هدایت هوشمندانه انرژی

وابستگي به منابع نفتي رو به اتمام و سوخت هاي فسيلي علاوه بر آثار منفي روي محيط زيست در آينده يي نه چندان دور روي اقتصاد تاثير مستقيمي خواهد گذاشت. استفاده از منابع جايگزين انرژي از راه حل هايي است که کشورهاي بسياري استفاده از آن را آغاز کرده اند. به گزارش مهر در حالي که حرکت گسترده کشورهاي جهان به سوي توليد و استفاده از انرژي مشهور به انرژي سبز، پاک، قابل احيا، دوستدار محيط زيست يا انرژي آينده از سال هاي پيش آغاز شده است، مي توان ديد که ايرانيان با تکيه بر منابع نفتي و گازي توجه چنداني به همسو شدن با ديگر کشورهاي جهان از خود نشان نداده اند. تصور اينکه اتمام منابع نفتي در سال2050 چه عواقبي دربر خواهد داشت، امري غيرقابل تصور نيست. علاوه بر اين بي توجهي و نامهرباني هاي مکرر نسبت به منابع زيست محيطي مانند معادن، درياها، درياچه ها و رودها نيز اميد چنداني را براي امکان استفاده از آنها به عنوان منابع حاشيه يي انرژي باقي نخواهد گذاشت. به زودي 170 کشور جهان در اجلاس آب و هواي سازمان ملل در کپنهاگ معاهده جديدي را جايگزين معاهده منقضي شده کيوتو خواهند ساخت. آگاهان بر اين باورند که همکاري کشورها در اين اجلاس غيرقابل تصور خواهد بود. اتفاق نظري که درباره بحران زيست محيطي و انرژي بر پايه علم در ميان ملت ها به وجود آمده است، جوامع بين المللي را به سمتي هدايت مي کند که تا سال 2050 ميزان انتشار گازهاي دي اکسيدکربن، متان و ديگر گازهاي گلخانه يي نسبت به سال 1990 تا 80 درصد کاهش پيدا کند. چنين حجم کاهشي به معني بازآفريني اقتصاد جهاني انرژي خواهد بود و هر نقصي در آن مي تواند منجر به فاجعه يي عظيم شود. از روش هاي شناخته شده براي آغاز چنين تغييري استفاده از منابع جايگزين انرژي يا منابع انرژي پاک است که در ادامه به برخي از معمول ترين آنها و ميزان مورد نياز اين انرژي تا سال 2025 اشاره خواهد شد (ارقام اعلام شده توسط نشريه «پاپيولار ساينس» متعلق به کشور امريکا است تا متناسب با جمعيت بالا و ميزان مصرف انرژي بتوان انرژي مورد نياز کشورهاي ديگر را تخمين زد).

انرژی خورشيدی

استفاده از اين انرژي با ارائه حجم گسترده و متنوع تجهيزاتي که توانايي تبديل نور خورشيد به انرژي پاک را دارند، ديگر نيازمند صفحات عظيم، سنگين وزن و پرهزينه خورشيدي نخواهد بود. ابزارهايي مانند لايه هاي خورشيدي و صفحات خورشيدي حرارتي در حال شتاب بخشي عظيمي به صنايع خورشيدي هستند. براساس محاسبات در حال حاضر ميزان توليد انرژي خورشيدي 4/412 گيگاوات اعلام شده است که تا سال 2050 اين ميزان بايد به دو هزار گيگاوات افزايش پيدا کند. شيوه يي مانند شيوه تمرکز حرارت خورشيدي يا CST از جمله راه حل هايي است که از بازدهي انرژي بالايي برخوردار است. در اين شيوه رديف هاي وسيعي از آينه ها نور خورشيد را متمرکز کرده و حرارت و الکتريسيته به وجود مي آورند. بسياري بر اين باورند که استفاده از اين شيوه براي توليد انرژي خورشيدي تنها راهي است که مي توان با استفاده از آن انرژي را در سطح تراوات توليد کرد.

انرژی آب

انرژي هيدروالکتريکي در حال حاضر تنها هفت درصد از انرژي الکتريکي کشوري مانند امريکا را تامين مي کند. تنها راه گسترش ميزان توليد اين انرژي بدون نياز به احداث آب بندها و سدهاي متعدد که خسارات اکولوژيکي فراواني را در بر خواهد داشت، استفاده از منابع غيرطبيعي انرژي هيدروالکتريکي مانند انرژي امواج، رودها و جزر و مد است. در حال حاضر ميزان انرژي هيدروالکتريکي توليدشده 31 گيگاوات است که تا سال 2050 بايد اين ميزان به 67 گيگاوات افزايش پيدا کند. اين انرژي با استفاده از تجهيزاتي توربين مانند تامين مي شود که انرژي موجود در جريان هاي آبي را به انرژي الکتريکي تبديل مي کند. برخي از اين توربين ها تنها در يک جهت و برخي از آنها توانايي حرکت در چند جهت را دارند. متخصصان معتقدند اين شيوه از توليد انرژي پاک، يکي از ارزان قيمت ترين شيوه ها به شمار مي رود و هزينه يي برابر چهار تا هفت سنت در هر کيلووات بر ساعت خواهد داشت.

سوخت های زيستی

اتانول يکي از پرمصرف ترين سوخت هاي زيستي کنوني به شمار مي رود اما تاکنون مشکل چنداني را از بحران انرژي جهان رفع نکرده است. دانشمندان در تلاشند مواد و پسماندهاي فراواني از قبيل نيشکر، خزه ها، فاضلاب و حتي پسماندهاي پزشکي را به سوخت هاي زيستي کارآمد براي استفاده در سيستم حمل و نقل و توليد انرژي الکتريکي تبديل کنند. ميزان توليد حال حاضر سوخت هاي زيستي 643 هزار بشکه در روز است که اين تعداد تا سال 2050 بايد به 34 ميليون بشکه در روز ارتقا پيدا کند. يکي از بزرگ ترين منابع انرژي زيستي در ايتاليا، کانال هاي آبي شهر ونيز است و در حال حاضر پروژه يي 272 ميليون دلاري در انتظار استفاده از خزه هاي روييده شده در اين کانال هاست. اين خزه ها در رآکتور زيستي پلاستيکي هشت متري رشد داده شده و توسط دي اکسيدکربن خود گياه بارور مي شود. سپس خزه ها خشک و فشرده شده و به مايعي روغن مانند تبديل خواهد شد که به عنوان سوخت مورد استفاده قرار خواهد گرفت. چنين پروژه يي تا سال 2011 قادر به توليد 40 مگاوات انرژي خواهد بود که مي تواند انرژي مورد نياز بندرگاه هاي شهر و شبکه برق کانال هاي آبي شهر را تامين کند.

انرژی باد

يکي از مهم ترين اصول دستيابي به انرژي باد، موقعيت قرارگيري توربين هاي بادي است. از بهترين موقعيت هاي قرارگيري اين توربين ها سطح درياها اعلام شده است که علاوه بر استفاده از شدت بيشتر جريان باد، مزاحمت براي ساکناني را که به ديدن مزارع بادي در برابر محل سکونت خود علاقه يي ندارند، برطرف مي سازد. ميزان توليد انرژي بادي براي برابري با نيازهاي انرژي انسان از 94 گيگاوات کنوني بايد به دو هزار گيگاوات در سال 2050 برسد. در حال حاضر مزارع بادي سواحل اقيانوس اطلس سالانه توانايي توليد 900 گيگاوات انرژي را دارند اما به دليل عمق بالاي آب امکان اتصال توربين هاي بادي به بستر دريا در آب هاي اين سواحل وجود ندارد. با اين حال پروژه يي در کشور نروژ در حال شکل گيري است که طي آن توربين ها روي سطحي شناور روي آب دريا قرار خواهند گرفت و نيازي به اتصال مستقيم به بستر دريا را نخواهند داشت. در عوض اين صفحات شناور با کمک سه کابل به بستر دريا اتصال يافته و احتمال واژگون شدن توربين ها تحت تاثير امواج قدرتمند را از بين خواهد برد.

انرژی هسته يی

ميزان توليد انرژي هسته يي در سال جاري 372 گيگاوات اعلام شده است که اين ميزان بايد تا سال 2050 به 700 گيگاوات برسد. در ميان تمامي منابع انرژي بدون کربن، انرژي هسته يي تنها منبعي است که در سطحي گسترده مورد استفاده قرار مي گيرد. اين انرژي در حال حاضر 21 درصد از نيازهاي انرژي الکتريکي ايالات متحده را پوشش مي دهد که در عين حال نگراني مردم را نيز برمي انگيزد. فاجعه چرنوبيل، استفاده از مواد هسته يي، زباله هاي راديواکتيو که تا هزاران سال اثر مرگبار خود را از دست نمي دهند همه به اين مفهوم هستند که قبل از گسترش اين انرژي به منظور مقابله با گازهاي گلخانه يي، ابتدا بايد رآکتوري ساخته شود که احتمال بروز هر نوع خطر ناشي از شکافتن هسته اتم را به صفر برساند.

انرژی زمين گرمايی

کشورهايي مانند ايسلند که از نظر زمين شناسي فعال به شمار مي روند، توانايي بيشتري براي استفاده از انرژي زمين گرمايي براي تامين نيازهاي انرژي خود خواهند داشت. ديگر کشورها که چنين توانايي ندارند، مي توانند از گسترش اين انرژي در جهان استفاده کنند. تخمين ها نشان مي دهد در حال حاضر ميزان توليد اين انرژي 10 گيگاوات است و تا سال 2050 اين ميزان بايد تا 700 گيگاوات افزايش يابد.

نسل جديد شبکه الکتريکی

حتي در صورتي که از تمامي منابع انرژي پاک جهان استفاده شود قدمي حياتي باقي خواهد ماند که طي آن شبکه الکتريکي جهان بايد بازسازي شود. شبکه الکتريکي امريکا يکي از پيچيده ترين و بزرگ ترين سيستم هاي الکتريکي در جهان است که در عين حال فرسوده و قديمي شده و سالانه هزينه يي برابر 150 ميليارد دلار را بر دوش دولت اين کشور مي گذارد. ايده ساخت شبکه يي هوشمند که بتواند هوشمندانه جريان برق را هدايت کند، در حال پيوستن به واقعيت است. در واقع شبکه هاي الکتريکي کشورها نيازمند ترميم و بهبودي عظيم هستند تا توانايي انطباق با منابع متعدد انرژي پاک را که عملکرد آنها ارتباط مستقيمي با شرايط زيست محيطي دارد، به دست آورند. شبکه هوشمند الکتريسيته مي تواند اوج مصرف را در طول روز تعيين کرده و خود را با منابع مختلف انرژي و نياز کاربران انطباق دهد. چنين شبکه يي از حسگرها و رايانه هاي متعددي تشکيل خواهد شد که مصرف کنندگان در اين شبکه به راحتي قادر به کنترل ميزان مصرف خود خواهند بود. در اين صورت علاوه بر کنترل و کاهش ميزان مصرف، مقادير زيادي از انرژي الکتريکي در انواع باتري هاي خانگي و صنعتي ذخيره خواهد شد تا از هدر رفتن انرژي باارزش جلوگيري شود.