارای نقاط ضعف و قوت مختص به خود هستند و معایب برخی نیز مضرات قابل بحثی برای محیط زیست دارد. اصلا اینطور نیست که منابع تجدید پذیر لزوما پایدار و یا حتی کربن خنثی باشند. پس بهترین راه مقابله با معضلات محیط زیستی بهینه کردن مصرف است.

اسـپه

گروه اِسـپه به پشتوانه ی حمایت های شما همواره تلاش می کند تا سطح آگاهی و حساسیت عمومی را نسبت به موضوعات مختلف محیط زیستی افزایش دهد.