مقاله راهکارها و راهبردهای توسعه انرژیهای تجدیدپذیر

بخشی از مقاله

چکیده

انرژیهای تجدیدپذیر شامل منابع متنوع و مختلفی بوده که از انرژیهای طبیعی و قابل دسترس به وجود می آیند با توجه به اینکه این انرژیها صورتی آرمانی ندارند اما استفاده از آنها موجب کاهش مصرف فرآورده های نفتی و اشتغال زایی شده و میزان آلایندگی محیط زیست را نیز کاهش میدهد . چشم انداز استفاده از این انرژی در کشور ما نیز همانند سایر کشورهای توسعه یافته از اهمیت قابل توجهی برخوردار بوده به گونه ای که دولت در برنامه پنجم توسعه برنامه ریزی لازم را صورت داده لذا با توجه به سیاستهای جهانی توسعه این انرژیها در کشور ما به منظور حل مشکلات و ایجاد اشتغال اجتناب ناپذیر خواهد بود بررسیهای صورت گرفته در این رابطه حاکی از این بوده که توسعه استفاده از انرژیهای نو می تواند نقش بسزایی در افزایش درجه امنیت سیستم انرژی کشور ایفا نماید.

در این مقاله ضمن معرفی نمونه های مختلف این نوع انرژی از جمله انرژی باد، انرژی خورشیدی ، انرژ ی زیست توده ، انرژی زمین گرمایی و انرژی جاذبه ماه به بررسی میزان سهم کشور از این انرژیها ، توسعه تکنولوژیهای روز انرژی تجدیدپذیر و تاثیر آن در ابعاد اقتصادی و اجتماعی ، راهکارها و راهبردها در کشور پرداخته شده که امکان دسترسی به انرژیهای متنوع در کشور را میسر می نماید. لذا براساس داده های موجود می توان ی ک چارچوب برنامه مناسب استراتژیک برای توسعه این نوع انرژیها در کشور تدوین و اقدامات موثری را صورت داد.

-1 مقدمه

با توجه به نیاز توسعه کشورها میزان به کارگیری انرژیهای تجدیدپذیر نیز در کشورهای جهان رو به افزایش بوده بطوریکه یکی از شاخصهای توسعهیافتگی مصرف انرزی محسوب میشود، برابر برنامه ریزیهای بعمل آمده این نوع انرژی روز به روز سهم بیشتری در سیستم تأمین انرژی ایجاد نموده در این زمینه در سال 2008 بیش از 120 میلیارد دلار در بخش افزایش ظرفیتها، احداث نیروگاهها و تحقیق و توسعه انرژیهای نو سرمایهگذاری شده است.

تا انتهای سال 2010، ظرفیتهای موجود در انرژیهای تجدیدپذیر 3,8 درصد در تولید الکتریسیته جهان سهم داشتهاند - این ارقام بدون در نظر گرفتن انرژی آبی می باشد، زیرا این انرژی به تنهایی 15 درصد در تولید الکتریسیته دنیا سهم دارد - ، هماکنون انرژیهای تجدیدپذیر بیش از 14 درصد از انرژی اولیه جهان را تأمین می نمایند . اما متاسفانه در کشور ما سهم چندانی نداشته که این موضوع زنگ خطری در مصرف سوختهای فسیلی برای کشور محسوب می شود .

بستر مناسب برای گسترش انرژیهای تجدیدپذیر در کلیه کشورها ، حمایت ها و سیاستگذاری دولتی خلاقانه ، وجود بسترهای مناسب جهت سرمایه گذاری وانتقال تکنولوژی به کشورهای در حال توسعه تلقی می شود . صنایع انرژی تجدیدپذیر هم اکنون در نقطه گذار قرار گرفته است و از نظر فنی ، توانایی ارائه آنها وجود داشته و از جنبه اقتصادی نیز در بسیاری از مناطق کشور ما نیز رقابت بوده لذا پس از اتمام منابع فرآورده های نفتی و معضل جهانی گرمایش زمین به پیشبرد منافع ملی کشورهای توسعه یافته کمک شایانی خواهند نمود . این صنایع می توانند سرمایه گذاری در زمینه توسعه و تکمیل تکنولوژیهای بازیافت انرژی در بازارهای هر کشوری را به بهره وری برسانند .

بنظر میرسد سه عامل عمده در گسترش کشش بازار به سوی انرژیهای تجدیدپذیر وجود دارد که نخستین آنها امنیت انرژی ملی بوده بررسیها نشان می دهد که مصرف نفت روبه افزایش بوده و به زودی از تولید بالای داخلی خواهد گذشت بطوریکه کشورهای پیشرفته را به نحو روز افزونی به بازارهای نفت وابسته خواهد نمود معهذا نتیجه این امر آسیب پذیری اقتصاد کشورهای غرب در برابر هرگونه اختلال در واردات نفت خواهد بود .

رشد سریع کشورهای در حال توسعه فشار روزافزونی بر بازارهای نفتی جهانی وارد خواهد نمود . بطوریکه با گذشت زمان شرایط بدتر و حادتر خواهد گردید لیکن انرژی تجدیدپذیر به کشورهای غربی کمک خواهد نمود که بر منابع داخلی انرژی تکیه نموده و در نتیجه موجب کاهش نیاز آن به سوختهای فسیلی و کاهش رشد مصرف شود . عامل اصلی مشکلات موجود در رابطه با انرژی تجدیدپذیر ، نگرانی در خصوص تغییرات جوی بوده انرژی تجدیدپذیر می تواند نیاز به انرژی را تامین نموده و در ضمن انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش دهد .

گازهای گلخانه ای نیز مانند دی اکسید کربن و متان بطور مرتب در لایه نازک جو زمین تراکم پیدا می نمایند و این تراکم گازها روز به روز درجه حرارت زمین را افزایش خواهد داد متاسفانه افزایش درجه حرارت نتایج منفی و بالقوه فاجعه آمیزی را به بار خواهد آورد لذا باید اقداماتی برای جلوگیری از آن بعمل آید که استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر بدون کربن یکی از این راهکارها خواهد بود . عامل سوم، بهای تمام شده و هزینه های بالای انرژیهای تجدیدپذیر بوده که در سالهای اخیر رو به کاهش نهاده و این روند در آینده نیز ادامه خواهد یافت .

متاسفانه توجه به انرژیهای نو در ایران طی چند دهه اخیر بیشتر در حد مطالعه و پیگیری فعالیتهای سایر کشورها بوده خوشبختانه در سالهای اخیر با نصب توربینهای بادی و نیروگاه خورشیدی استفاده از این نوع انرژیها بهبود یافته اگرچه هنوز پتانسیلهای بکارگیری از این نوع انرژیها در ایران کامل نشده لیکن با منطقی شدن قیمت حاملهای انرژی امکان استفاده از این انرژیها میسر خواهد شددر این زمینه لازمست برنامه مدون و استراتژیک بکارگیری روشهای مختلف انرژیهای نو با توجه به شرایط کنونی و توان بالقوه موجود بمنظور رسیدن به سهم مناسب از تامین انرژی طی تنظیم یک برنامه ریزی زمانبندی شده در دستور کار قرار گیرد در این مقاله امکان دسترسی به انرژیهای متنوع در کشور مورد پیگیری واقع خواهد شد تا بتوان بر اساس آن به یک چارچوب برنامه مناسب استراتژیک برای توسعه انرژیهای نو در کشور اقدامات موثری را صورت داد .

-2 سهم انرژیهای تجدیدپذیر در کشور

سهم انرژیهای تجدیدپذیر از کل منابع انرژی در کشورهای آسیایی بالا بوده اما سهم انرژیهای تجدیدپذیر مدرن و برق آبی از کل انرژیهای تجدیدپذیر در برخی از کشورها منجمله ایران بسیار پایین می باشد . هر چند که سهم انرژیهای تجدیدپذیر مدرن در ترکیب انرژی کشورهای در حال توسعه آسیایی رو به افزایش باشد افزایش این سهم نه تنها امنیت انرژی را بالا می برد بلکه با محیط زیست نیز سازگار بوده و به سلامتی مردم منجر می شود .

بسیاری از کشورهای آسیایی در زمینه انرژیهای تجدیدپذیر اهداف ملی را تعیین نموده اند و این اهداف به مرور زمان بازنگری و تحکیم یافته معهذا برای تحقق این اهداف ، دولتها باید برای استفاده گسترده از انرژیهای تجدیدپذیر به تدوین سیاستها و ایجاد مشوق ها اقدام نمایند در این رابطه بانکهای توسعه چند جانبه می توانند در حمایت و توسعه انرژیهای پاک و به تبع آن کاهش آلودگیهای زیست محیطی ناشی از تولید و مصرف انرژی نقش حیاتی داشته لیکن این بانکها می بایستی به تامین مالی و حمایتهای تکنولوژیکی برای شتاب بخشیدن به توسعه انرژیهای تجدیدپذیر و افزایش راندمان انرژی تاکید بیشتری نمایند . ضرورت استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر به جای سوختهای فسیلی برای آینده کشور الزامی می باشد .

نمونه های مختلف انرژی از جمله انرژی باد که توسط توربینهای بادی استحصال می گردد نیزصرفاً از ذخیره شدن انرژی خورشیدی که ظرفیتهای حرارتی ایجاد شب و روز می باشد بوجود می آید بنابراین منشاء انرژیهای تجدیدپذیر باد نیز چیزی جز خورشید نیست منشاء انرژی برقابی نیز بخارشدن آب اقیانوسها و دریاها در اثر تابش خورشید صعود بخار آب به لایه های بالای هوا و حرکت آن بهمراه هوا و نزول باران و برف به هنگام صعود هوا به ارتفاعات که انرژی پتانسیل صعود خود را از گرمای خورشید دریافت کرده اند استحصال انرژی برقی وآبی توسط زدن سدها یکی از منابع دیگر انرژیهای تجدیدپذیر محسوب می شود .

انرژی زیست توده نیز چیزی جز استحصال باقیمانده انرژی ارگانیک اولیه ذخیره شده فتوسنتزی توسط گیاهان از ضایعات موجودات و گیاهان تبدیل شده به زباله در محیط بی هوازی بصورت گاز متان نیست در زمینه انرژی هسته ای که انرژی حاصل از شکست اتمی اورانیوم می باشد یکی از نمونه های تامین انرژی می باشد باید برای بلندمدت ، تعیین اولویتها را مشخص و کلیه عوامل فنی ، اقتصادی ، اجتماعی ، زیست محیطی و سیاسی بصورت مثبت و منفی طی بررسیهای مورد لزوم در قالب مطالعات استراتژیک امکان سنجی شده و تدوین شود. بدیهی است که جایگاه منابع فسیلی و اورانیوم در رابطه با تولی دات پتروشیمی و سایر محصولات و تولید صلح آمیز هسته ای در ایران ضرورت داشته و این منابع اهمیت خود را بعنوان سوخت بتدریج و بدلایل عدیده . از جمله محدودیت منابع ، علل زیست محیطی ، سیاسی و اجتماعی و اقتصادی از دست داده و سایر نیازهای دیگر بکار گرفته خواهند شد .

-3 انرژی زمین گرمایی و کاربرد آن در مناطق مناسب

واژه زمین گرمایی یا همان ژئوترمالاز ترکیب دو کلمه یونانی ژئو به معنی زمین و ترم به معنی گرما تشکیل شده به عبارت ساده تر انرژی ژئوترمال در واقع گرمایی زا بوده که از درون لایه های زمین به بیرون از زمین هدایت می شود بخار و آب داغی که در اعماق زمین تولید می شود برای گرم کردن ساختمان ها و یا تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد. انرژی زمین گرمایی یک منبع انرژی تجدیدپذیر مناسب بوده زیرا بارش باران موجب جایگزین شدن آب شده و گرما هم نیز متناوباً در اعماق زمین تولید می شود.

انرژی زمین گرمایی در عمق 400 مایلی زیر سطح زمین تولید می شود. حرارتی که به خاطر پوسیدگی آرام ذرات رادیواکتیو در داخل زمین و در لایه سنگ ها تولید می شود از گرمای سطح خورشید بیشتر می باشد از طرفی زمین دارای لایه هایی متفاوت بوده و هسته زمین نیز دو لایه دارد یک هسته جامد داخلی و یک هسته بیرونی که از سنگ های بسیار داغ ذوب شده تشکیل شده و »ماگما« نامیده می شود. »جبه« که هسته را فراگرفته و حدود 1800 مایل ضخامت دارد.

جبه از ماگما و سنگ تشکیل شده اما پوسته خارجی ترین لایه زمین می باشد که قاره ها و سطح اقیانوس ها را تشکیل می دهد و حدود 3 تا پنج مایل در زیر اقیانوس ها و 15 تا 25 مایل در زیر قاره ها ضخامت دارد. پوسته زمین به بخش های متفاوتی تقسیم شده که به آنها »پلیت« می گویند. در اقصی نقاط جهان از طریق حفر چاه های عمیق و پمپاژ آب داغ یا بخار داخل زمین به سطح زمین، انرژی »زمین گرمایی« تولید می شود و برای گرم کردن خانه ها و تولید الکتریسیته مورد استفاده قرار می گیرد.در پاره ای موارد نیز از منافذ طبیعی می توان انرژی گرمایی تولید نمود .

-4 مکانهای مناسب انرژی زمین گرمایی

اغلب منابع » انرژی زمین گرمایی« در اعماق زمین جای داشته و نشانه مشخصی هم برای یافتن آنها در سطح زمین وجود ندارد. بعضاً انرژی زمین گرمایی به صورت آتشفشان، انتشار دود و بخار از شکاف دهانه آتشفشان، چشمه های آب گرم و آبفشان ها به سطح زمین منتقل می شود. بیشترین فعالیت های آتشفشانی در دنیا در ناحیه ای که حلقه آتش نامیده می شود به وقوع می پیوندد. بعضی از کاربردهای انرژی زمین گرمایی از دمای نزدیک سطح زمین استفاده می نمایند در حالی که برخی دیگر نیازمند حفر چاه های بسیار عمیق در زمین بوده لذا سه کاربرد اصلی انرژی زمین گرمایی شامل موارد زیر است:

- 1 سیستم های گرمازا و استفاده مستقیم از آب گرمی که در چشمه ها و مخازن آب نزدیک سطح زمین قرار دارند.

- 2تولید الکتریسیته در نیروگاه ها که نیازمند آب و یا بخاری بوده که درجه حرارت بسیار بالایی داشته باشد. نیروگاه های زمین گرمایی معمولاً در مکانی احداث می شوند که منابع انرژی زمین گرمایی در عمق یک یا دو مایلی از سطح زمین واقع شده اند.

- 3پمپ های حرارتی زمین گرمایی که از زمین محکم و سخت و حرارت آب نزدیک سطح زمین استفاده می نماید تا دمای هوا را در روی زمین کنترل نمایند.

-4-1 استفاده از انرژی زمین گرمایی

از دوران باستان، استفاده مستقیم از آب داغ به عنوان منبع انرژی مرسوم بوده رومی ها، چینی ها، از چشمه های معدنی گرم برای حمام کردن، غذا پختن و تولید گرما استفاده می نمودند. امروزه بسیاری از چشمه های آب گرم برای شست وشو مورد استفاده قرار می گیرند و بسیاری از مردم عقیده دارند که آب های گرم و غنی از مواد معدنی خاصیت شفابخش فراوانی دارند. استفاده از انرژی زمین گرمایی، گرم کردن ساختمان ها از طریق سیستم های گرمایشی در برخی از شهرهای اروپا رایج می باشد . از نمونه های دیگر استفاده مستقیم از انرژی زمین گرمایی می توان به کاشت محصولات، خشک کردن الوارها، میوه ها و سبزی ها اشاره نمود.

نیروگاه های زمین گرمایی از منابع آب گرم استفاده نموده لذا این نیروگاه ها نیاز به منابعی دارند که دمای بالایی داشته باشند 300 - تا 700 درجه فارنهایت - . که برای دسترسی به این منابع می توان چاه های عمیق حفر کرد و بخار یا آب داغ را به سطح زمین آورد. غالباً چاه های نیروگاه های زمین گرمایی یک تا دو مایل عمق دارند. امریکا بیش از تمام کشورها از انرژی زمین گرمایی برق تولید می کند اما تمام برقی که از این طریق تولید می شود بخش بسیار اندکی از کل الکتریسیته تولیدی در این کشور می باشد در حالی که دمای هوا روی زمین هر فصل و حتی هر روز متفاوت بوده ، دمای 10 فوت بالایی سطح زمین معمولاً بین 50 تا 60 درجه فارنهایت می باشد در برخی از مناطق دمای خاک معمول در زمستان از هوا گرمتر و در تابستان سردتر بوده معهذا پمپ های زمین گرمایی برای سرمایش و گرمایش ساختمان ها از دمای ثابت زمین استفاده می کنند.

اصولاً در زمستان گرما را از زمین به ساختمان ها منتقل شده و در تابستان درست برعکس این کار را صورت می گیرد پمپ های حرارتی زمین گرمایی باصرفه ترین، پربازده ترین و سازگارترین سیستم ها با محیط زیست بوده که برای کنترل دمای هوا مورد استفاده قرار می گیرند. لذا لازمست با شناسائی اینگونه مکانها استفاده از انرژی فوق را در کشور رایج نموده اگرچه اغلب واحدهای مسکونی هنوز از سیستم های گرمایش و هواسازهای سنتی استفاده می نمایند، پمپ های حرارتی زمین گرمایی هر روزه بیشتر مورد استقبال قرار می گیرند. در سال های اخیر برای ترغیب صنایع به استفاده از پمپ های حرارتی انرژی گرمایی اقدامات مناسبی صورت پذیرفته تاثیرات محیط زیستی انرژی زمین گرمایی به نحوه استفاده از این انرژی مرتبط می شود.

استفاده مستقیم و نیز کاربردهای حرارتی از این انرژی غالباً هیچ گونه تاثیر منفی نداشته نیروگاه های زمین گرمایی برای تولید الکتریسیته هیچ گونه سوختی را مصرف نمی نمایند بنابراین سطح گازهای منتشره از این نیروگاه ها بسیار پائین بوده و تقریباً کمتر از یک درصد از دی اکسید کربنی که از نیروگاه های سوخت فسیلی متصاعد می شود را تولید می نمایند. لذا با توجه به کاهش سفره های زیرزمینی منابع انرژیهای فسیلی لازمست مسئولین کشور به دنبال شناسائی مکانهایی در کشور جهت بکارگیری و استفاده از این تکنولوژی ها بوده و آن را ترویج دهند . انرژی زمین گرمائی در نواحی آتش نشانی ایران مانند منطقه سبلان در استان اردبیل و سایر نواحی که لایه های ماگما به سطح زمین نزدیک است در صورت فراهم بودن برخی از شرایط قابل دسترسی می باشد .

-5 تولید انرژی پاک بااستفاده از جاذبه ماه

کره ماه نیز یکی از منابع انرژی تجدیدپذیر قابل توجه بوده لیکن کمتر از انرژی خورشیدی به آن توجه شده معهذا سابقه بهره برداری از انرژی ماه به اوایل قرن دوازدهم میلادی رسیده که کشورهای انگلستان ، فرانسه و اسپانیا نیز در این زمینه پیشرو می باشند . جاذبه ماه به عنوان منبع انرژی قابل استفاده این ستاره نورانی بوده که جزر و مد را پدید می آورد ماه موجب حرکت آب و تولید انرژی می شود.