انرژی تجدید پذیر

 انرژی تجدید پذیر، یکی از مهم‌ترین مسائل مورد توجه در دنیای امروز محسوب می‌شود. با توجه به فعالیت‌های صنعتی بی‌وقفه و نیاز روزافزون به انرژی در سطح جهان، تمرکز بر استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر به عنوان جایگزینی سالم و طبیعی برای سوخت‌های فسیلی اهمیت بالایی دارد. در حقیقت انرژی تجدیدپذیر، به منابعی اشاره دارد که از طریق فرآیندهای طبیعی قابل تجدید و بازیابی هستند که مواردی از قبیل نور خورشید، باد، آب و… از این دست هستند.

یکی از مزیت‌های انرژی تجدیدپذیر، عدم انتشار گازهای گلخانه‌ای و تأثیرات مخرب بر محیط زیست است. استفاده از این نوع انرژی به کاهش آلودگی هوا، کاهش وابستگی به منابع انرژی نفتی و توسعه پایدار کمک خواهد کرد. همچنین، منابع انرژی تجدیدپذیر بی‌نهایت و قابل تجدید هستند. بنابراین در مقابل نگرانی‌های مربوط به کمبود و قیمت بالای منابع انرژی فسیلی قرار نمی‌گیرند. در این مقاله قصد داریم تا به بررسی انرژی تجدید پذیر و مطالب پیرامون آن می‌پردازیم.

انرژی تجدید پذیر به چه می‌گویند؟

ممکن است برایتان سوال باشد که انرژی تجدید پذیر چیست؟ در واقع، انرژی تجدیدپذیر به انرژی اشاره دارد که از منابعی مانند خورشید، انرژی باد و … تولید می‌شود و به طور طبیعی قابل تجدید شدن است. این نوع از انرژی قابل استفاده در زمینه‌های مختلفی مانند تولید برق، گرمایش و سرمایش آب و همچنین حمل و نقل هستند. در سال 2014، مصرف جهانی انرژی تجدیدپذیر به نسبت 19.2 درصد و در سال 2015 به نسبت 23.7 درصد رشد کرد. این آمار طبق گزارشی که در سال 2016 توسط REN21 ارائه شد، آورده شده است. مزیت‌های استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر شامل پایداری محیط زیست، کاهش آلودگی هوا و تغییرات اقلیمی، کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی، ایجاد اشتغال و توسعه اقتصادی است.

در سال 2015، سرمایه‌گذاری حدود 286 میلیارد دلار در توسعه پایدار و انرژی تجدیدپذیر انجام شده است و این سرمایه‌گذاری بیشترین تمرکز خود را بر روی سوخت‌های زیستی، انرژی خورشیدی، باد و برق آبی داشته است. معمولاً، منابع انرژی غیرتجدیدپذیر در مقابل منابع تجدیدپذیر قرار می‌گیرند. سوخت‌های فسیلی منابعی محدود داشته و بازیابی آن‌ها زمان طولانی می‌برد. این در حالی است که انواع انرژی‌های تجدیدپذیر قابل تجدید و استفاده مجدد هستند.

انواع مختلف انرژی‌های تجدید پذیر کدام اند؟

انواع انرژی ‌های روی زمین بسیار متفاوت هستند و در این بین، انرژی تجدید پذیر در دهه‌های اخیر مورد توجه بسیاری از کشورهای جهان قرار گرفته است. انواع انرژی‌ تجدیدپذیر همانند زمین گرمایی، نور خورشید، بیومس، آب و باد هستند که به عنوان انرژی‌های پاک نیز شناخته می‌شوند. در ادامه مطلب به انواع انرژی‌ تجدید پذیر اشاره خواهیم کرد:

انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی به وسیله‌ی جمع‌آوری نور تابشی و انرژی گرمایی خورشید استخراج می‌شود. از طریق کلکتورهای خورشیدی، این نور و گرما به اشکال مختلف مانند فتوولتائیک، فتوولتائیک متمرکز، نیروی خورشیدی متمرکز (CSP)، گرمایش خورشیدی، فتوسنتز مصنوعی و معماری خورشیدی تبدیل می‌شود. انرژی خورشیدی جمع‌آوری شده، سپس برای تأمین نیازهای مختلف مانند نور، گرما و تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فناوری نه تنها به منابع انرژی تجدیدپذیر و پایدار کمک می‌کند، بلکه به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و وابستگی به سوخت‌های فسیلی کمک می‌کند. استفاده از انرژی خورشیدی و تأسیس نیروگاه تجدید پذیر و خورشیدی در حال رشد و گسترش است و می‌تواند نقش مهمی در تأمین انرژی پاک و قابل تجدیدپذیر در آینده ایفا کند.

انرژی بادی

انرژی بادی یک منبع انرژی پایدار و پرسرعت است که به راحتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از آسیاب‌های بادی برای پمپاژ آب از زمین، صدها سال است که مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، توربین‌های بادی بلند نیز برای تولید برق از باد استفاده می‌شوند. نیروگاه‌های بادی دارای مزایای فراوانی هستند که موجب می‌شود تا این نیروگاه‌ها از جریان هوای طبیعی روی سطح زمین بهره ببرند و بتوانند به طور مستقیم برق تولید کنند.

از جمله مزایای این نیروگاه‌ها می‌توان به پایداری، عمر طولانی، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و کاهش وابستگی به منابع سوخت فسیلی اشاره کرد. امروزه توربین‌های بادی دارای توان خروجی متنوعی هستند، که از حدود 600 کیلووات تا 5 مگاوات متغیر است. برای استفاده تجاری، توربین‌هایی با توان خروجی 1.5 تا 3 مگاوات به کار می‌رود. مکان‌هایی که از جریان هوای پایدار و پیوسته در مناطق کوهستانی و مناطقی در ارتفاعات بالا هستند، به عنوان مکان‌های ارجح برای نصب توربین‌های بادی در نظر گرفته می‌شوند. در سال 2015، برق تولید شده از انرژی باد حدود 4 درصد از مصرف انرژی جهانی را تأمین می‌کرد.

انرژی زمین گرمایی

انرژی زمین گرمایی از انرژی حرارتی که درون زمین ذخیره شده است به دست می‌آید. این منبع انرژی از چشمه‌های آب گرم و آتشفشان‌ها بهره می‌برد و به طور مستقیم از طریق صنایع جهت گرم نمودن آب و موارد دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. انرژی زمین گرمایی یک منبع پایدار و قابل تجدید است که به عنوان یک جایگزین سبز و پاک برای سایر منابع حرارتی استفاده می‌شود.

انرژی تجدید پذیر برق آبی

انرژی برق آبی، با تولید انرژی تجدیدپذیر چیزی در حدود 16.6 درصد از منابع انرژی جهان را فراهم می‌کند و بیشتر از 70 درصد از کل برق را تامین می‌نماید. این انرژی از طریق ساخت سدها و مخازن بر روی رودها به دست می‌آید و توربین‌های آبی برای تولید برق از جریان آب استفاده می‌کنند. همچنین، انرژی جزر و مد و نیروی موج از سطح امواج اقیانوس برای تولید برق بهره می‌برند. نیروگاه‌های آبی در این دو مورد انتقال انرژی نیز پتانسیل بسیار زیادی در موضوع تولید برق ایفا می‌کنند و به عنوان منابع پایدار و قابل تجدید محسوب می‌شوند.

انرژی تجدیدپذیر بیومس

انرژی تجدیدپذیر بیومس از زیست توده بدست می‌آید، که ماده‌ای بیولوژیکی از موجودات زنده و مواد گیاهی است. این زیست توده معمولاً به صورت بیومس لیگنوسلولزی شناخته می‌شود. زیست توده می‌تواند مستقیماً از طریق احتراق برای تولید گرما مورد استفاده قرار گیرد و همچنین به صورت غیرمستقیم برای تولید سوخت‌های زیستی به کار رود. زیست توده قابل تبدیل به سایر منابع انرژی نیز هست، که مواردی از قبیل سوخت‌های حمل و نقل از قبیل اتانول، بیودیزل و گاز متان از این دسته هستند.

مزایای استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر چیست؟

استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر دارای مزایای فراوانی است که بر اقتصاد، محیط زیست، امنیت ملی و سلامت انسان تأثیر می‌گذارند. از جمله این مزایا می‌توان به فراهم کردن اطمینان، امنیت و انعطاف‌پذیری شبکه برق اشاره کرد. استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند باد، خورشید و آب، قابلیت اطمینان بالا، امنیت انرژی و انعطاف‌پذیری شبکه برق را افزایش می‌دهد. این منابع انرژی متنوعی را فراهم می‌کنند و تا حدود زیادی از انرژی فسیلی ما را بی‌نیاز می‌کند. در واقع صنایع انرژی‌های تجدیدپذیر، ایجاد شغل در حوزه‌های مختلف از جمله طراحی، ساخت، نصب و راه‌اندازی تجهیزات، نگهداری و تعمیرات و تحقیق و توسعه را به همراه دارند. این ایجاد شغل‌ها در صنایع مرتبط با انرژی‌های تجدیدپذیر، رشد اقتصادی را تحریک می‌کند و به توسعه پایدار خواهد کرد. به علاوه انتقال از سوخت‌های فسیلی به منابع انرژی تجدیدپذیر منجر به به کاهش گازهای گلخانه‌ای و آلودگی هوا می‌شود. انتشار کمتر دی‌اکسید کربن، دی‌اکسید گوگرد و ذرات معلق مضر بهبود کیفیت هوای مناطق شهری و حفظ سلامت انسان از جمله فواید این انرژی‌ها هستند.

استفاده از این منابع، استقلال انرژی کشور را موجب خواهد شد. برخلاف منابع انرژی فسیلی که برای واردات نیازمندیم، منابع انرژی تجدیدپذیر می‌توانند در داخل کشور تولید و مورد استفاده قرار گیرند. البته ناگفته نماند که بسیاری از انواع انرژی‌های تجدیدپذیر، در مقایسه با منابع انرژی سنتی، مقرون به صرفه هستند. هزینه تولید و استخراج برخی از انرژی‌های تجدیدپذیر به طور قابل توجهی کاهش یافته است. همچنین، هزینه‌های بهداشتی و زیست محیطی ناشی از آلودگی هوا و آب تولید شده از منابع انرژی فسیلی نیز کاهش می‌یابد. بدین ترتیب این منابع، به خصوص در جوامع غیرمتصل به شبکه برق و مناطق ساحلی یا جزیره‌ای، امکان دسترسی گسترده به انرژی پاک را امکان‌پذیر می‌کند. این انرژی برای روشنایی، گرمایش، پمپ آب و نیازهای اساسی دیگر در این مناطق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

انرژی های تجدیدپذیر در آینده چگونه خواهد بود؟

در سال‌های اخیر، مفهوم پایداری به عنوان یک مسئله رسانه‌ای بیشتر به توجه مردم و نهادها دست یافته است. استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به عنوان راهکاری برای رسیدن به پایداری، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. اما انسان‌ها مدت‌هاست که با استفاده از منابع طبیعی، نیازهای روزمره خود را تامین می‌کنند. با پیشرفت فناوری‌های نوآورانه، این فرآیندها به شکل مدرنی تغییر کرده‌اند. گزارش سالانه وضعیت جهانی انرژی‌های تجدیدپذیر توسط REN21 نشان می‌دهد که با این وجود که به کارگیری انواع انرژی‌های تجدیدپذیر در بخش برق در سراسر جهان رواج دارد، پیشرفت در زمینه گرمایش، سرمایش و حمل و نقل برای حقیقت پیاده‌سازی آینده انرژی پاک ضروری است.

پیشرفت فناوری در زمینه انرژی‌های تجدیدپذیر نقش مهمی در تسهیل استفاده گسترده از آن‌ها ایفا می‌کند. در واقع این پیشرفت‌ها شامل توسعه سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، بهبود کارایی تکنولوژی‌های تولید انرژی تجدیدپذیر و توسعه فناوری‌های جدید مانند هیدروژن سبز و سیستم‌های هوشمند است. با توجه به مزایای اقتصادی، محیط زیستی و امنیتی استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، تلاش‌های بیشتری برای توسعه و استفاده از تکنولوژی‌های جدید و نوآورانه صورت گرفته است. این امر برای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و ایجاد یک آینده فاقد وابستگی به منابع فسیلی ایجاد خواهد شد.

انرژی‌های تجدیدپذیر در ایالات متحده آمریکا

انرژی‌های تجدیدپذیر در ایالات متحده آمریکا دارای پتانسیل بالایی هستند. این کشور منابع فراوانی از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی، آبی، بیوماس و گرمای زمینی دارد. ایالات متحده به عنوان یکی از بزرگترین تولیدکنندگان برق در جهان، به طور فزاینده‌ای در توسعه و استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر سرمایه گذاری می‌کند.

با توجه به ظرفیت بالای خورشید و باد در ایالات متحده، انتظار می‌رود که در سال 2022 سهم این دو منبع از تولید برق به طور قابل توجهی افزایش یابد. طبق آمار و اطلاعات موجود، در سال 2022 بیش از 60 درصد ظرفیت تولید برق در مقیاس شهری از طریق انرژی خورشیدی و بادی تأمین می‌شد. این امر شامل 46 درصد از انرژی خورشیدی و 17 درصد از انرژی بادی است. با توجه به پتانسیل بزرگ انرژی‌های تجدیدپذیر در ایالات متحده، این کشور به عنوان یکی از رهبران جهانی در توسعه و استفاده از این منابع شناخته می‌شود. توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر در ایالات متحده باعث ایجاد شغل‌های جدید، کاهش انتشارات گازهای گلخانه‌ای و کمک به تنوع انرژی می‌شود. همچنین، این تکنولوژی‌ها به وفور در ایالات متحده موجود هستند و می‌توانند در مسیریابی به سمت پایداری انرژی کمک کنند.

استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در منازل

دارندگان و مالکان با خرید برق سبز خواهند توانست از سیستم‌های انرژی تجدید پذیر جهت تولید نمودن برق استفاده کنند. به علاوه به کارگیری این منابع جهت گرمایش آب و سرمای فضا گزینه‌ای مناسب به نظر می‌رسد و منجر به استفاده از منابع پاک در خانه می‌شود. پیش از نصب و راه‌اندازی یک سیستم متمرکز بر انرژی تجدید پذیر، بایستی نسبت به کاهش مصرف انرژی اقدام کرده و بهره‌وری انرژی را در خانه خود بهینه سازی نمایید.

تفاوت عمده انرژی تجدید پذیر با انرژی پاک در چیست؟

در واقع انرژی تجدیدپذیر به جای انرژی سبز و انرژی پاک بیشتر استفاده می‌شود. انرژی سبز به طور کلی به انرژی اشاره دارد که از منابع طبیعی مانند باد، نور خورشید و آب تولید می‌شود. انرژی پاک انرژی است که در فرآیند تولید آن هیچ انتشار آلاینده‌ای رخ نخواهد داد و همچنین میزان آسیب‌های زیست محیطی را کاهش می‌دهد. اما تمام انرژی‌های سبز به معنای پاک بودن نیستند، زیرا برخی از منابع تجدیدپذیر ممکن است عواقب زیست محیطی و اجتماعی منفی داشته باشند. برای مثال سدهای آبی بزرگ لزوما پاک در نظر گرفته نمی‌شوند. همچنین، استخراج و حفاری در برخی از منابع انرژی تجدیدپذیر نیز ممکن است اثرات مخربی بر اکوسیستم داشته باشد و به همین دلیل به عنوان سبز در نظر گرفته نمی‌شوند.

جمع بندی

استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به عنوان جایگزینی پایدار و سبز برای منابع انرژی فسیلی می‌تواند بهبود‌های قابل توجهی در بسیاری از جوانب زندگی ما داشته باشد. استفاده از این انرژی‌ها موجب می‌شود تا آلودگی‌ زیست محیطی کمتر شود و بتوان به صورت پاک‌تر و ساده‌تر انرژی مورد نیاز را تامین کرد. با ادامه تحقیقات و پیشرفت های فناوری، انتظار می‌رود که استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در سطح جهانی افزایش یابد و به تحقق هدف‌های پایدار توسعه کمک کند.

ناگفته نماند که نرم‌افزار مانیتورینگ و پایش لحظه‌ای نیروگاه تجدیدپذیر ایرانی با نام تجاری فارسکادا به تازگی رواج یافته است. این نرم‌افزار طراحی شده است تا به کنترل کامل و مستمر تجهیزات نیروگاه‌ها کمک کند. ویژگی‌های نرم افزار فارسکادا شامل کوتاه شدن چشمگیر مدت زمان شناسایی مشکلات، کاهش مدت زمان حضور مستمر اپراتورها، بالا رفتن بهره‌برداری سالانه تا ۱۰ درصد و دسترسی آن به صورت آنلاین است. برنامه ریزی شده است که این نرم‌افزار در بازار داخلی و خارجی عرضه شود.