هدایت هوشمندانه انرژی

وابستگی به منابع نفتی رو به اتمام و سوخت های فسیلی علاوه بر آثار منفی روی محیط زیست در آینده یی نه چندان دور روی اقتصاد تاثیر مستقیمی خواهد گذاشت. استفاده از منابع جایگزین انرژی از راه حل هایی است که کشورهای بسیاری استفاده از آن را آغاز کرده اند.
در حالی که حرکت گسترده کشورهای جهان به سوی تولید و استفاده از انرژی مشهور به انرژی سبز، پاک، قابل احیا، دوستدار محیط زیست یا انرژی آینده از سال های پیش آغاز شده است، می توان دید که ایرانیان با تکیه بر منابع نفتی و گازی توجه چندانی به همسو شدن با دیگر کشورهای جهان از خود نشان نداده اند. تصور اینکه اتمام منابع نفتی در سال۲۰۵۰ چه عواقبی دربر خواهد داشت، امری غیرقابل تصور نیست. علاوه بر این بی توجهی و نامهربانی های مکرر نسبت به منابع زیست محیطی مانند معادن، دریاها، دریاچه ها و رودها نیز امید چندانی را برای امکان استفاده از آنها به عنوان منابع حاشیه یی انرژی باقی نخواهد گذاشت. به زودی ۱۷۰ کشور جهان در اجلاس آب و هوای سازمان ملل در کپنهاگ معاهده جدیدی را جایگزین معاهده منقضی شده کیوتو خواهند ساخت.
آگاهان بر این باورند که همکاری کشورها در این اجلاس غیرقابل تصور خواهد بود. اتفاق نظری که درباره بحران زیست محیطی و انرژی بر پایه علم در میان ملت ها به وجود آمده است، جوامع بین المللی را به سمتی هدایت می کند که تا سال ۲۰۵۰ میزان انتشار گازهای دی اکسیدکربن، متان و دیگر گازهای گلخانه یی نسبت به سال ۱۹۹۰ تا ۸۰ درصد کاهش پیدا کند. چنین حجم کاهشی به معنی بازآفرینی اقتصاد جهانی انرژی خواهد بود و هر نقصی در آن می تواند منجر به فاجعه یی عظیم شود. از روش های شناخته شده برای آغاز چنین تغییری استفاده از منابع جایگزین انرژی یا منابع انرژی پاک است که در ادامه به برخی از معمول ترین آنها و میزان مورد نیاز این انرژی تا سال ۲۰۲۵ اشاره خواهد شد (ارقام اعلام شده توسط نشریه «پاپیولار ساینس» متعلق به کشور امریکا است تا متناسب با جمعیت بالا و میزان مصرف انرژی بتوان انرژی مورد نیاز کشورهای دیگر را تخمین زد).
● انرژی خورشیدی
استفاده از این انرژی با ارائه حجم گسترده و متنوع تجهیزاتی که توانایی تبدیل نور خورشید به انرژی پاک را دارند، دیگر نیازمند صفحات عظیم، سنگین وزن و پرهزینه خورشیدی نخواهد بود. ابزارهایی مانند لایه های خورشیدی و صفحات خورشیدی حرارتی در حال شتاب بخشی عظیمی به صنایع خورشیدی هستند. براساس محاسبات در حال حاضر میزان تولید انرژی خورشیدی ۴/۴۱۲ گیگاوات اعلام شده است که تا سال ۲۰۵۰ این میزان باید به دو هزار گیگاوات افزایش پیدا کند. شیوه یی مانند شیوه تمرکز حرارت خورشیدی یا CST از جمله راه حل هایی است که از بازدهی انرژی بالایی برخوردار است. در این شیوه ردیف های وسیعی از آینه ها نور خورشید را متمرکز کرده و حرارت و الکتریسیته به وجود می آورند. بسیاری بر این باورند که استفاده از این شیوه برای تولید انرژی خورشیدی تنها راهی است که می توان با استفاده از آن انرژی را در سطح تراوات تولید کرد.
● انرژی آب
انرژی هیدروالکتریکی در حال حاضر تنها هفت درصد از انرژی الکتریکی کشوری مانند امریکا را تامین می کند. تنها راه گسترش میزان تولید این انرژی بدون نیاز به احداث آب بندها و سدهای متعدد که خسارات اکولوژیکی فراوانی را در بر خواهد داشت، استفاده از منابع غیرطبیعی انرژی هیدروالکتریکی مانند انرژی امواج، رودها و جزر و مد است. در حال حاضر میزان انرژی هیدروالکتریکی تولیدشده ۳۱ گیگاوات است که تا سال ۲۰۵۰ باید این میزان به ۶۷ گیگاوات افزایش پیدا کند. این انرژی با استفاده از تجهیزاتی توربین مانند تامین می شود که انرژی موجود در جریان های آبی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. برخی از این توربین ها تنها در یک جهت و برخی از آنها توانایی حرکت در چند جهت را دارند. متخصصان معتقدند این شیوه از تولید انرژی پاک، یکی از ارزان قیمت ترین شیوه ها به شمار می رود و هزینه یی برابر چهار تا هفت سنت در هر کیلووات بر ساعت خواهد داشت.
● سوخت های زیستی
اتانول یکی از پرمصرف ترین سوخت های زیستی کنونی به شمار می رود اما تاکنون مشکل چندانی را از بحران انرژی جهان رفع نکرده است. دانشمندان در تلاشند مواد و پسماندهای فراوانی از قبیل نیشکر، خزه ها، فاضلاب و حتی پسماندهای پزشکی را به سوخت های زیستی کارآمد برای استفاده در سیستم حمل و نقل و تولید انرژی الکتریکی تبدیل کنند. میزان تولید حال حاضر سوخت های زیستی ۶۴۳ هزار بشکه در روز است که این تعداد تا سال ۲۰۵۰ باید به ۳۴ میلیون بشکه در روز ارتقا پیدا کند. یکی از بزرگ ترین منابع انرژی زیستی در ایتالیا، کانال های آبی شهر ونیز است و در حال حاضر پروژه یی ۲۷۲ میلیون دلاری در انتظار استفاده از خزه های روییده شده در این کانال هاست.
این خزه ها در رآکتور زیستی پلاستیکی هشت متری رشد داده شده و توسط دی اکسیدکربن خود گیاه بارور می شود. سپس خزه ها خشک و فشرده شده و به مایعی روغن مانند تبدیل خواهد شد که به عنوان سوخت مورد استفاده قرار خواهد گرفت. چنین پروژه یی تا سال ۲۰۱۱ قادر به تولید ۴۰ مگاوات انرژی خواهد بود که می تواند انرژی مورد نیاز بندرگاه های شهر و شبکه برق کانال های آبی شهر را تامین کند.
● انرژی باد
یکی از مهم ترین اصول دستیابی به انرژی باد، موقعیت قرارگیری توربین های بادی است. از بهترین موقعیت های قرارگیری این توربین ها سطح دریاها اعلام شده است که علاوه بر استفاده از شدت بیشتر جریان باد، مزاحمت برای ساکنانی را که به دیدن مزارع بادی در برابر محل سکونت خود علاقه یی ندارند، برطرف می سازد. میزان تولید انرژی بادی برای برابری با نیازهای انرژی انسان از ۹۴ گیگاوات کنونی باید به دو هزار گیگاوات در سال ۲۰۵۰ برسد.
در حال حاضر مزارع بادی سواحل اقیانوس اطلس سالانه توانایی تولید ۹۰۰ گیگاوات انرژی را دارند اما به دلیل عمق بالای آب امکان اتصال توربین های بادی به بستر دریا در آب های این سواحل وجود ندارد. با این حال پروژه یی در کشور نروژ در حال شکل گیری است که طی آن توربین ها روی سطحی شناور روی آب دریا قرار خواهند گرفت و نیازی به اتصال مستقیم به بستر دریا را نخواهند داشت. در عوض این صفحات شناور با کمک سه کابل به بستر دریا اتصال یافته و احتمال واژگون شدن توربین ها تحت تاثیر امواج قدرتمند را از بین خواهد برد.
● انرژی هسته یی
میزان تولید انرژی هسته یی در سال جاری ۳۷۲ گیگاوات اعلام شده است که این میزان باید تا سال ۲۰۵۰ به ۷۰۰ گیگاوات برسد. در میان تمامی منابع انرژی بدون کربن، انرژی هسته یی تنها منبعی است که در سطحی گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. این انرژی در حال حاضر ۲۱ درصد از نیازهای انرژی الکتریکی ایالات متحده را پوشش می دهد که در عین حال نگرانی مردم را نیز برمی انگیزد. فاجعه چرنوبیل، استفاده از مواد هسته یی، زباله های رادیواکتیو که تا هزاران سال اثر مرگبار خود را از دست نمی دهند همه به این مفهوم هستند که قبل از گسترش این انرژی به منظور مقابله با گازهای گلخانه یی، ابتدا باید رآکتوری ساخته شود که احتمال بروز هر نوع خطر ناشی از شکافتن هسته اتم را به صفر برساند.
● انرژی زمین گرمایی
کشورهایی مانند ایسلند که از نظر زمین شناسی فعال به شمار می روند، توانایی بیشتری برای استفاده از انرژی زمین گرمایی برای تامین نیازهای انرژی خود خواهند داشت. دیگر کشورها که چنین توانایی ندارند، می توانند از گسترش این انرژی در جهان استفاده کنند. تخمین ها نشان می دهد در حال حاضر میزان تولید این انرژی ۱۰ گیگاوات است و تا سال ۲۰۵۰ این میزان باید تا ۷۰۰ گیگاوات افزایش یابد.
● نسل جدید شبکه الکتریکی
حتی در صورتی که از تمامی منابع انرژی پاک جهان استفاده شود قدمی حیاتی باقی خواهد ماند که طی آن شبکه الکتریکی جهان باید بازسازی شود. شبکه الکتریکی امریکا یکی از پیچیده ترین و بزرگ ترین سیستم های الکتریکی در جهان است که در عین حال فرسوده و قدیمی شده و سالانه هزینه یی برابر ۱۵۰ میلیارد دلار را بر دوش دولت این کشور می گذارد. ایده ساخت شبکه یی هوشمند که بتواند هوشمندانه جریان برق را هدایت کند، در حال پیوستن به واقعیت است.
در واقع شبکه های الکتریکی کشورها نیازمند ترمیم و بهبودی عظیم هستند تا توانایی انطباق با منابع متعدد انرژی پاک را که عملکرد آنها ارتباط مستقیمی با شرایط زیست محیطی دارد، به دست آورند. شبکه هوشمند الکتریسیته می تواند اوج مصرف را در طول روز تعیین کرده و خود را با منابع مختلف انرژی و نیاز کاربران انطباق دهد. چنین شبکه یی از حسگرها و رایانه های متعددی تشکیل خواهد شد که مصرف کنندگان در این شبکه به راحتی قادر به کنترل میزان مصرف خود خواهند بود. در این صورت علاوه بر کنترل و کاهش میزان مصرف، مقادیر زیادی از انرژی الکتریکی در انواع باتری های خانگی و صنعتی ذخیره خواهد شد تا از هدر رفتن انرژی باارزش جلوگیری شود.

منبع : روزنامه اعتماد