انرژی پاک؛ تاریخچه و جایگاه آن

برخی انرژی‌های پاک عبارتند از:

انرژی خورشیدی :

خورشید منبع و مبدا انرژی‌های زمین است. مهمترین استفاده از انرژی خورشیدی، تولید الکتریسته می‌باشد. این تولید الکتریسیته می‌تواند تبدیل مستقیم نور به برق باشد که فتو ولتائیک نامیده می‌شود یا از طریق گرم کردن در نیروگاه‌های خورشیدی حرارتی و به چرخش در آوردن توربین‌ها مانند نیروگاه‌های مرسوم باشد.

انرژی بادی :

با نصب توربین‌های بادی، می‌توان انرژی باد را به الکتریسیته تبدیل کرد.

انرژی زمین گرمایی :

در این روش از انرژی و حرارت زمین در لایه‌های پایین استفاده می‌شود.

انرژی برق آبی :

در این روش با استفاده از انرژی موجود در آب پشت سدها و انتقال آن به توربین، برق تولید می‌شود.

انرژی اقیانوسی یا دریایی :

در این روش از انرژی جزر و مد آب و همچنین انرژی امواج آب برای تولید الکتریسیته استفاده می‌شود.کشور‌های مختلف با توجه به پتانسیل و موقعیت جعرافیای خود از انرژی‌های پاک استفاده می‌کنند. کشور آمریکا در استفاده از انرژی بادی و کشور چین در استفاده از انرژی خورشیدی رتبه نخست در جهان را دارند.

در ایران تمایل به استفاده از انرژی‌های پاک در سال‌های اخیر افزایش پیدا کرده است به طوریکه در ۵ سال گذشته مبلغی در حدود دو نیم میلیارد دلار برای سرمایه گذاری در این بخش از منابع داخلی و خارجی صرف شده است. نیروگاه‌های خورشیدی و نیروگاه‌های بادی و همچنین انرژی برق آبی رایج ترین انرژی‌های تجدید پذیر در ایران می‌باشند.

تاریخچه و جایگا ه انرژی تجدید پذیر

تا اواسط قرن ۱۹ و قبل از توسعه استفاده از زغال سنگ، تقریبا کل انرژی مصرفی از منابع انرژی تجدید پذیر بودند. بی شک قدیمی‌ترین نوع انرژی مورد استفاده زیست توده سنتی بوده که برای روشن کردن آتش استفاده می‌شده است.

شاید دومین انرژی تجدید پذیر، انرژی باد بوده که برای به حرکت در آوردن کشتی‌ها در حدود ۷۰۰۰ سال پیش مورد استفاده قرار می‌گرفته است. البته نقش انرژی خورشید در تامین انرژی گرمایی مورد نیاز بشر را نیز نباید نادیده گرفت. اما پس از انقلاب صنعتی حضور اینگونه انرژی‌ها کمرنگ شدند. پس از جنگ جهانی دوم، دانشمندان با بررسی‌های انجام داده شده بدین نتیجه رسیدند که منابع فعلی (فسیلی) در آینده تمام می‌شوند و باید منابع انرژی جایگزین برای تامین آینده انرژی بشر در نظر گرفت. بنابراین مجدد منابع انرژی تجدید پذیر مدنظر قرار گرفتند.

در سال ۱۸۷۳، نگرانی به اتمام رسیدن زغال سنگ تحقیقات را به سمت استفاده از انرژی خورشید سوق داد. اهمیت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در سال ۱۹۱۱ در مجله آمریکایی با این تیتر بیان شد: “در آینده ای دور، سوخت‌های طبیعی (انرژی خورشید) که به فراموشی سپرده شده اند تنها وسیله باقی مانده برای حیات بشر خواهند بود”. در سال ۱۹۷۰ محققان محیط زیست استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر را هم به منظور جایگزینی برای کاهش احتمالی مخازن نفت و هم به منظور مقابله با وابستگی به نفت مد نظر قرار دادند. علاوه بر این آلودگی شدید محیط زیست بخاطر استفاده از سوخت‌های فسیلی نیز عامل دیگری برای تغییر سمت و سوی استفاده از منابع انرژی متداول فسیلی به منابع انرژی‌های تجدیدپذیر است.

جایگاه انرژی تجدیدپذیر

آمارها گویای این است که بزرگ ترین عامل انسانی در انهدام و آلودگی محیط زیست، مصرف، تولید و تبدیل انواع انرژی‌های متداول امروزی مانند سوخت‌های فسیلی است. این در حالی است که نه تنها مصرف انرژی در جهان در سطح ثابتی باقی نمانده است، بلکه در سال‌های آتی بدلیل افزایش جمعیت و به تبع آن افزایش میل به رفاه و تولید ناخالص سرانه در جهان، سبب شده تا مصرف انرژی تقریبا ۷۵ درصد بیش از سال ۱۸۹۰ شود. پیامد مصرف این میزان انرژی، افزایش میزان انتشار دی اکسید کربن شده است. علاوه بر این، انتشار گازهای آلاینده SOX و NOX را باید به این میزان اضافه کرد. مطالعات و تجربیات نشان می‌دهد که دو راه حل اصلی برای تعدیل این مشکلات وجود دارد:

افزایش بازده مصرف انرژی         

افزایش سهم انرژی‌های تجدید پذیر در ترکیب انرژی جهان        

امروزه حدود ۱۶‌% از انرژی مصرفی توسط انرژی‌های تجدیدپذیر تامین می‌گردد. ۱۰‌% از کل انرژی مورد نیاز با روش زیست توده سنتی که اساسا برای گرمایش استفاده می‌گردد تامین می‌شود. ۴/۳‌% از انرزی مور نیاز با نیروگاه‌های برق- آبی تامین می‌گردد. انرژی‌های تجدیدپذیر جدید (نیروگاه‌های آبی کوچک، زیست توده مدرن، باد، خورشید، زمین گرمایی و بیوسوخت) ۳‌% دیگر را شامل می‌شود که به سرعت نیز در حال افزایش می‌باشند. امروزه بازار جهانی انرژی‌های تجدیدپذیر به شدت در حال افزایش است. به طور مثال تولید توان بادی با نرخ سالانه ۳۰‌% در حال افزایش است و توان نصب شده بادی در دنیا در سال ۲۰۱۲ حدود ۵/۲۸۲ مگاوات بوده است.

یادآوری این نکته بسیار مهم است که استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر در مقایسه با سوخت‌های فسیلی، هر چند از هزینه بهره برداری بسیار اندک برخوردار است، اما هزینه‌های سرمایه گذاری بسیار بالاتر و حتی چندین برابر خواهند داشت و در اکثر موارد، تحقیقات بیشتری برای بهینه کردن و کاهش هزینه‌ها نیاز است.

به عنوان نمونه در مقابل هزینه‌های سرمایه گذاری نیروگاه‌های توربین گازی متداول امروزی، هزینه‌های سرمایه گذاری توربین‌های بادی حداقل ۳ برابر، نیروگاه‌های حرارتی خورشیدی بیش از ۸ برابر و سیستم‌های فتوولتائیک حدود ۱۰ برابر توربین‌های گازی متداول است. منابع تجدید پذیر انرژی تقریبا بدون آلایندگی هستند و پاک در نظر گرفته می‌شوند. اما در مورد انرژی زیست توده به عنوان یک منبع انرژی می‌بایست تولید آلایندگی داخلی آنرا در نظر گرفت. همانطور که اشاره شد علیرغم تمامی‌مزایا و محاسن مشهود برای منابع انرژی تجدید پذیر، علت عدم استقبال از این منابع، به فراوان و ارزان بودن سوخت‌های فسیلی باز می‌گردد. همانطور که بیان شد سوخت‌های فسیلی دو مشکل پایان پذیر بودن و همچنین ایجاد آلودگی زیست محیطی در هنگام استفاده را دارا می‌باشند.