آلمان توانست ۹۵ درصد از انرژی خود از منابع تجدید پذیر تولید کند

آلمان توانست ۹۵ درصد از انرژی خود از منابع تجدید پذیر تولید کند

کشور آلمان در حال حرکت به سمت جایگزینی تمام منابع انرژی کنونی خود با انرژی‌های تجدیدپذیر است، در همین راستا این کشور هفته‌ی گذشته موفق به تامین ۹۵ درصد از انرژی خود از منابع تجدیدپذیر شد.

بنا بر گزارش زومیت، اخیرا خبرهای امیدوارکننده‌‌ای در خصوص رشد روند استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر و کاهش اتکا به سوخت‌های فسیلی به گوش می‌رسد، اما با این وجود گاهی اوقات دیدن تصویر بزرگتر دشوار است.

طبق گزارش‌های منتشر شده، روز یکشنبه‌ی هفته‌ی گذشته و در ساعت ۱۱ صبح، ۹۵ درصد از انرژی مورد نیاز کشور آلمان توسط منابع انرژی تجدیدپذیر تامین ‌شد؛ دستاوردی بزرگ برای یکی از توسعه یافته‌ترین کشورهای صنعتی جهان.

به نظر می‌رسد که یک روز آفتابی به همراه بادهای قوی در روند دستیابی به این رکورد موثر بوده است. میزان مصرف انرژی در آلمان در آن زمان در حدود ۵۷.۸ گیگاوات بود، انرژی خورشیدی حدود ۴۵.۲ درصد، انرژی بادی ۳۶ درصد، زیست‌توده (بایومس) ۸.۹ درصد و نیروگاه‌های برق آبی ۴.۸ درصد از این میزان انرژی را تامین کرده است.

مایکل جی. کورن از وب‌سایت کوارتز می‌گوید:

در این مدت قیمت انرژی الکتریکی به مدت چند ساعت منفی شد، به این مفهوم که به مشتریان تجاری در ازای مصرف برق اجرت پرداخت می‌شد.

کشور آلمان در میانه‌ی طرحی موسوم به Energiewende (گذار انرژی) قرار دارد. دولت این کشور امیدوار است تا از طریق این طرح میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را به میزان ۸۰ تا ۹۵ درصد کاهش داده و تا سال ۲۰۵۰ سهم منابع انرژی تجدیدپذیر را در تامین انرژی مورد نیاز کشور به ۶۰ درصد برساند.

دستاورد روز یکشنبه قطعا بسیار امیدوار کننده است، اما دستیابی به هدف تامین ۶۰ درصد از میزان انرژی مصرفی سالانه توسط منابع انرژی تجدیدپذیر، مستلزم ان است که دولت آلمان سطح بهره‌وری فناوری کنونی خود را بهبود داده و راهکارهای جدیدی را جهت ذخیره‌سازی انرژی برای روزهایی که خیلی آفتابی نیستند یا باد چندانی نمی‌وزد، پیدا کند. این چالشی است که کشورهای سراسر جهان با آن روبرو هستند.

به گزارش آری فیلیپس از وب‌سایت Climate Progress، در حال حاضر، آلمان از لحاظ نوع منابع انرژی تجدیدپذیر به دو بخش شمال و جنوب تقسیم شده است، به این ترتیب که توربین‌های بادی عمدتا در شمال کشور و نیروگاه‌های خورشیدی در جنوب آن واقع شده‌اند. همچنین مقامات این کشور پس از فاجعه فوکوشیما در ژاپن، در نظر دارند تا استفاده از انرژی هسته‌ای را تا سال ۲۰۲۰ بطور کامل متوقف کنند.

با توجه به پیشروی آلمان در جهت اهداف خود، کارشناسان معتقدند که این کشور یک الگوی خوب برای سایر کشورهای توسعه یافته است.

اوشا گری دیویدسن (نویسنده‌ی کتابی در خصوص “گذار انرژی” می‌گوید:

تولید، سهم بیشتری از اقتصاد آلمان را نسبت به اقتصاد ایالات متحده به خود اختصاص داده است، این در حالی است که جمعیت آلمان ۸۰ میلیون نفر است. جمعیت این کشور در مقایسه با کشور ۵.۵ میلیون نفری دانمارک بسیار زیاد است. علیرغم آنکه دانمارک از بنیان صنعتی بسیار کوچکتری بهره می‌برد اما با این وجود بخش عمده‌ای از انرژی مورد نیاز این کشور از منابع انرژی تجدیدپذیر تامین می‌شود.

ما در سال‌های گذشته نیز شاهد به ثمر نشستن اهداف امیدوار کننده‌ای بوده‌ایم. در سال ۲۰۱۵، اسکاتلند بیش از نیمی از انرژی مورد نیاز خود را از منابع انرژی‌ تجدیدپذیر تامین کرد، اروگوئه در حال حاضر ۹۵ درصد از انرژی خود را از منابع انرژی تجدیدپذیر بدست می‌آورد، در حالی که بخش بزرگی از اتریش به رکورد ۱۰۰ درصد دست یافته است.

در حال حاضر ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر بسیار سریع‌تر از منابع جایگزین در حال افزایش است. در مقیاس جهانی، ما در حال حرکت به سمت تامین ۲۶ درصد از انرژی مورد نیاز خود از منابع طبیعی تا سال ۲۰۲۰ هستیم.

هنوز هم راه زیادی پیش رو داریم، اما فکر کردن در مورد اینکه تا کنون تا چه حد در این زمینه حرکت رو به جلو داشته‌ایم، بسیار هیجان‌انگیز است.

جوش هسته‌ای

جوش هسته‌ای

مقدمه:

انرژی یکی از مهترین ارکان پیشرفت جامعه بشری است. و کشف آتش به عنوان نقطه ی عطف و شروع تمدن بشری عنوان شده است. در طول سالیان بسیار، انرژی جزیی جدانشدنی در زندگی انسان بود تا اختراع موتور بخار و شروع انقلاب صنعتی،انرژی و توانایی تصرف و کنترل آن به عاملی اساسی در پیشرفت جوامع بشری تبدیل شد به گونه ای که زغال سنگ در قرن ۱۹ و نفت گاز در قرن بیستم نقشی اساسی در تامین انرژی ایفا کرده است. سوال اساسی اینجاست که در قرن بیست و یکم کدام گونه از انرژی نقشی اساسی در تامین نیاز بشر را ایفا خواهد کرد.

استفاده بی رویه از زغال سنگ، نفت و گاز در دوقرن اخیر سبب افزایش چشمگیر میزان دی اکسید موجود در جو و به طبع آن افزایش میانگین دمای جهانی،آب شدن یخ های قطبی،افزایش سطح آب اقیانوس ها،و افزایش طوفان ها گردیده است.

تمام موارد بالا و همچنین روبه اتمام بودن سوخت های فسیلی سبب شده تا بشر به دنبال منابعی جایگزین برای آن ها باشد.

بی پایان بودن ،عدم آلودگی محیط زیست و اشتغال زایی از مزیت های انرژی های تجدید پذیر نسبت به سوخت های فسیلی می باشد.

 

جوش هسته ای

یافتن انرژی های نوین جایگزین برای نفت و گاز بسیار دشوار است زیرا علاوه برمناسب بودن باید به صرفه نیز باشد انرژی هسته ای مناسب به نظر می رسد زیرا انرژی زیاد و قابل اعتماد تولید کرده و دی اکسید کربن منتشر نمی کند در کل دو نوع واکنش هسته ای وجود دارد: ۱-جوش هسته ای ۲-شکافت هسته ای

در شکافت هسته ای یک اتم بزرگ به دو اتم شکافته میشود این همان کاری است که راکتورهای هسته ای انجام می دهند ولی در جوش هسته ای دو اتم کوچک ترکیب گردیده و یک اتم هلیم ایجاد می شود که انرژی زیادی تولید می کند.

راه حل طبیعت برای تولید انرژی،روش جوش هسته ای است به طوری که تمام ستارگان از این شیوه برای تولید انرژی استفاده بهره می برند یک راکتور جوش هسته ای بسیار ایمن و مقرون به صرفه است و ضایعات آن تا مدت کوتاهی خاصیت رادیواکتیوی دارد. سوخت این گونه راکتورها به راحتی ازاقیانوس قابل استحصال بوده و هزینه آن ۱سنت به ازای یک کیلووات ساعت است. منبع این سوخت اقیانوس بوده و برای میلیاردها سال توانایی تامین انرژی کره زمین را داراست.

از دلایل عدم گسترش این گونه انرژی دشواربودن فرآیند هم جوشی است زیرا دواتم هیدروژن بار مثبت داشته و تمایلی برای هم جوشی ندارند و برای انجام هم جوشی باید دوذره با سرعت بسیار زیاد با یکدیگر پرتاب شده و بر دافعه الکترواستاتیکی غلبه کرده و با یکدیگر بخورد نمایند.

سرعت ذرات بیان کننده دمای ماده است ،دمای لازم برای گداخت هسته ای ۱۵۰ میلیارد درجه سانتی گراد است که برای رسیدن به این دما انرژی جنبشی بسیار زیادی نیاز است که دلیل دشواری هم جوشی همین امر می باشد.

یکی دیگراز مشکلات روش گداخت لیزری و مغناطیسی بزرگ و پیچیده بودن آن هاست وقتی فرآیند جوش هسته ای صورت گیرد عمده انرژی آن به صورت نوترون با انرژی بالا آزاد میشود که با برخورد به دیواره راکتور به آن خسارت وارد می کند درهر صورت باید از انرژی نوترون ها استفاده نمود و برای گرمایش آب ،ایجاد بخار و به حرکت درآورد توربین و درنهایت تولید انرژی استفاده کرد.

آزمایشگاه های بزرگ ثابت کردند که جوش هسته ای قابل انجام است و درحال حاضر شرکت های کوچک تکنولوژی در امریکا مشغول سرمایه گذاری روی آن هستند.

 

انواع روش های هم جوشی:

۱-روشtokamak :

 طرح توکامک در دهه پنجاه میلادی توسط روسها پیشنهاد شد.کلمه توکامک از کلمات “toroidalnaya”, “kamera”, and “magnitnaya” به معنی ” اتاقک مغناطیسی چنبره ای” گرفته شده است.
این راکتور به شکل دونات است که با سیم پیچ مغناطیسی احاطه شده است و جنس سیم آن ابررسانا است که میدان مغناطیسی را حول چنین حلقه ای و عمود برآن ایجاد می کند. در داخل این راکتور گازی داغ که پلاسما نامیده می شود و باردار بوده  وجود دارد که در اثر میدان مغناطیسی سیم پیچ، به ذرات باردار نیروی الکترواستاتیکی وارد شده  و درنهایت این ذرات شروع به چرخش با سرعت زیاد در حلقه می کنند. که این ذرات پرانرژی بایکدیگر برخورد نموده و واکنش جوش هسته ای صورت می گیرد.

۲-لیزر:

در این روش پرتوهای لیزر در یک ناحیه بسیار کوچک متمرکز شده در اثر گرمای زیاد دواتم هیدروژن با هم تشکیل هلیم می دهند

MTF(magnetized  target fusion)-3:

یک محفظه با لیتیم مایع پرشده و به گردش در می آید تا جریان گردابی به وجود آید این جریان به وسیله پیستون هایی فشرده گردیده که سبب فشرده شدن پلاسمای موجود در مرکز مایع می گردد که سبب افزایش ناگهانی دما درفرآیند همجوشی می گردد این روش سبب جذب نوترون ها به وسیله لیتیم مایع شده و مانع از آسیب رسیدن به دیواره  راکتور می شود همچنین لیتیم مایع با نوترون واکنش داده و تریتیم که همان سوخت اولیه برای راکتور است را تولید می نماید.                                                         .

لیتیم مایع گرم گردیده که آن را به یک مبدل حرارتی پمپ می کنیم و بخار تولید گردیده که درنهایت سبب چرخش توربین و تولید برق می شود.

همچنین انرژی لازم برای ادامه فرآیند گداخت از پیستون های بخار تامین می شود که نسبت به لیزر و یا تولید میدان مغناطیسی راه حل بسیار ارزان تر و کم مصرف تری است. نمونه اولیه این ژنراتور با سرمایه۵۰  میلیون دلار و همکاری ۶۵ نفر با قطر ۳متر ساخته شد که لیتیم مایع درآن به چرخش درآمده و گردابه بزرگی تولید می کند که پیستون ها با ضربه زدن آن را فشرده می کند که سبب همجوشی شده و نوترون های آزاد شده جذب فلز مایع شده و آن را گرم می کند و فلز وارد مبدل حرارتی گردیده و بخار تولید می کند. پیستون ها در هرثانیه یک ضربه وارد می کنند و ۱۰۰ مگاوات الکتریسیته تولید می کند.

یکی از مشکلات اصلی هم جوشی هسته ای،تامین پلاسما است. برای تولید آن به یک انژکتور که در دمای ۳میلیون درجه کار می کند نیاز است همچنین پلاسما در اثر فشار ،منحرف می گردد که برای حل این مشکل زمان بندی پیستون ها بسیار دقیق باشد و نیاز به یک ابزار کنترلی بسیار کارآمد است تا مانع انحراف پلاسما گردد که این امر بادانش الکترونیک بسیار آسان گردیده است.

 

نیروگاه های معروف به شرح زیر است:

JET(joint European tours)  این راکتور هم جوشی ۱۶MW انرژی با مصرف ۱۷MW انرژی تولید  می کند که در سال ۱۹۹۷ به بهره برداری رسید و به عنوان نقطه عطفی در تولید انرژی به روش هم جوشی محسوب می شود.

NIF(national ignition facility): که یک راکتور به روش لیزر در امریکا ا است که موفق شده تا انرژی بیشتری نسبت به انرژی مصرفی تولید کند.

ITER: یکی از بزرگترین ژنراتورهای احداث شده تا زمان حاضر است این پروژه با همکاری چندین کشور در جنوب فرانسه احداث شده است و ۵۰۰MW انرژی با مصرف تنها۵۰MW انرژی تولید خواهد کرد.

 

سخن آخر:

در چندین دهه اخیر فناوری تولید انرژی به روش جوش هسته ای در دسترس بشر بوده است ولی متاسفانه تحقیقات و سرمایه گذاری چندانی روی آن صورت گرفته که از دلایل اصلی آن سیاست های دولت ها در این زمینه است برای نمونه ITER می توانست در سال ۲۰۰۰ یا ۲۰۰۵ ساخته شود ولی وجود مسائل سیاسی و دشواری همکاری بین المللی سبب این تاخیر شده است برای نمونه ۳سال طول کشید تا مکان ساخت این نیروگاه انتخاب شود.

این پیشرفت ها با هزینه ۱ میلیارد دلاری در سال محقق شده است که می توان با هزینه صورت گرفته با صنعت تلفن های همراه مقایسه کرد.مجموع هزینه صورت گرفته در این صنعت ۱۰۰۰ میلیارد دلار بوده است!که در مقایسه با صنعت جوش هسته ای بسیار زیاد است .

مطابق نمودار تولید انرژی به وسیله جوش هسته ای با قانون مور منطبق است:

نکته قابل توجه این است که این فناوری از قانون مور پیروی می کند در حالی که هزینه های صورت گرفته در این صنعت با صنعت نیمه رسانا قابل مقایسه نیست چنانچه این سرمایه گذاری به جای صنعت موبایل در جوش هسته ای صورت می گرفت ،جهان از سوخت بی نهایت،پاک و ارزان بهره می برد.

همچنین  هزینه یارانه در گردش صنعت نفت ،گاز و انرژی های تجدید پذیر ۶۵۰ میلیارد دلار در سال است که سهم گداخت هسته ای ۰٫۵درصد است.

 

ژنراتور های CHP

ژنراتور های CHP

۱-مقدمه:

تولید همزمان برق و حرارت یکی از روش های صرفه جویی درمصرف انرژی است که در آن برق و حرارت بطور همزمان تولید می‌شوند. حرارت حاصل از تولید همزمان می‌تواند بمنظور گرمایش ناحیه‌ای        (District heating) یا در صنایع فرآیندی مورد استفاده قرار گیرد.

این فرآیند می‌تواند بر اساس استفاده از توربینهای گاز، توربینهای بخار یا ژنراتورهای احتراقی بنا نهاده شود و منبع تولید انرژی اولیه نیز شامل دامنه وسیعی است که می‌تواند سوختهای فسیلی، زیست توده، زمین گرمایی یا انرژی خورشیدی باشد.

گرمایش ناحیه‌ای شامل سیستمی است که در آن حرارت بصورت متمرکز تولید و به تعدادی مشتری فروخته میشود. این کار با استفاده از یک شبکه توزیع که از آب داغ یا بخار بعنوان حامل انرژی حرارتی بهره می‌برد، انجام می‌پذیرد. شکل (۱) شمای یک سیستم بازیافت و انتقال حرارت را نشان می دهد.

 

 

 شکل ۱- تجهیزات بازیافت و انتقال حرارت

۲-سابقه تاریخی:

در سال ۱۸۸۸ اولین تولید کننده همزمان برق و حرارت در آلمان شروع بکار نمود. در این سال در شهر هامبورگ از حرارت حاصل از تولید برق بمنظور تأمین حرارت تالار شهر (City Hall) استفاده شد. هم اکنون در بسیاری از نقاط جهان از سیستم‌های تولید همزمان استفاده میشود. جدول (۱) لیست ۱۰ کشور جهان و درصد تأمین حرارت بوسیله سیستم‌های تولید همزمان به نسبت کل حرارت مصرفی در این کشورها را نشان می‌دهد.

 

جدول ۱- اطلاعات مربوط به ۱۰ کشور استفاده کننده عمده سیستمهای تولید همزمان

نام کشور درصد حرارت تأمین شده به روش متمرکز به کل تقاضای حرارت سهم CHP طول خطوط انتقال آب گرم (km)
ایسلند ۸۵%
روسیه ۷۰%
لهستان ۵۲% ۱۶۳۹۲
فنلاند ۵۰% ۳۶% ۲۳۹۰۰
دانمارک ۵۰% ۶۲% ۲۳۹۰۰
سوئد ۴۲% ۶% ۱۱۱۸۰
جمهوری چک ۲۲% ۲۵۰۱
اطریش ۱۴% ۲۵% ۲۶۴۶
آلمان ۱۲% ۸% ۱۷۴۹۶۹
کره ۴% ۲۵% ۲۶۴۶

 

۳-مزایای استفاده از این روش به شرح زیر می باشد:

۱-۳-ارتقاء بهره وری انرژی:

در واحدهای تولید همزمان برق و حرارت، تلفات به حداقل می‌رسد. بازده کلی این واحدها بین ۸۰ تا ۹۰ درصد خواهد بود، این در حالی است که در یک نیروگاه متداول بازده حرارتی بین ۴۰ تا ۵۰ درصد است. شکل (۲) مقایسه یک نمونه نیروگاه حرارتی معمول و یک واحد CHP و تلفات آنها را نشان می‌دهد.

 

شکل ۲- مقایسه بازده انرژی در نیروگاههای معمول و نیروگاههای تولید همزمان

 

۲ ۳- تأمین حرارت مطمئن و انعطاف پذیری

اکثر نیروگاههای موجود از نوع سیکل بخار هستند که اصولا این نیروگاهها برای پیک مصرف مناسب نبوده و باید همیشه در شبکه سراسری مازاد تولیدوجود داشته باشد تا شبکه دچار افت جریان نشود. این موضوع باعث هدر رفتن انرژی زیادی می شود و همچنین در شب ها قابلیت خاموش شدن نداشته که همین امر هم انرژی زیادی را هدر می دهد در حالی که ژنراتورهای  CHPبه وسیله ی یک ترموستات ساده قابلیت خاموش شدن به صورت لحظه ای را خواهند داشت که راندمان انرژی را بسیار افزایش خواهد داد. همچنین میزان تولید برق و حرارت، با توجه به تقاضای آنها قابل تغییر است.

 

۳-۳– محیط زیست

راندمان بالای واحدهای تولید همزمان، این واحدها را بعنوان راه حلی قابل قبول برای تبدیل انرژی مطرح نموده است. همچنین بازدهی بالای این واحدها، باعث میشود تولید دی اکسید کربن و سایر آلاینده‌ها نظیر ترکیبات گوگردی و اکسیدهای نیتروژن کاهش یابد. از سوی دیگر در کشورهایی که قوانین سخت گیرانه زیست محیطی در آنها اعمال میشود با کاهش تعداد واحدهای تبدیل سوخت به حرارت مفید، کنترل واحدهای تولید آلاینده راحت‌تر انجام خواهد پذیرفت. همچنین متاسفانه اکثر نیروگاههای تولید برق از نوع خوراک مازوت بوده که به شدت آلاینده هستند و جایگزینی این سوخت با فرآوردهایی پاک تر از قبیل گاز طبیعی ضروری است.

 

۴– ۳– هزینه‌های کمتر

در توجیه پذیری واحدهای CHP‌ باید محدودیتهای مالی را بدقت لحاظ نمود. لازمست در هر ناحیه انرژی های رقیب با واحدهای تولید همزمان مقایسه و تصمیم گیری بدقت انجام پذیرد. معمولاً واحدهای تولید همزمان به سرمایه گذاری بیشتری نسبت به سیستم‌های معمول تبدیل انرژی نیاز دارند. ولی باید دقت داشت که میزان مصرف انرژی در آنها بسیار پایین‌تر است: بعبارت دیگر، هزینه‌های متوسط تبدیل یک واحد انرژی در واحدهای CHP پایین‌تر از سایر روشهاست.

 

۵۳- استفاده هرچه بیشتر از فضای ساختمانها

با استفاده از واحدهای تولید همزمان، تجهیزات نصب شده در تأسیسات گرمایشی ساختمانها کاهش می‌یابد، به همین دلیل فضای بیشتری در ساختمانها قابل استفاده خواهد بود.

 

۶- ۳- هزینه‌های پایین‌تر تعمیرات و نگهداری

با توجه به اینکه برای استفاده از حرارت تولیدی در یک واحد تولید همزمان، تجهیزات کمتری در هرواحد مصرفی مورد نیاز است، هزینه‌های تعمیرات و نگهداری تجهیزات نیز کمتر خواهد شد.

 

۷-۳-انعطاف پذیری در مصرف سوخت:

با توجه به منابع عظیم گاز در کشور و مشکلاتی از قبیل عدم امکان  ذخیره سازی گاز در میادین غیر مشترک ، مزیت نسبی حال و حاضر کشور در مصرف  گاز می باشد که می توان با استفاده از این روش برای تولید انرژی،از مصرف دیگر فرآورده های نفتی به میزان قابل توجهی کاست.

نفت، تمام! 

نفت، تمام! 

انرژی، و زندگی: دو لازم و ملزوم‌اند. اگر زندگی بخواهد تداوم داشته باشد، انرژی لازم دارد. نمی‌توان بدون انرژی زندگی کرد و اصلاً تصور حیات بدون انرژی غیرممکن است. اما آیا باید برای تأمین انرژی در آینده نگران بود؟

همه خوب می‌دانیم که بیش از ۹۰درصد انرژی مورد استفاده در زندگی امروزه از سوخت‌های فسیلی حاصل می‌شود. با نگاهی به میزان ذخایر نفت خام و روند تولید آن (شکل ۱)، دیده می‌شود که سوخت فسیلی که ماده اولیه آن نفت است در حال اتمام است! موضوعی که آینده بشر را گنگ کرده است.

 

الف)

ب)

شکل۱- الف) ذخیره سالانه اثبات شده نفت خام در پنج کشور خاورمیانه و ب) میزان ذخایر نفت جهانی در مقایسه با نسبت ذخیره به تولید. (Richard G. Miller and Steven R. Sorrell, 2014)

واضح است که مسأله انرژی، هر چند که توسط برخی دولت مردان کشورهای جهان سوم مورد بی مهری قرار بگیرد، مسأله‌ای استراتژیک است.

متأسفانه گسترش اقتصاد بر پایه لقمه راحت نفت، نشان از تن پرستی و کم خردی این جوامع داشته و تأثیری جز تنبلی و عقب گرد در آینده‌ای نزدیک برای آنها نخواهد داشت.

مسئله‌ی دیگری که در سایه مسأله اتمام نفت کمتر به آن توجه شده است، تخریب محیط زیست در اثر استفاده بی اندازه از این منبع انرژی است. محیط اطراف زندگی ما نعمتی الهی است که بشر با بی توجهی به آن با دست خود، از آن محروم خواهد شد.

شواهد موجود در زمینه تخریب لایه‌ی محافظ ازن اطراف زمین و هوای قابل تنفس در سطح آن که در اثر آزادسازی گازهای آلاینده‌ای همچون دی و مونو اکسید کربن، اکسید‌های نیتروژن و گوگرد و … به وجود آمده‌اند، موضوعی نیست که بتوان به سادگی آن را انکار کرد. با این توصیفات آیا بازهم می‌توان چشمان خود را بست و ابلهانه در سراشیبی حرکت کرد که انتهای آن چاه است؟!

چه می‌توان کرد؟ آیا نگران آینده بودن کافی است؟ متأسفانه از زمانی که باید برای این موضوع تدبیری اندیشیده می‌شد مدت‌ها گذشته است. و چه بدتر اینکه هیچ همدلی در جهان برای این موضوع وجود ندارد.

تا زمانی که دول به ظاهر توسعه یافته غربی جهت رها شدن از شر آلودگی‌های برخی صنایع خود، مثل کبک سر در برف فرو برده و با انتقال این صنایع به کشورهای دیگر مناطق زمین، به خصوص کشورهای جهان سوم، به زعم خود زرنگی کرده و محیط زیست کشور خود را نجات داده‌اند، نمی‌توان برای اجماع جهانی جهت کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی امید داشت!

محیط زیست مسئله‌ای نیست که مرز و جغرافیای سیاسی بشناسد و اگر از بین رود، دود آن دامان تمام ملت‌ها را خواهد گرفت.

شاید نتوان تمام مصیبت‌هایی که نوادگان ما در اثر سهل‌انگاری ما تجربه می‌کنند را تصور کرد اما هر انسان سالمی که به خدا و دنیای باقی ایمان دارد می‌داند که ذکر همین چند مورد محدود کافی است تا به انتظار خود از دولت‌مردان دنیا خاتمه دهد. وقت در حال گذر است. باید کاری کرد.

خداوند بزرگ که خالق تنهای این عالم وجود است، خود تنها کسی است که راه را به ما نشان می‌دهد. اوست که عالم به تمام اجزای دنیاست و جامع دلیل است.

خداوند تقدیر می‌کند و آنچه تقدیر کرده به امرش اجرا می‌شود. زمانی طلای سیاه را به بشر شناساند تا پیشرفت کند و همین طور شد.

اینکه چه قدر انسان با این نعمت به یاد خدا افتاد، نشان از ظرفیت اوست، اما مسأله لطف بی حد اوست که همواره شامل حال انسان شده است. اگر نفت نعمت الهی است، آب هم هست؛ خورشید و باد هم هستند! محدودیت انسان است که تنها نفت را می‌بیند.

منابعی لایزالی که از طبیعت برخاسته‌اند اما برخلاف نفت نابودکننده محیط زیست اطرافمان نیستند. چه بسیار منابعی که در اینجا نام برده نشد و چه بسیار منابعی که بشر نشناخته! و چقدر ما محدودیم…

در این مجال نویسنده حقیر، به عنوان فردی با اندک تجربه‌ای در حوزه سلول‌های خورشیدی، تنها به یکی از این منابع می‌پردازد: خورشید. ستاره‌ای جوشان و سرشار از انرژی که سخاوتمندانه مقدار زیادی انرژی، حتی خیلی بیشتر از نیاز بشر، به زمین کوچک ما می‌فرستد. زمین آن آنقدر نسبت به خورشید کوچک است که گویی ما را نمی‌بیند!

اما انرژی‌اش به ما می‌رسد. میلیون‌ها سال است که به ما می‌رسد. اما کمتر از ۶۰ سال است که یاد گرفته‌ایم آن را تبدیل به صورت بهتری از انرژی یعنی انرژی الکتریکی بکنیم. این تنها یک نوع استفاده از انرژی خورشید است.

برای ما، که می‌خواهیم نگرانی خود را نسبت به آینده بشر به مرحله عمل برسانیم، بحث در مورد مقدمات و جزئیات انرژی خورشیدی و نحوه تبدیل آن به انرژی الکتریکی نیازمند برنامه‌ریزی و گام‌بندی است.

با مرور منابع مطالعاتی در این زمینه و مشورت با برخی متخصصان این فن در کشور مسیر زیر به عنوان یه مسیر پیشنهادی جهت حرکت به سمت یکی از روش‌های استفاده از یک نوع منبع انرژی، یعنی تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی از طریق سلول‌های خورشیدی، ارائه می‌شود.

 

۱- تبلیغ و تبیین اهمیت و دلیل حرکت به سمت سلول‌های خورشیدی

۲- محاسبات اولیه اقتصادی

۳- یافتن سرمایه‌گذار

۴- مرور تحقیقات انجام شده و پژوهش در زمینه یکی از موارد موجود

۵- انتخاب یک روش جهت ساخت سلول خورشیدی

۵-۱- می‌توان از سلول‌های خورشیدی که در حال حاضر به شکل صنعتی تولید می‌شوند استفاده کرد.

۵-۲- می‌توان از پنل‌های خورشیدی آماده در بازار استفاده کرد.

۶- طراحی و یافتن محل‌های مناسب جهت اجرای نیروگاه‌های خورشیدی

۷- انجام محاسبات اقتصادی و با درنظر گرفتن مزایای احتمالی دولتی

۸- اجرا

نفت و گاز

نفت و گاز

نفت و گاز، مهم ترین منابع تأمین انرژی بشر امروزی هستند؛ به‌طوری که نفت خام ۳۷ درصد و گاز طبیعی ۲۱ درصد انرژی دنیا را تأمین می‌کنند.

از این رو نفت و گاز در معادلات اقتصادی ـ سیاسی جهان اهمیت راهبردی دارند و در فرآیند روابط بین الملل نقش مهمی می‌توانند ایفا ‌کنند.

کشورهای جهان، به لحاظ برخورداری از ذخایر انرژی به دو گروه تقسیم می‌شوند: گروه اول که بیشترین انرژی را در جهان مصرف می‌کنند، سهم ناچیزی از ذخایر نفت و گاز دنیا دارند. برای مثال، گروه کشورهای صنعتی OECD که حدود ۶۲ درصد نفت جهان را می‌سوزانند، تنها ۷ درصد ذخایر نفتی را در اختیار دارند.

این کشورها ۳۴ درصد نیاز خود را از کشورهای نفت­ خیز تأمین می‌کنند و برای تأمین انرژی خود، به شدت نیازمند گروه دوم یا کشورهای دارای ذخایر نفت و گاز هستند.

در این گروه، کشورهای خاورمیانه با ۴۸ درصد منابع نفتی دنیا تنها ۹ درصد از این انرژی را مصرف می‌کنند و با داشتن ۴۳ درصد منابع گاز دنیا تنها ۱۴ درصد از کل گاز مورد استفاده دنیا در این منطقه مصرف می شود.

این در حالی است که اتحادیه اروپا با داشتن تنها ۱ درصد از ذخایر نفت دنیا، ۱۴ درصد از نفت دنیا را در سال ۲۰۱۴ مصرف کرده است.

به طور مشابه اتحادیه اروپا با داشتن ۲ درصد از ذخایر گاز دنیا، ۱۴ درصد از گاز مصرف شده در دنیا را بر عهده دارد. بررسی ها حاکی از آن است که در سال ۲۰۱۴ روزانه ۹۴ میلیون و ۹۲۹ هزار بشکه نفت خام در دنیا پالایش شده است.

منطقه آسیای پاسیفیک با ۳۱ میلیون و ۲۸۴ هزار بشکه ظرفیت سهم ۳۳ درصدی از کل ظرفیت پالایشی دنیا را دارد. دو منطقه آمریکای شمالی و اروپا و اوراسیا نیز به ترتیب با ۲۲.۵ و ۱۹ درصد در رتبه های دوم و سوم قرار گرفته اند.

منطقه خاورمیانه نیز تنها ۹ درصد از ظرفیت پالایشی دنیا را به خود اختصاص داده است.

ایران به عنوان دومین دارنده منابع گازی دنیا و چهارمین دارنده منابع نفت دنیا و از طرف دیگر قرارگیری در منطقه خاورمیانه و نزدیکی به بازارهای مصرف و در حال رشد، فرصت­ های فراوانی را به منظور توسعه زنجیره ارزش نفت و گاز دارد.

گروه تخصصی نفت و گاز وب سایت مرکز مطالعات زنجیره ارزش، ساختار صنعت پالایش نفت و گاز کشور و وضعیت این بخش از زنجیره ارزش نفت و گاز را به عنوان اولین لایه زنجیره ارزش نفت و گاز و همچنین تامین کننده خوراک مورد نیاز صنعت پتروشیمیایی مورد بررسی و تحلیل قرار خواهد داد.

وب سایت مرکز مطالعات زنجیره ارزش معتقد است، توسعه یکنواخت و پایدار زنجیره ارزش نفت و گاز، مستلزم گره خوردن سیاست های توسعه ای صنعت پالایش و پتروشیمی است.

به نظر می رسد طی سال های گذشته نقشه راه توسعه صنعت پالایش نفت و صنعت پتروشیمی از یکدیگر مستقل بوده اند و صنعت پالایش صرفا متولی تولید و عرضه سوخت در کشور بوده است این در حالی است که صنعت پالایش می تواند به عنوان تامین کننده و حتی تولیدکننده مواد با ارزش میانی جهت تبدیل به صدها محصول در صنعت پتروشیمیایی باشد.

لذا نیاز است نهادهای ذی ربط برنامه ریزی و اقدامات لازم را به منظور گره خوردن سیاست های توسعه ای این دو صنعت در دستور کار خود قرار دهند

انرژی

انرژی

از زمانی که انسانهای اولیه شروع به استفاده از انرژی کرده‌اند تا حال ، انرژی به انرژیهای قدیمی وانرژیهای نو تقسیم بندی می‌شود.

  • انرژیهای قدیمی شامل: چوب ، زغال سنگ ، انرژی باد (برای کشتیهای بادی) ، نفت و … می‌باشند.
  • انرژیهای نو شامل: انرژی خورشید ، باد (برای ماشینهای بادی امروزی) ، هیدروژن ، اتم ، انرژی هسته‌ای و … هستند.این روزها همه صحبت از صرفه جویی در مصرف انرژی است و دانشمندان بیشترین تلاش خود را صرف پیدا کردن راههایی برای بدست آوردن انرژی بیشتر و ارزانتر می‌کنند و از باد ، خورشید ، جزر و مد دریاها و انرژی موجود در اتمها نیز مدد می‌جویند. اما جالب است بدانید که همین دانشمندان هم به سختی می‌توانند، تعریف دقیقی از انرژی ارائه کنند.در حقیقت اگر انرژی را به صورت “کار ذخیره شده” یا “توانایی انجام کار” تعریف کنیم، توانسته‌ایم تا حدود زیادی تعریفی از انرژی ارائه نمائیم. هر چند که این تعریف چندان جامع و کامل نیست. در حقیقت وجود ما و دنیای اطراف ما بدون وجود انرژی و حتی تبدیل آن به صورتهای گوناگون امری محال است. لذا انرژی نه از بین می‌رود ونه به وجود می‌آید!

    در تعریف انرژی می‌توانیم بگوییم که: انرژی توانایی انجام کار است. یعنی تمامی موجودات برای انجام کار باید غذا مصرف کنند تا این غذا بصورت انرژی در ماهیچه‌های آنها ذخیره شود که در موقع لازم بتوانند از آن استفاده کنند. با پیشرفت و انقلاب تکنولوژیک تمامی دستگاهها و ماشینها به نوعی از انرژیهای مختلف استفاده می‌کنند. مثلا ماشین بنزین مصرف نکند برای ما نمی‌تواند کار انجام دهد یا یخچال انرژی الکتریکی مصرف نکند، نمی‌تواند عمل سرمایشی انجام دهد.

    در حقیقت انرژی همواره از صورتی به صورت دیگر تبدیل می‌شود و همین امر کارها را به سرانجام می‌رساند. برای نمونه انرژی موجود در دریاچه‌های پشت سدها ، انرژی ارتفاعی است. خودورهای در حال حرکت ، مثل بسیاری از اشیا متحرک دیگر ، دارای انرژی حرکتی هستند. در کمان تیراندازی انرژی کششی نهفته است و درابرهای باران زا نیز می‌توانیم انرژی الکتریکی را بیابیم. اما این انرژی کار آمد و مهم را چگونه اندازه گیری می‌کنند!؟

موقعیت جهانی انرژی

  • سرنوشت انسانها بر این روال است که در مقابل خطر متحد می‌شوند. ولی بر عکس در مورد مراکز هسته‌ایعقاید بسیار متفاوت است. زیرا بعضی از ملتها از دیگری می‌ترسند. در چنین شرایطی ، قانون طبیعی اتحاد به علت استفاده نادرست توسط قانون دیگر طبیعت به نام عدم اعتماد جایگزین می‌شود.
  • بخشی از مردم به انرژی توجه بیشتری دارند و تنها راه حل را در افزایش مصرف انرژی الکتریکی که از انرژی اتمیتولید می‌شود، می‌دانند و تصور می‌کنند که افزایش تکنیک ، سبب کاهش خطر به میزان قابل توجه برای همه خواهد بود. آنان در اتم ، در ادامه آنچه که در شیمی ، در هواپیمایی ، در پزشکی و در تحقیقات فضایی انجام یافته ، پیشرفت حتمی را می‌بینند.
  • بعضی دیگر از انرژی اتمی بیمناک هستند آنها بمب اتمی را بخاطر می‌آورند که به توسط مواد رادیواکتیوتشعشعات هسته‌ای نامرئی را بوجود می‌آورند، که برای محیط زیست بسیار زیان بار است.
  • طرفداران استفاده از انرژیهای غیر هسته‌ای ، اجتماع طبیعت و علم را جویا هستند تا روشهای دیگری را برایتولید انرژی و برای انرژی گیری بوجود می‌آورند.

منابع انرژی

منابع انرژی

ما برای تأمین انرژی مورد نیاز خود سه گروه انرژی را در اختیار داریم. گروه اول مواد سوختی سنگواره‌ای ، از قبیل زغال سنگ ، نفت و گاز طبیعی هستند که بازمانده گیاهان وجانورانی می‌باشند که میلیونها سال قبل می‌زیسته‌اند. جالب اینکه ، این منابع بسیار مهم انرژی ، که می‌توان از آنها دارو و بسیاری از مواد مصنوعی ارزشمند دیگر را تهیه کرد، در حجم وسیعی سوزانده می‌شوند.

گروه دوم منابع انرژی تجدید شدنی است. مانند خورشید ، باد ، جزر و مد ، نیروی آب و گرمای محیط ، که بدون دخالت انسان خود به خود تجدید می‌شوند و به محیط زیست نیز صدمه نمی‌زنند.

متأسفانه استفاده چندانی از اینگونه انرژیها به عمل نمی‌آید. گروه سوم نیز “مواد سوختنی هسته‌ای” مانند “اورانیوم” و “پلوتونیوم” هستند که انرژی عظیم و شگفت آوری را برای ما به ارمغان می‌آورند و این انرژی از هسته اتم به عمل می‌آید.

جالب است بدانید که از سوختن یک کیلوگرم زغال سنگ تقریبا هشت کیلو وات ساعت حرارت بدست می‌آید، در صورتی که از یک کیلوگرم اورانیم ۲۳۰۰۰۰۰۰ کیلو وات ساعت حرارت حاصل می‌شود. البته این انرژی در صورت استفاده نادرست خطرات غیر قابل باوری را به همراه می‌آورد.

انرژی را به صورت دیگر نیز دسته بندی می‌کنند. برای نمونه آن را به دو دسته انرژی اولیه و ثانویه تقسیم بندی می‌کنند. “انرژی اولیه” انرژی بدست آمده از موادی است که بطور طبیعی وجود دارند، که از جمله می‌توان از نفت خام ، گاز و زغال سنگ نام برد.

در حالی که “انرژی ثانویه” آن دسته از انرژیهایی هستند که از ناقلان انرژی اولیه بدست می‌آیند. مانند جریان الکتریکی ، بنزین و مواد سوختنی گرمازا.

متأسفانه ، هنوز علم انسان آنقدر پیشرفت نکرده است که از قسمت اعظم انرژی استفاده کند، زیرا تنها قسمت بسیار کوچکی از آن بصورت مفید به مصرف می‌رسد که از این مقدار کم ، بیشترین سهم به مصرف در لوازم خانگی اختصاص دارد و صنایع در ردیف دوم قرار دارند و وسایل نقلیه عمومی در ردیف کم مصرف‌ترین وسایل قرار دارند.

اندازه گیری انرژی

بدون تردید اندازه گیری انرژی با توجه به اهمیت زیاد آن ، باید بسیار دقیق باشد، آن هم با ارزش روز افزون انرژی ، که دنیا را دگرگون ساخته است. برای اندازه گیری انرژی واحدهایی وجود دارند که معروفترین آنها “کیلو وات – ساعت” (KWh) است. میزان مصرف برق هر وسیله برقی خانگی را با همین واحد اندازه گیری می‌کنند.