افزایش آگاهی نسبت به محدودیت منابع طبیعی زمین، هشدارهای جهانی درباره اثرات منفی تغییرات اقلیمی و پیشرفت روزافزون فناوری، قرن ۲۱ را به عصر تحول انرژی تجدید پذیر خورشیدی، آبی، بادی و هیدروژن سبز تبدیل کرده‌است. بر اساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی (IEA)، سهم انرژی‌های تجدید پذیر در تولید برق جهانی از ۲۰ درصد در سال ۲۰۱۰ به بیش از ۳۰ درصد در سال ۲۰۲۳ رسیده‌است. این رشد چشم‌گیر، نشان‌دهنده تلاش جهانی برای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای است. برای بررسی بیشتر نقش انرژی‌های تجدیدپذیر در تحولات جهان، همراه این مقاله از «پرسال» باشید.
منظور از انرژی تجدیدپذیر چیست؟
انرژی‌های تجدیدپذیر منابع طبیعی و بی‌پایانی هستند که به دلیل قابلیت تجدید شدن به مرور زمان، به عنوان راه‌حل‌های پایدار برای تأمین انرژی مورد نیاز جهان شناخته می‌شوند. در حال حاضر این منابع شامل انرژی خورشید، انرژی باد، انرژی آب و انرژی حاصل از سوختن مواد آلی (زیست توده) هستند. استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به جای سوخت‌های فسیلی، با مزایای زیست محیطی متعددی همراه است. بهره‌مندی از این انرژی‌ها بیش از همه منجر به کاهش گازهای گلخانه‌ای و جلوگیری از افزایش گرمای جهانی می‌شود. انرژی‌های تجدیدپذیر نه تنها هیچ گاز سمی یا آلاینده‌ای منتشر نمی‌کنند، بلکه به بهبود کیفیت آب‌وهوا نیز کمک می‌کنند.
پنل‌های خورشیدی، توربین‌های بادی، الکترولایزرهای پیشرفته و … به عنوان سیستم‌های انرژی پاک و تجدیدپذیر، نقش به سزایی در کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی، جنگل‌زدایی و تخریب اکوسیستم‌های طبیعی دارند. آمارها نشان می‌دهد که استفاده از این منابع، از انتشار ۶ میلیارد تن گاز CO2 (دی اکسید کربن) در سال ۲۰۲۳ جلوگیری کرده‌است. صنعت انرژی‌های تجدیدپذیر نه تنها منجر به حفظ محیط زیست و بهبود کیفی آب‌وهوای جهان می‌شود، بلکه از نظر اقتصادی نیز بسیار حائز اهمیت بوده و هزینه‌های واردات نفت، گاز و زغال سنگ را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
معرفی انواع انرژی‌های تجدیدپذیر
همانطور که قبلا هم اشاره کردیم، انرژی‌های تجدید پذیر گذار از سوخت‌های فسیلی به سمت سیستم‌های پایدار انرژی در قرن حاضر را تسهیل و پایه‌ریزی کردند. این انرژی‌ها انواع متعددی دارند که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم:
۱.انرژی خورشیدی Solar Energy))
انرژی خورشیدی، به نیروی امواج نورانی خورشید اشاره می‌کند که با استفاده از فناوری‌های روز مانند پنل خورشیدی، به گرما و انرژی الکتریکی تبدیل می‌شوند. این انرژی جزو پاک‌ترین و پایدارترین منابع تجدیدپذیر جهان است که نقش کلیدی در کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و مقابله با تغییرات اقلیمی دارد. انرژی خورشیدی به دو دسته کلی؛ انرژی فتوولتائیک و انرژی حرارتی تقسیم می‌شود. پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک برپایه اثر فتوولتائیک عمل می‌کنند. این دستگاه‌ها که به سلول خورشیدی معروف هستند، قادرند فوتون‌های نور را از طریق مواد نیمه رسانا به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. از پنل خورشیدی فتوولتائیک می‌توان در انواع پروژه‌های صنعتی، تجاری و خانگی استفاده کرد.
در سیستم انرژی حرارتی خورشیدی، به کمک متمرکزسازی نور خورشید از طریق لنزها و آینه‌های مخصوص، گرما و نیروی برق تولید می‌شود. این سیستم‌ها معمولا از یک سیال حرارتی مانند روغن یا نمک مذاب برای ذخیره و انتقال گرما استفاده می‌کنند. سیستم‌های انرژی حرارتی خورشیدی، بهترین انتخاب برای مناطقی هستند که از نور مستقیم خورشید در بیشتر ساعات روز بهره می‌برند.
۲. انرژی بادی (Wind Energy)
انرژی باد نوعی انرژی تجدیدپذیر است که از نیروی باد برای تولید برق استفاده می‌کند. این شامل استفاده از توربین‌های بادی برای تبدیل حرکت چرخشی پره‌ها یا انرژی جنبشی موجود در باد، به انرژی الکتریکی است. استفاده از این انرژی تجدیدپذیر، به فناوری‌های خاصی مانند ژنراتوری که در بالای یک برج، پشت پره‌ها یا در سر (ناسل) یک توربین بادی قرار دارد، نیازمند است. انرژی باد را می‌توان در بسیاری از مکان‌ها از جمله مناطق دورافتاده مانند جزایر و بیایان‌هایی که قادر به دسترسی به شبکه برق نیستند، استفاده کرد. همچنین، مزارع بادی را می‌توان هم در خشکی و هم در دریا نصب کرد و از مزایای آن بهره برد.
۳. انرژی آبی (Hydropower)
انرژی آبی یا انرژی هیدرولیک، یکی از قدیمی‌ترین و بزرگ‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر جهان است که از جریان طبیعی آب در حال حرکت، برای تولید برق استفاده می‌کند. مزایای انرژی آبی برای هزاران سال شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته‌است. نیروگاه‌های برق آبی نه تنها یک نوع انرژی تجدیدپذیر و مقرون‌به‌صرفه هستند، بلکه می‌توانند برق را بلافاصله به شبکه ارائه نموده و به عنوان یک شکل قابل انعطاف و قابل اعتماد از نیروی پشتیبان در هنگام قطع یا قطعی برق عمده عمل نمایند. انرژی آبی شامل نیروگاه‌های مخزنی، رودخانه‌ای، جزر و مدی و انرژی امواج اقیانوس است. انرژی بادی نیز مانند انرژی حاصل از پنل خورشیدی هیچگونه آلاینده یا گاز گلخانه‌ای تولید نمی‌کند.
بیشتر بخوانیم! صفر تا صد مراحل نصب پنل خورشیدی
۴. انرژی زمین گرمایی (Geothermal Energy)
انرژی زمین گرمایی به انرژی حرارتی که در پوسته جامد زمین وجود دارد، گفته می‌شود. در اعماق زمین، سنگ‌های داغ، سیال و نفوذپذیری وجود دارد که می‌توان از آن‌ها برای تولید نیروی الکتریسیته استفاده کرد. نیروگاه‌های زمین گرمایی به طور مداوم برق تولید می‌کنند و می‌توانند 24 ساعت در روز و 7 روز در هفته بدون توجه به شرایط آب و هوایی کار کنند. زیرا این نوع انرژی تجدیدپذیر به هیچ وجه به شرایط جوی مانند آفتاب یا باد وابسته نیست. نیروگاه‌های زمین گرمایی مدرن هیچگونه گاز گلخانه‌ای آزاد نمی‌کنند و چرخه حیات آن‌ها از نظر انتشار گازهای گلخانه‌ای چهار برابر کمتر از پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک و شش تا بیست برابر کمتر از گاز طبیعی است.
۵. زیست توده (Biomass Energy)
منظور از زیست توده یا بیومس، مواد آلی حاصل از گیاهان، حیوانات، چوب و زباله‌های جامد شهری است که برای تولید انرژی استفاده می‌شوند. زیست توده به عنوان یک منبع تجدیدپذیر انرژی شناخته می‌شود و از طریق فرآیندهای مختلف مانند احتراق، تبدیل به سوخت زیستی یا تولید بیوگاز، انرژی تولید می‌کند. احتراق مستقیم، رایج‌ترین روش برای تبدیل زیست توده به انرژی مفید است. زیست توده به طور طبیعی تجدید می‌شود و عموما برای تولید گرمایش، تأمین نیروی برق یا سوخت ناوگان‌های حمل‌ونقل مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگرچه انرژی زیست توده پتانسیل خنثی بودن کربن را دارد، اما نباید فراموش کرد که عدم مدیریت درست در استفاده از این منابع انرژی، منجر به تخریب جنگل‌ها یا تغییر کاربری زمین می‌شود.
۶. هیدروژن سبز (Green Hydrogen)
هیدروژن سبز با تقسیم مولکول آب به هیدروژن و اکسیژن، با استفاده از برقی که از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی بادی یا خورشیدی تولید می‌شود، به دست می‌آید. این فرآیند که «الکترولیز» نام دارد، منجر به تولید هیدروژنی می‌شود که عاری از انتشار کربن است و به همین دلیل «هیدروژن سبز» نامیده می‌شود. از آنجاییکه هیدروژن سبز در هنگام احتراق فقط آب و گرما تولید می‌کند، به عنوان یک نوع انرژی پاک و تجدیدپذیر شناخته می‌شود. این عنصر، نقش کلیدی در کربن‌زدایی بخش‌های مختلف صنعتی و غیر صنعتی دارد. هیدروژن سبز می‌تواند عامل مهمی برای گذار جهانی به انرژی پایدار و اقتصادهای با انتشار خالص صفر باشد.
نقش سازنده انرژی‌های تجدیدپذیر در بهبود وضعیت محیط زیست و توسعه پایدار جهانی
در چند دهه اخیر، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به عنوان ایمن‌ترین و پاک‌ترین منابع تأمین‌کننده انرژی، از فناوری‌های آزمایشی به راهکارهای اصلی تأمین انرژی جهان تبدیل شده‌اند. این تحول، ریشه در پیشرفت‌های قابل توجه در فناوری و کاهش هزینه‌های تولید انرژی‌های تجدیدپذیر، همراه با افزایش آگاهی نسبت به اثرات منفی سوخت‌های فسیلی بر محیط زیست دارد. به‌طورکلی، انرژی‌های تجدیدپذیر به دلایل زیر نقش سازنده‌ای در بهبود وضعیت محیط زیست و توسعه پایدار جهانی دارند:
- کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلودگی هوا
- کمک به استقلال هر چه بیشتر از سوخت‌های فسیلی
- مقابله با تغییرات اقلیمی
- کاهش فشار بر منابع آبی
- جلوگیری از تخریب جنگل‌ها و زیستگاه‌ها
- کمک به توسعه اقتصادی و رشد صنعت سبز
- کاهش هزینه‌های انرژی
- کمک به برابری انرژی و تسهیل در دسترسی به این منابع
- کاهش وابستگی به واردات انرژی
جمع بندی
با توجه به نقش سازنده انرژی‌های تجدیدپذیر در پویایی صنایع و تأمین انرژی مورد نیاز جهان، استفاده از این منابع تنها یک گزینه فنی نیست، بلکه ابزاری استراتژیک برای تحقق آینده‌ای پایدار، عادلانه و مقاوم در برابر تغییرات اقلیمی است. بهره‌گیری از انرژی‌های تجدیدپذیر در مقایسه با سایر منابع الکتریسیته، نه تنها از نظر نگهداری، بهره‌برداری و سوخت، هزینه نسبتا پایین‌تری دارد، بلکه تأثیر غیرقابل انکاری در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلودگی‌های زیست محیطی نیز دارد.
توجه داشته‌باشید که مانند هر منبع تأمین‌کننده انرژی دیگری، هزینه‌های اولیه نصب و اجرای این انرژی‌ها اجتناب‌ناپذیر است، اما طول عمر بیشتر سیستم‌های تجدیدپذیر، این هزینه‌ها را در طول زمان توجیه می‌کند. علاوه‌براین، تجهیزات مورد استفاده در تأسیسات برق آبی، بادی، خورشیدی و… اغلب برای مدت طولانی بدون نیاز به تعویض یا تعمیر کار می‌کنند و در درازمدت باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شوند. با توجه به مزایای ذکر شده، انتظار می‌رود که انرژی‌های تجدیدپذیر در آینده نقش مهم‌تری در تأمین انرژی جهان ایفا کنند و بیش از پیش به توسعه پایدار و کاهش تغییرات اقلیمی کمک نمایند.
