بخشی از مقاله
انرژي، اقتصاد و محیط زیست (3E) با رویکرد اقتصاد سبز
چکیده
در سالهاي اخیر بحرانهاي مالی و زیستمحیطی بهویژه تغییرات اقلیم جوامع بینالمللی را با مشکلات عمدهاي مواجه ساخته است. اقتصاد سنتی با رویکردي ناپایدار، در راستاي دستیابی به سود و مصرف بیشتر حرکت میکند. در مقابل، مفهوم اقتصاد سبز تلاش می کند رشد و توسعه اقتصادي بر مبناي تمدن زیستمحیطی پایهریزي و توسعه اقتصادي و حفاظت از محیطزیست را همزمان تحقق بخشید. این مقاله به ارزیابی منابع انرژي با رویکرد اقتصاد سبز و معرفی پتانسیل هاي کشور ایران پرداخته است. تکیه بر اقتصاد سبز و بکارگیري انرژيهاي تجدیدپذیر از جمله راهکارهایی هستند که می توانند در مسیر توسعه پایدار مورد توجه جوامع جهانی و سیاستگذاران قرار گیرد.
کلمات کلیدي: انرژي، اقتصاد، محیطزیست، اقتصاد سبز، انرژيهاي تجدیدپذیر.
.1 مقدمه
از ابتداي عصر انقلاب صنعتی انسان تلاش نمود با تکیه بر انرژيهاي فسیلی در جهت رشد اقتصادي خود گام بردارد. رشد اقتصادي که با استفاده گسترده از مواد و انرژي و صدمات قابل ملاحظه به محیطزیست همراه است. در طی چهل سال گذشته نگرانیها نسبت به روند توسعه ناپایدار و تاثیرات بالقوه آن نظیر تغییرات اقلیم و استفاده بیرویه از منابع افزایش یافته است .[1] در سالهاي اخیر براي نخستین بار در طول تاریخ، بیش از %50 جمعیت جهان در مناطق شهري سکونت گزیده اند و بیش از %75 مصرف انرژي% [2] و نیز 75 انتشار کربن توسط این گروه صورت میپذیرد .[3] در ضمن استحصال انرژي از حاملهاي انرژي، کربن فسیلی که مدتها پیش از بیوسفر خارج شده بود دوباره به شکل دياکسیدکربن به جو باز میگردد
.[4] در نتیجه امروزه سطح دياکسیدکربن جو از مقدار 280 ppm در دوران پیش از انقلاب صنعتی به 395 ppm افزایش یافته است. با افزایش نگرانیها نسبت به تغییرات اقلیم و گرمایش جهانی، توجه به میزان انتشار گازهاي گلخانهاي از منابع مختلف انرژي و تلاش در جهت کنترل این انتشارها مورد توجه جدي دولتها و سازمانهاي بین المللی قرار گرفته است. بر همین اساس در طی چند سال اخیر مفهومی جدید با عنوان "اقتصاد سبز" در جریان اصلی گفتگوهاي جهانی قرار گرفته است. عبارت "اقتصاد سبز" به گونهاي از اقتصاد اشاره دارد که با تاکید بر استفاده کارآمد از منابع، در جهت کاهش اثرات منفی وارد بر طبیعت- اعم از هوا، آب، تنوع زیستی و اقلیم- تلاش میکند .[1] اقتصاد سبز در اشکال مختلف و مناطق مختلف با توجه به وضعیت اقتصادي هر منطقه ظهور میکند، به نحوي که سهامداران و افراد تاثیرگذار بر اقتصاد موضعی میتوانند از طریق اتخاذ سیاستهاي مناسب در شکلگیري این شیوه جدید اقتصادي سهیم باشند. وجود بستر مناسب از یک سو و اتخاذ سیاستهاي مالی مناسب از سوي دیگر میتوانند در تحقق این رویکرد موثر باشند .[5] در این مقاله تلاش شده است براساس مفهوم (13E)، به ارزیابی میزان مصرف انرژي و انتشار دياکسیدکربن در مقیاس منطقهاي و زمانی پرداخته شود و در پی آن هر یک از منابع انرژي، با رویکرد اقتصاد سبز، مورد بررسی قرار گیرد. مجموعه اطلاعات ارایه شده در این
زمینه میتواند مبنایی براي سیاست گذاري دولت ها، تقویت زیرساخت هاي بازار، هدایت سرمایهگذاريها و اتخاذ یارانه یا سیاستهاي تشویقی در تولید انرژيهاي پاك و محصولات کم کربن قرار گیرد.
.2 تئوري و پیشینه تحقیق
با احتمال نزدیک به یقین تنها راه مواجه با پدیده مخاطره آمیز تغییرات اقلیم، تلاش در جهت کاهش میزان انتشار کربن فسیلی در جو است. طبق گزارش سازمان جهانی انرژي [6] که در سال 2010 انتشار یافت، میزان انتشار دياکسیدکربن در بخش انرژي از سال 2007 تا 2035 با رشد متوسط سالیانه 1/3 درصد مواجه خواهد بود. هرچند این نرخ رشد در همه مناطق یکسان نیست. بهعنوان مثال چین با رشد سالانه 2/7 درصد در بالاترین پله و روسیه با رشد متوسط سالانه 0/3 درصد در پایینترین پله قرار گرفته است .[7]
براساس آخرین ارزیابی آژانس بینالمللی انرژي (IEA)، انتشارهاي دياکسیدکربن در سال 2010 به بالاترین مقدار خود در تاریخ رسیده است. در سال 2009 بهواسطه بحران مالی جهانی مقدار انتشارها نسبت به سال 2008 کاهش یافت، اما در سال 2010 با رشد پنج درصدي نسبت به سال 2008 به 30/6 گیگاتن (Gt) صعود کرد .[8] بدین ترتیب جمعیت حدود هفت میلیارد نفري جهان سالانه به میزان 30/6 میلیارد تن دياکسیدکربن، معادل 8/345 میلیارد تن کربن فسیلی در جو منتشر میکنند. لازم به ذکر است که کشورهاي مختلف از نظر سرانه انتشار کربن در وضعیت مشابهی نیستند. بهعنوان مثال در سال 2007 سرانه انتشار دياکسیدکربن در ایالات متحده آمریکا 4/4 برابر و در هندتقریباً یک چهارم مقدار متوسط جهانی گزارش شده است. کشور ایران در سال 2008 بهواسطه تولید انرژي میزان 511/2 میلیون تن دياکسیدکربن در جو منتشر نمود که از این مقدار سهم گاز طبیعی %52، نفت %47 و %1 از زغالسنگ حاصل شده بود. بدین ترتیب سرانه انتشار دياکسیدکربن در این سال معادل 7/78 تن برآورد شد .[7] شکلهاي 1 و 2 نمودار تغییرات انتشار دياکسیدکربن و سرانه انتشار ایران در طی سالهاي اخیر را نشان میدهند. در گزارش شاخصهاي توسعه انسانی (HDI)، تولید سالانه انرژي در ایران نسبت به سال 1990 با رشدي معادل %79، به 323 میلیون تن نفت رسید و ایران را در ردیف هشتمین تولیدکننده انرژي در سطح جهان قرار داد. در طی همین مدت سرانه مصرف انرژي %107 رشد را نشان میدهد، بهطوریکه نرخ مصرف حاملهاي انرژي طی سال هاي 1980 تا 2006 در جهان رشدي معادل %1/98 و در ایران %6/3، یعنی بیش از سه برابر مقدار جهانی بوده است. ادامه روند فوق در سالهاي آینده ایران و برخی دیگر از جوامع بینالمللی را با چالشهاي جدي در زمینه مصرف انرژي و انتشار گازهاي گلخانه اي روبرو خواهد کرد. بنابراین تحلیلی مناسب از وضعیت موجود و توجه به مبحث
"اقتصاد سبز" باید در سرلوحه برنامهریزيها و سرمایهگذاري دولتها قرار گیرد تا بتوان در سال هاي آتی روند مصرف انرژي و انتشار گازهاي گلخانهاي را تا حد مناسب تعدیل نمود.
بخش عمده رشد و توسعه اقتصادي هر جامعهاي مرهون مصرف انرژي آن جامعه است. تحقیقات نشان میدهد در دراز مدت رابطه منطقی میان افزایش مصرف انرژي و رشد اقتصادي وجود دارد. بر این اساس ارزیابی ارتباط میان مصرف انرژي و رشد اقتصادي در هر کشور از اهمیت زیادي برخوردار است. الگوي استفاده از انرژي در یک کشور منعکسکننده سیاستهاي انتخابی آن کشور است که میتواند تاثیر قابل ملاحظهاي بر محیطزیست و سیستم اقلیمی داشته باشد .[9]
رشد اقتصادي به تعبیري ساده عبارت است از افزایش تولید یک کشور در یک سال خاص نسبت به سال پایه و در سطح کلان افزایش تولید ناخالص ملی (GNP) یا تولید ناخالص داخلی (GDP) در سال مورد بررسی نسبت به سال پایه بیانگر رشد اقتصادي خواهد بود. همانگونه که از این مفاهیم برداشت میشود، اقتصاد سنتی در راه دستیابی به سود بالاتر و مصرف بیشتر است و با این رویکرد باعث ایجاد لطمه به منابع طبیعی و آلودگی محیط زیست میشود .[10] زیرا مصرف انرژي یک کشور، بهعنوان نمادي از رشد اقتصادي، با استفاده گسترده از سوخت هاي فسیلی همراه است.
شکل :1 نرخ انتشار دياکسیدکربن در ایران [11] شکل :2 سرانه انتشار دي اکسید کربن در ایران [11]
کلیه حاملهاي انرژي در انتشار گازهاي گلخانهاي (GHG) و پدیده تغییرات اقلیم سهیم هستند، اما از نظر میزان آلایندگی و تولید انرژي در سطوح مختلفی قرار دارند. سوختهاي فسیلی از قبیل زغالسنگ و نفت در مقایسه با منابع تجدیدپذیر به مراتب آلوده تر هستند، اما هزینههاي اقتصادي با دخالت در این امر به عنوان مانعی بر سر راه توسعه انرژي هاي پاك مداخله میکنند. مفهوم اقتصاد سبز در تلاش جهت یافتن راهی براي حل تضاد موجود میان رشد اقتصادي و لطمات زیستمحیطی است و این هدف را از طریق ارزیابی وضع موجود و یافتن راهکارهاي مناسب جهت حل این تضاد انجام میدهد. اقتصاد سبز گونه اي از اقتصاد است که در آن رشد و توسعه اقتصادي بر مبناي تعادل اکولوژیکی محیطزیست پایهریزي میشود تا با این فرض بتوان دو هدف توسعه اقتصادي و حفاظت از محیطزیست را همزمان تحقق بخشید.
بر طبق تعریف 1UNEP، اقتصاد سبز بهعنوان یکی از راهکارهاي بهبود سلامت و برابري اجتماعی مطرح است و نیز به میزان کافی خطرات زیستمحیطی و اکولوژیکی را کاهش می دهد. در این فرآیند رشد درآمدها و اشتغال زایی در بخش دولتی و خصوصی بهگونهاي صورت میپذیرد که با کاهش انتشار کربن و آلایندهها، افزایش بهره وري انرژي، استفاده بهینه از منابع، جلوگیري از تخریب محیطزیست، تنوع زیستی و اکوسیستم همراه باشد. علاوه بر این شاخصهاي عمده عملکرد اقتصادي از قبیل رشد تولید ناخالص داخلی (GDP) باید براساس میزان آلایندگی، استفاده موثر از منابع، کاهش خدمات اکوسیستم و پیامدهاي گسترده از دست رفتن سرمایههاي طبیعی تنظیم شود.
در ابتداییترین سطح، اقتصاد سبز، اقتصاد انرژي پاك است عمدتاًو شامل چهار بخش انرژيهاي تجدید پذیر، ساختمانهاي سبز و فنآوري بهرهبرداري از انرژي، زیرساخت هاي کارآمد در بخش انرژي و حمل و نقل و بازیافت و تبدیل پسماند به انرژي میشود .[12] در این میان استفاده از انرژي هاي تجدیدپذیر و فناوريهاي کم کربن بهعنوان مهمترین زیربخش اقتصاد سبز مطرح میشود. زیرا از یک سو بخش عمده انتشارها در حین تولید انرژي روي میدهد و از سوي دیگر سرمایهگذاري در این بخش منابع مالی کلانی را طلب میکند که بدون حمایت و پشتیبانی بخش دولتی امري دشوار یا غیرممکن است. هزینه تولید انرژي توسط منابع تجدیدپذیر در مقایسه با سوختهاي فسیلی به مراتب بالاتر است. در نتیجه شناخت ظرفیتهاي موجود، ارزیابی گزینه بهینه و سیاستگذاري مناسب در بخش انرژي میتواند در شتاببخشی حرکت به سمت توسعه محصولات و فرایندهاي کم کربن کمک کند. به همین منظور در این مقاله تلاش شده است منابع انرژي پاك و تجدیدپذیر در کنار سوختهاي فسیلی رایج با رویکرد اقتصاد سبز، یعنی هم از نظر اقتصادي و هم با دید زیست محیطی مورد بررسی قرار گیرند تا امکان ارزیابی و انتخاب گزینه مناسب در هر منطقه فراهم شود.
.3 مواد و روشها
در ارزیابی زیستمحیطی یک فناوري لازم است کلیه میزان انتشارها- اعم از مرحله ساخت، بهرهبرداري و جمعآوري- مورد توجه قرار گیرد. یکی از روش معمول جهت اندازهگیري میزان انتشار از حاملهاي انرژي، استفاده از ضرایبی با عنوان ضرایب انتشار (EF) میباشد .[13] استفاده از این روش با مشکلاتی همراه میباشد. بهعنوان مثال میزان انتشار هر سوخت با عواملی چون محتوي و راندمان حرارتی، نحوه عملکرد سیستم، فناوري و ترکیب شیمیایی سوخت در ارتباط است 15]، [14 و این موارد در روش فوق مدنظر قرار نمیگیرد. بر این اساس با توجه به بخشی از انتشارها که در مراحل تولید یا پس از فرآوري رخ میدهد استفاده از روشهاي ارزیابی چرخه تولید (LCA) به روش ضرایب انتشار ارجحیت دارد. در این روش در کنار مقدار انتشارهاي مستقیم، میزان انتشارهایی که در بالادست (اکتشاف، استخراج و انتقال) و پاییندست مرحله تولید (خارج از دور کردن، مدیریت پسماند، دفع) رخ میدهد نیز مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت و در نهایت مقداري به عنوان انتشارهاي تجمعی ارایه میشود که کلیه انتشارها در مراحل تولید انرژي را تحت پوشش قرار می دهد.
زغال قهوهاي:1 زغال قهوهاي شامل زغال نیمهبیتومینه و لیگنیت است و از نظر خلوص و ارزش حرارتی در مقایسه با زغالسنگ در سطح پایین تري قرار دارد. ارزش حرارتی این فراورده در محدوده 4165 تا 5700 کیلوکالري بر کیلوگرم است و در 11 کشور جهان بهواسطه ارزش حرارتی بالا جزو زغالهاي حرارتی به شمار میرود. بخش عمده انتشار گازهاي گلخانهاي این سوخت در مرحله تولید انرژي و در نیروگاه رخ میدهد. در مقایسه با زغالسنگ، بهواسطه ارزش حرارتی پایین این سوخت لازم است جرم بیشتري از آن سوزانده شود. به همین دلیل اکثر نیروگاههایی که از زغال قهوهاي استفاده میکنند در مجاورت معادن این ماده ساخته میشوند و بدون نیاز به سیستمهاي حملونقل و تنها با نوار نقاله عملیات انتقال صورت
میپذیرد که این نکته بر انرژي مورد نیاز سیستم حملونقل تاثیرگذار است .[16] بر طبق مطالعات میزان انتشار دياکسیدکربن معادل از زغال قهوهاي در محدوده 800-1700 2gCO2/kWhe قرار دارد. در حال حاضر میزان انتشار دياکسیدکربن معادل از نیروگاههاي تولید برق در محدوده 1100 تا 1700 gCO2/kWhe قرار دارد و پیشبینی میشود در سالهاي آینده (2020) این رقم به میزان 800 gCO2/kWhe کاهش یابد .[17] محدوده گسترده در میزان انتشار این
سوخت به راندمان حرارتی و نحوه عملکرد نیروگاه ها اشاره دارد، زیرا بخش عمده انتشارها در مرحله احتراق روي می دهد.
بنابراین لازم است در کاهش میزان انتشار از نیروگاههاي زغال قهوهاي عمده توجه در مرحله احتراق تمرکز یابد.
زغال سنگ: میزان تولید انرژي الکتریکی از زغالسنگ در جهان در طی 30 سال گذشته بیش از سه برابر افزایش یافته است. قیمت پایین ساخت و بهرهبرداري از نیروگاههاي زغالسنگ باعث میشود حتی سیاستهاي مربوط به گرمایش جهانی و قوانین محیطزیستی قادر به کنترل رشد مصرف این سوخت نباشند. مطالعات صورتگرفته توسط کمیسیون اروپا، دانشگاه MIT و اداره بودجه ایالات متحده نشان میدهد تولید انرژي الکتریکی از زغالسنگ در مقایسه با انرژي هسته اي و
گاز ارزانتر است. بر طبق تحقیقات آژانس بین المللی انرژي IEA انرژي الکتریکی حاصل از زغالسنگ در مقایسه با گاز و انرژي هستهاي به ترتیب %7 و %19 ارزانتر است. هزینه تولید برق از زغالسنگ در محدوده 4/8-5/5 Cents/kW.h
برآورد میشود. به استثناي ایران ایران، زغالسنگ در مقایسه با انواع حاملهاي انرژي بیشترین سهم در تولید انرژي الکتریکی در جهان را به خود اختصاص داده است (%38) و پیش بینی میشود این روند در سالهاي بعد ادامه یابد (شکل .(3
بخش اصلی انتشار در نیروگاههاي زغالسنگی در خود نیروگاه و در مرحله احتراق رخ میدهد. این میزان انتشار در محدوده 800 تا 1000 gCO2/kWhe و انتشار تجمعی استفاده از این محصول در محدوده 950-1250 gCO2/kWhe
قرار دارد. تفاوت موجود در ارقام بیانگر میزان انتشارهاي بالادست و پاییندست مرحله استحصال انرژي از زغالسنگ است که بین 50 تا 300 gCO2/kWhe عمدتاًو در مرحله معدنکاري و حملونقل روي میدهد. استفاده از فناوريهاي
پیشرفته، افزایش راندمان حرارتی و بازیابی متان می تواند میزان انتشار گازهاي گلخانهاي در این فرآیند را تا محدوده
750-850 gCO2/kWhe کاهش دهد. در گزارش ویژه IPCC درباره CCS میزان انتشار گازهاي گلخانهاي در حین
استفاده از این روش در کنار فناوريهاي مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. بر طبق این گزارش میزان انتشار در سیستم ترکیبی 1PCT-CCS در محدوده 92-145 gCO2/kWhe، سیستم ترکیبی 2IGCC-CCS، -152 gCO2/kWhe 65 و براي سیستم 3CCGT-CCS در حدود 40-66 gCO2/kWhe تخمین زده میشود .[18] براساس نوع سوخت و
فناوري مورد استفاده، فرآیند CCS انتشارها را تا حدود %80-90 کاهش میدهد.
شکل :3 تولید الکتریسته از سوختهاي مختلف در جهان [19]
نفت: نفت در بسیاري از کشورهاي جهان از جمله ایالات متحده امریکا بهعنوان شاهرگ حیات اقتصاد مطرح است.
بخش عمدهاي از نفت در بخش حملونقل و گرمایش خانگی و درصد کمی در نیروگاههاي تولید برق بکار میرود. در آمریکا بیش از %40 کل انرژي مورد نیاز و بیش از %99 سوخت مصرفی خودروها از نفت تامین می شود. یکی از مهمترین مشکلاتی که در استفاده از نفت به عنوان حامل انرژي مطرح می باشد، عدم ثبات قیمت در عرضه این ماده است. نفت خام در مقایسه با زغالسنگ و گاز طبیعی قیمت بالاتري دارد و عدم ثبات بازار باعث محدودیت استفاده از آن در صنعت تولید برق خواهد شد.
احتراق نفت جهت تولید انرژي باعث انتشار مقادیر قابلتوجهی آلاینده و گاز گلخانهاي، آلودگی آبها، تولید پسماند و
آلودگی خاك خواهد شد. از نظر تاثیرگذاري بر گرمایش جهانی میتوان نشان داد استفاده از نفت در تولید انرژي الکتریکی با انتشاري معادل 500-1200 gCO2/kWhe همراه است. در بخش احداث و راهاندازي نیروگاه میزان انتشار قابل چشمپوشی است، در حالیکه دیگر بخش هاي بالادستی از قبیل اکتشاف، استخراج، انتقال و پالایش به میزان 40-110 gCO2 /kWhe
انتشار گازهاي گلخانهاي به همراه دارد. میزان انتشار در مرحله احتراق و استحصال انرژي در حدود -800 gCO2/kWhe 700 و انتشارهاي تجمعی معادل 500-1200 gCO2/kWhe ارزیابی میشود .[17]
گاز طبیعی: گاز طبیعی مخلوطی از بخارات قابل احتراق است که از تجزیه گیاهان و جانوران در طی میلیونها سال حاصل شده است. مشابه دیگر سوخت هاي فسیلی گاز طبیعی نیز بهواسطه محدودیت عرضه در گروه سوخت هاي پایانپذیر و تجدیدناپذیر قرار دارد. در مقایسه با نیروگاه هاي زغالسنگ و هستهاي، نیروگاههاي گاز طبیعی نصب سریعتر و هزینههاي اقتصادي کمتري دارند اما بخش زیادي از هزینهها صرف خرید سوخت مورد نیاز خواهد شد. در حال حاضر %15 الکتریسته تولیدي در جهان از نیروگاههاي گازي تامین می شود. هزینه تولید هر کیلووات ساعت برق در این نیروگاه هاي بین 3/9 تا
4/4 سنت تخمین زده میشود. احتراق گاز طبیعی بسیار پاكتر از زغالسنگ و دیگر سوختهاي فسیلی است و در حال
حاضر گاز طبیعی بهواسطه کمترین تعداد کربن، سازگارترین سوخت محیطزیستی محسوب میشود. بخش عمده انتشارها از گاز طبیعی در مرحله احتراق سوخت (360-575 gCO2/kWhe) ایجاد میشود و میزان انتشارهاي بالادست و پاییندست
قابل صرفنظر است. بخش اصلی گاز طبیعی را متان تشکیل می دهد که خود به عنوان یک گاز گلخانهاي با پتانسیل بالاي گرمایش جهانی (GWP) مطرح است. پتانسیل گرمایش جهانی متان در مدت 20 سال، 56 برابر پتانسیل دياکسیدکربن
