طبق آمارهای به ثبت رسیده طی 30 سال گذشته احتیاجات انرژی جهان به مقدار قابل ملاحظه‌ای افزایش یافته است.
در سال ۱۹۶۰ مصرف انرژی جهان معادل Gtoe۳/۳ بوده است. در سال ۱۹۹۰ این رقم به Gtoe۸/۸ بالغ شد که دارای رشد متوسط سالانه ۳/۳ درصد است و در مجموع ۱۶۶ درصد افزایش نشان می‌دهد. در حال حاضر مصرف انرژی جهان Gtoe/Year۱۰ بوده و پیش‌بینی می‌شود این رقم در سال‌های ۲۰۱۰ و ۲۰۲۰ به ۱۲ و ۱۴ Gtoe/Year افزایش یابد. این ارقام نشان می‌دهند که میزان مصرف انرژی جهان در قرن آینده بالا است و بالطبع این سوال مهم مطرح است که آیا منابع انرژی فسیلی در قرن‌های آینده جوابگوی نیاز انرژی جهان برای بقا، توسعه و تکامل خواهند بود یا خیر؟
حداقل به دو دلیل عمده پاسخ این سوال منفی است و باید منابع جدید انرژی را جایگزین این منابع کرد. این دلایل عبارتند از:
- محدودیت و در عین حال مرغوبیت انرژی‌های فسیلی، زیرا این سوخت‌ها از نوع انرژی شیمیایی متمرکز بوده و مسلما کاربردهایی بهتر از احتراق دارند.
- مسائل و مشکلات زیست‌محیطی به طوری که امروزه حفظ سلامت لایه‌های جو به خصوص اتمسفر از مهم‌ترین پیش‌شرط‌های توسعه اقتصادی پایدار جهانی به شمار می‌آید. از این رو دهه‌های آینده به عنوان سال‌های تلاش مشترک جامعه انسانی برای کنترل انتشار اکسید کربن، کنترل محیط‌زیست و در واقع تلاش برای تداوم انسان روی کره زمین خواهد بود.
بنابراین استفاده از منابع جدید انرژی به جای منابع فسیلی الزامی است. سیستم‌های جدید انرژی در آینده باید متکی به تغییرات ساختاری و بنیادی باشد که در آن منابع انرژی بدون دی‌اکسید کربن نظیر انرژی خورشیدی و بادی و زمین گرمایی و مواد آلی خنثی مانند انرژی بیوماس مورد استفاده قرار می‌گیرند. بدون تردید انرژی تجدیدپذیر با توجه به سادگی فناوری‌شان در مقابل فناوری انرژی هسته‌ای از یک طرف و نیز به دلیل عدم ایجاد مشکلاتی نظیر زباله‌های اتمی از طرف دیگر نقش مهمی در سیستم‌های جدید انرژی در جهان ایفا می‌کنند. در هر حال باید اذعان کرد که در عمل عوامل متعددی به ویژه هزینه اولیه و قیمت تمام شده بالا، عدم سرمایه‌گذاری کافی برای بومی کردن و بهبود کارآیی تکنولوژی‌های مربوطه، به حساب نیامدن هزینه‌های خارجی در معادلات اقتصادی، نبود سیاست‌های حمایتی در سطح جهانی، منطقه‌ای و محلی، نفوذ و توسعه انرژی‌های نو را بسیار کند و محدود ساخته است. ولی پژوهشگران و صنعتگران همواره تلاش خود را جهت رفع این مشکلات مبذول می‌دارند.
به طور کلی عمده فعالیت‌های مربوط به احداث پایلوت‌های سازگار با محیط‌زیست در ایران با به کار بردن منابع انرژی‌های تجدیدپذیر و اجرای پروژه‌های مهندسی و انجام خدمات مشاوره‌ای و مدیریت بر طرح‌ها، در چند بخش ذیل متمرکز شده است که در ادامه به توضیح اجمالی هر یک پرداخته شود.
۱. انرژی برق بادی
برای جلوگیری از آلودگی محیط‌زیست در کشورهای پیشرفته نظیر آلمان، دانمارک، آمریکا، اسپانیا، انگلستان و بسیاری کشورهای دیگر، توربین‌های بادی بزرگ و کوچک ساخته شده است و برنامه‌هایی نیز جهت ادامه پژوهش‌ها و استفاده بیشتر از انرژی باد جهت تولید برق در واحدهایی با توان چند مگاواتی مورد مطالعه است.
در ایران نیز با توجه به وجود مناطق بادخیز، طراحی و ساخت آسیاب‌های بادی از ۲۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح رایج بوده و هم‌اکنون نیز بستر مناسبی جهت گسترش بهره‌برداری از توربین‌های بادی فراهم است. مولدهای برق‌بادی می‌تواند جایگزین مناسبی برای نیروگاه‌های گازی و بخاری باشند. مطالعات و محاسبات انجام شده در زمینه تخمین پتانسیل انرژی باد در ایران نشان داده‌اند که تنها در ۲۶ منطقه از کشور (شامل بیش از ۴۵ سایت مناسب) میزان ظرفیت اسمی سایت‌ها، با در نظر گرفتن یک راندمان کلی ۳۳ درصد، در حدود ۶۵۰۰ مگاوات است و این در شرایطی است که ظرفیت اسمی کل نیروگاه‌های برق کشور، (در حال حاضر) ۶۰۰۰۰ مگاوات است. در توربین‌های بادی، انرژی به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.
از مزایای استفاده از این انرژِی عدم نیاز توربین بادی به سوخت، تامین بخشی از تقاضاهای انرژی برق، تنوع بخشیدن به منابع انرژی برق، تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار انرژی، قدرت مانور زیاد در بهره‌برداری (از چند وات تا چندین مگاوات) عدم نیاز به آب و نداشتن آلودگی محیط‌زیست است. ظرفیت توربین‌های نصب شده در کل کشور از ۱۶۳ توربین بادی، ۹۲۴۷۰ کیلووات است. بیشترین تعداد و ظرفیت نصب شده توربین‌های بادی در استان گیلان، شهرستان منجیل به میزان ۶۱۱۸۰ کیلووات است. میزان تولید برق از نیروگاه‌های بادی از ۴۶۵۱۱۴۷۱ کیلووات با ۵۶ توربین ۱۶۲۹۵۵۰۰۰ کیلووات با ۱۶۰ توربین رسیده است.
۲- انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی عظیم‌ترین منبع انرژی جهان است. محدودیت‌ منابع فسیلی و پیامدهای حاصل از تغییرات زیست‌محیطی و آب و هوای جهانی، فرصت‌های مناسبی را برای رقابت انرژی خورشیدی با انرژی‌های فسیلی خصوصا در کشورهایی با پتانسیل بالای تابش ایجاد کرده است. سیستم‌های انرژی خورشید، فناوری‌های جدیدی هستند که برای تامین گرما، آب گرم، الکتریسته و حتی سرمایش منازل مسکونی، مراکز تجاری و صنعتی به کار می‌روند. فناوری‌های حرارتی خورشیدی به دو بخش نیروگاه‌های حرارتی خورشیدی و کاربردهای غیرنیروگاهی سیستم‌های خورشیدی تقسیم‌بندی می‌شوند.
در کل کشور۱۱ پروژه در حال بهره‌برداری و یا در حال اجرای مربوط به انرژی خورشیدی از طرف وزارت نیرو وجود دارد. جمع تولید برق خورشیدی کشور در سال ۱۳۸۳ معادل ۱۴۰۲۰۰ کیلووات ساعت بوده که این میزان تا پایان سال ۱۳۸۹ به ۶۷۰۰۰ کیلووات ساعت رسیده است.
۳- انرژی زمین گرمایی
انرژی زمین گرمایی انرژی حرارتی موجود در مرکز زمین است. این انرژی در امتداد مرزهای صفحات تکتونیکی در نواحی شناخته شده آتشفشانی و زلزله‌خیز که دارای شکستگی‌ها و گسل‌های فراوانی هستند، از تمرکز بیشتری برخوردار است. انرژی زمین گرمایی در واقع انرژی تجدیدپذیری است که از گرمای ماگمای داغ و تخریب مواد موجود در رادیواکتیو موجود در اعماق زمین به دست می‌آید. با قرار گرفتن لایه‌های حاوی منابع آب‌های زیرزمینی در جوار لایه‌های حاوی گذاره‌های داغ، حرارت به منبع آب زیرزمینی منتقل شده و سپس این منابع آب داغ یا از طریق گسل‌ها و شکستگی‌های فراوان و مرتبط به هم مستقیما به صورت چشمه‌های طبیعی آب یا بخار داغ و بعضا در فشارهای بالا مخازن به صورت آبفشان یا فومرول (دود خان) در سطح زمین ظاهر می‌شوند یا از طریق حفاری چاه‌های اکتشافی می‌توان به آب یا بخار داغ محصور در اعماق دسترسی پیدا کرد و از آن در تولید برق بهره‌برداری کرد. البته پس از استحصال حرارت از آب داغ، آب سرد باقی‌مانده از طریق چاه تزریقی وارد زمین شده و این چرخه مجددا تکرار می‌شود.
در حال حاضر دو پروژه زمین‌گرمایی در استان اردبیل در حال ساخت است که پروژه نیروگاه زمین‌گرمایی مشکین‌شهر تا پایان سال ۱۳۸۹، ۵۱ درصد و پروژه احداث در اردبیل ۳۲ درصد پیشرفت داشته است. ساخت این دو پروژه از سال ۱۳۸۴ آغاز شده که به علت کمبود اعتبارات موردنیاز در برنامه چهارم این پروژه تا پایان برنامه پنجم تمدید شد.
۴- بیوماس و بیوگاز
زیست‌توده ترجمه انگلیسی بیوماس است. از نظر تاریخی استفاده از انرژی زیست‌توده به ابتدایی‌ترین دوره‌های تاریخ بازمی‌گردد. از زمانی که آتش ساخته شد، انسان نخستین همواره چوب و برگ خشک درختان را به عنوان سوخت استفاده می‌کرده و این چرخه تا قرن حاضر نیز ادامه پیدا کرده است. امروزه منابع مفید و کاربردی زیست‌توده تنها به چوب و برگ خشک محدود نمی‌شود و طیف وسیعی از مواد از جمله پسماندهای جامد و مایع شهری و پسماندهای صنعتی و غیره را نیز دربرمی‌گیرد. این منبع حدود ۱۴ درصد از انرژی اولیه جهان را تامین می‌کند و در حال حاضر بیش از ۵/۱۱ درصد از انرژی اولیه جهان توسط منابع زیست‌توده تامین می‌شود. قابلیت‌های زیست‌توده تنها در تولید حرارت نیست، بلکه در تولید سرما، سوخت‌های مورد نیاز برای حمل‌ونقل و تولید انرژی الکتریکی نیز استفاده دارد.
برمبنای مطالعات انجام شده، منابع زیست‌توده حدود ۶۴ درصد از منابع اولیه انرژی‌های نو در اتحادیه اروپا را به خود اختصاص داده است و حدود ۹ درصد از انرژی الکتریکی تولیدی و ۹۸ درصد از انرژی حرارتی تولیدی از طریق منابع انرژی‌های نو، به منابع زیست‌توده متعلق است (با در نظر گرفتن منابع برقابی).
در حال حاضر کل ظرفیت اسمی نیروگاه‌های بیوگاز کشور ۱۸۶۰ کیلووات، کل ظرفیت عملی ۱۶۶۵ کیلووات و تولید ناویژه ۹۶۷/۵ گیگاوات ساعت است.
۵- پیل سوختی و هیدروژن
هیدروژن یکی از بهترین گزینه‌ها برای ایفای نقش حامل انرژی است. هیدروژن به عنوان فراوان‌ترین عنصر موجود در سطح زمین به روش‌های مختلف قابل تولید است. در یک سیستم ایده‌آل انرژی بر پایه هیدروژن، هیدروژن از الکتریسیته تولیدی منابع تجدیدپذیر نظیر باد، خورشید، زمین‌گرمایی و نظایر آن تولید شده و پس از ذخیره‌سازی و انتقال به محل‌های مصرف، کاربردهای گوناگونی از جمله در زمینه‌های تجهیزات الکترونیکی کوچک، صنعت حمل‌ونقل و صنایع نیروگاهی خواهد داشت. با این رویکرد بسیاری بر این باورند که سوخت نهایی بشر هیدروژن بوده و بشر در آینده‌ای نه چندان دور عصر هیدروژن را تجربه خواهد کرد.

نتیجه‌گیری و پیشنهاد
• روند توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر در ایران نشان می‌دهد که تا 20 سال آینده حداکثر انرژی‌های تجدیدپذیر 5 درصد نیاز کشور به انرژی برق را تامین می‌کند.
• مصوبات اخیر دولت برای توسعه انرژی‌های نو مورد توجه و اجرا قرار گیرد.
• استفاده موردی از انرژی‌های تجدیدپذیر بدون توجه به مسائل اقتصادی پیشنهاد می‌شود که از آن جمله می‌توان به مسائل زیست‌محیطی اشاره کرد.
• سهم انرژی‌های نو در سبد انرژی تعیین و برای تحقق آن برنامه‌ریزی شود.
• منابع لازم برای خرید برق از انرژی‌های نو به نحو مناسبی تحقق یابد، برای این منظور می‌توان گزینه‌هایی را مطرح کرد. نظیر: الف) اختصاص بخشی از منابع عمومی در بودجه هر سال برای تضمین خرید برق انرژی‌های تجدیدپذیر، ب) تعیین درصدی از برق مصرفی مشترکان برق (مثلا یک درصد) و محاسبه بهای آن در صورتحساب مشترک با نرخ‌های تضمینی انرژی‌های تجدیدپذیر، ج) تدوین تعرفه برق سبز و محاسبه بهای برق کلیه نهادهای دولتی با این تعرفه و تبلیغ پذیرش اختیاری آن از سوی مشترکان حامی محیط‌زیست با حمایت نهادهای غیردولتی طرفدار محیط‌زیست. واریز منابع حاصل از مصارف بالا به صورت مستقیم به حساب متمرکزی برای توسعه انرژی تجدیدپذیر.
• اختصاص بخشی از هزینه‌های احداث نیروگاه‌های تجدیدپذیر از محل کمک بلاعوض دولت و اختصاص سهم معینی جهت بررسی کاهش هزینه احداث این نیروگاه‌ها.
منبع: مرکز پژوهش‌های مجلس شورای اسلامی

انرژی‌های نو در ایران

انرژی‌های نو در ایران