09 می 2008

راه حل پاك براى توليد انرژى

یک سلول سوختی 250 کیلوواتی، بخشی از سیستم تولید برق و گرمایش آب در یک شعبه هتل شرایتون در نیویورک.(© AP Images)

Lewis Milford , Allison Schumacher

راهکارهای بكار گيرى تكنولوژى كربن پايين را باید برای دستیابی به امنیت و انرژى و هواى پاك تا سال 2050 ایجاد نمود . اين انرژى زمینی بايد شامل تغيير فرمى باشد كه تركيبى از تكنولوژى گياهى و كربن زدائى ذغال ، جدا سازى كربن از سلولهاى سوختى و انرژى هاى طبيعى و كارخانه هاى برق كارآمد باشد .

Lewis Milford  رئيس طرح انرژی پاک ، و Allison Schumacher مدیر این طرح اند كه به يك سازمان غير انتفاعى دفاعى وابسته است كه بر روى نوآورى هاى انرژى فعاليت ميكند  و سياستهاى برنامه گذارى شامل انرژى پاك و برطرف سازى مشكلات جوى را انجام ميدهد –

براى پيشرفت و جنبه تجارى دادن و رسيدن به بازار و گسترش وسيع تكنولوژى هاى كربن پايين نوآورى بزرگ و بى سابقه اى لازم ا ست كه جهان را متحول خواهد كرد . بازارهاى انرژى پاك در سالهاى اخير به مقدار زيادى رشد كرده اند اما فقط راه حل ضعيفى را براى مشکل گرم شدن جهان ارائه كرده اند كه به تحول بزرگ براى كربن پائين در آينده وابسته است .

انرژى پاك معمولا شامل تكنولوژى هاى تجديد پذیر سنتى و مرسوم از قبيل : توليد انرژى از خورشيد ، باد ، آبهاى كوچك ، توده زنده ، موج ، جذر و مد ، گرماى اقيانوس ، زمين ، باطرى هاى سوختى و تكنولوژى هاى تبديل و انبار انرژى هاى مربوط .

اما نوآورى تكنولوژى كربن پائين و جامع مورد نياز ا ست . ما بايد استفاده از اين تكنولوژى هاى تجديد پذیر را بطور قا بل توجهى افزايش و توسعه دهيم . گزينه هاى كربن پا ئين را همچون كربن زدائى زغال و جداسازى كربن ، توليد انرژى فسيلى پر بازده ، باطرى هاى سوختى ، توده زنده ، گرفته شده از ژنومیک ، نانوتكنولوژى و رشته هاى مربوط .

بعلاوه سياستهاى اقليمى به تنهايى نمى توانند بازارهاى انرژى پاك را بدست بيآورند . و با اين سرعت و مقياسى كه ضروريست تا تضمين انرژى را استحکام بخشد آ ب و هوا را تثبیت کند ، تا سال 2050 نميتوان به اين منظور دست يا فت و بايد بسیار خلاقانه تر عمل کرد در گسترش استراتژى هاى جديد و ابتكارى براى همه گزينه هاى كربن پائين. همچينين ساختارهاى فعلى براى سرمايه گذارى و تجارى كردن تكنولوژى هاى ابتكارى موفق نيستند .

تنها با بكار گيرى هم زمان تكنولوژى كربن پائين و امور بازاريابى و بازرگانى ميتوان به تغيير فرم انرژى دست پيدا كرد .

راه حل تكنولوژى كربن پائين

علاوه بر تجديد پذیر هايى نظير نيروزاى نورى ، باد ، انرژى اقيانوس و تكنولوژى بهينه سازى ، تكنولوژى كربن پائين ، راه حل هائى نيز وجود دارد شامل :

-           جداسازى كربن : تغيير يكپارچه سيكل مركب  ( IGCC ) نشان دهنده نسل جديدى از كارخانه هاى ذغال ميباشند كه از نظر تكنولوژى و زيست محيطى بر كارخانه هاى فعلى ارجحيت دارند و اين به خاطر وجود قا بليت تغيير سازى ذغال ميباشد بنحويكه باعث كاهش سطح اكسيد سولفور ، اكسيد نيتروژن ، ذّرات ريز و خروج جيوه قبل از مصرف ، شده است . همچنين كارخانه هاى  IGCC  بطور معنا داری در خروج دى اكسيد موثر بودند به گونه ای که می توانند كربن ها را نگهداشته و باعث پاكسازى قوى نهائى شوند . ذغال ميتواند به سه طريق مختلف كربن زدائى شود . روش ا ول از طريق دستگاه تصفيه كوره ، تجزيه و روش  IGCC است . ( يا  IGCC  و روش جداسازى و تجزيه ) . اين سه متد كربن زدائى در بازار وجود دارد وليكن در سطح وسیع تری بايد توليد شود كه قادر به رقابت با كارخانه هاى علمى ذغال بوده و بتواند به فعاليت اين گونه كارخانه ها پايان دهد .  اين قضيه على الخصوص در كشورهاى در حال توسعه مصداق پيدا ميكند . با ا ينكه رشد پروژه هاى كارخانه هاى معمولى ذغال سنگ سازى بالا ست ، در آينده جدا سازى كربن يك گزینه اجبارى ا ست .

-           كارخانه هاى گاز فوق کارامد : گاز طبيعى كه سيكل پيشرفته اى ار توربينها را بكار ميگيرد كارآئى بيشترى دارد و گازهاى گلخانه اى را نسبت به کارخانه های ذغا ل معمولی كمتر رها مى سازد. در دوره های مختلفى در سال  2005  گاز طبيعى از بنزين و ذغال سنگ گرانتر بود كه اين هزينه ها يك فاكتور خيلى حياتى محسوب ميشود . چگونگی تامين گاز طبيعى در آینده ، بر روى هزينه ها تاثير خواهد گذاشت . انگيزه های افزايش هزينه هاى رقابتى ، ممكن ا ست بمنظور تشويق استفاده گسترده تكنولوژى گاز فوق کارامد مورد نياز باشد .

-           سوخت سلولى : سوخت سلولى ، هيدروژن و اكسيژن را  به الكتريسيته تبديل مى كند  و فقط آب و گرما بوجود مى آيد وگاز گلخانه اى هم  آزاد نمى شود  و يك تكنولوژى اميد دهنده با كار برد هاى متعدد محسوب  ميشود  مخصوصا براى  توليد انرژى  پاك  کارا

-           توزيع  در مناطق  مختلف  با ميزان حساس نیرو نظير : فرودگا هها ، بانكها، مراكز اطلاع رساني،بيمارستانها و مراكز  مخابراتي.

   انرژى سلولى  تضمين كننده انرژى امن و قابل تداوم و با كيفيت بالا ميباشد . آنها مانند سوخت های تجدید پذیر قابلیت کار کردن روى گازهاى طبيعى را دارند . سدهائى كه مانع استفاده از سوخت سلولى ميشود شامل هزينه هاى نسبتا بالا و مرا قبت و نگهدارى ويژه هستند . هزينه توليد انرژى هيدروژن و نگهدارى آن از مسائل ديگر مورد بحث ا ست . برای پذيرش همه جانبه اين نوع انرژى ، سوخت سلولى بايد در مراحلی استفاده شود كه كمبود انرژى عوافب منفى در بر داشته باشد ، نظير بيمارستانها . براى اينگونه مكانها تفاوت هزينه شايد مانع کمتری باشد . يكى ديگر از موانع در مورد سوخت سلولى در مرحله بكارگيرى عبارتست از نرخ گرانى كه براى به حركت درآوردن اين انرژى در شبكه ا ست . زمانى كه سيستم براى تعمير ، يا نگهدارى خاموش باشد . براى اين مساله نيز بايد راه حلى پيدا كرد .

دی اکسید کربن (CO2) استخراج شده از گازهای گلخانه ای و یا هوا را می توان برای مدت های طولانی در پوشش های گیاهی، خاک، و منابع زیرزمینی نگ

-           سوخت هاى سلولزى زيست توده اى و سوخت هاى زنده :

همچنان که در توليد انرژى علاقه به کار گرفتن سوخت هاى زنده در حال گسترش ا ست ، توجه كاربرد انرژى زيست توده اى نظير گوارش غير هوازى و تركيب هوازى مانند توليد انرژى از باقيمانده ذرت نیز در حال افزایش ا ست . اما بازار زيست انرژى نسبتا نوپا ست و در حال راه يافتن به نقطه اى ا ست كه نويد  بكارگيرى اين تكنولوژى را می دهد .

علاوه بر اين از نظر پا ئين بودن كربن بطور ، مشخص شده است که استفاده از سوخت های سلولزی در رشد محصولات كشاورزى خاصى كه حاوى سلولز بيشترى هستند نظير ذرت ترجیح دارد ، تا تولید سوخت های زیستی ، زیرا کشت و انتقال اين نوع خاص از محصولات كشاورزى كربن آزاد شده در هوا را افزایش می دهند . تحقيقات سلولى ممكن ا ست براى اين نوع تكنولوژى اشكال تراشى كند وليكن هنوز راه زيادى تا بكارگيرى ، توسعه و تجارى كردن انرژى هاى زيستى وجود دارد .

-           جدا سازى :

جدا سازى به معناى گرفتن و نگهداشتن كربن آزاد شده به جای انتشار آنها در اتمسفر ميباشد كه به دو گروه تقسيم ميشود .

1-         زيست شناسى : که در آن كربن در گياهان حبس می شود ، یعنی مقدار زيادى كربن جذب می شود و در قسمتهاى مخصوصى نگهدارى می شود .

2-         زمين شناسى : که در آن كربن به داخل چینه بندی صخره ها وارد می شود . فنا وری های زیادی برای هر دوگونه جدا سازى بررسی شده ا ست وليكن هيچكدام هنوز بصورت همه گير وجود ندارد . كليه عوامل عمومى و خاص بايد اقدامات شديدى را به سرعت بكار گيرد بنحويكه قادر به پاسخگوئى به سوالات تكنيكى و علمى باشد كه چگونه به بهترين نحو ميتوان كربن را برای مدت طولانی انبار و بدام انداخت. بطور قطع تكنولوژى هاى ديگرى نيز بوجود خواهد آمد كه بر اساس كربن پا ئين باشند . اينها می توانندروشهاى قديمى انرژى را مختل سازند وليكن رقابت شديد تنها براى بوجود آوردن روشهاى جديد نيست بلكه در تاسيس و گسترش سريع آنها و همچنين بازاريابى براى تكنولوژى كربن جديد در نظر گرفته ميشود .

نوآورى شتاب دهى :

بطور قطع تكنولوژى هاى متعدد كربن پائين رقابت شديد و موقعيت هايى را در پيش رو دارند . متخصصين معتقدند كه توسعه انرژى پاك نظرها را جلب خواهد كرد نه فقط در علوم پايه و كاربردى بلكه در بازرگانى پويا كه با تكنولوژى احاطه شده ا ست . مجموعه اى از 8 كشور براى نياز مبرم براى نوآورى تكنولوژى و بازرگانى تشخيص داده شده ا ند . زمانى كه اولین بحث ها در  ( G8 ) مطرح شد . در مورد تغیيرات در وضع هوا بود . انرژى پاك و پايدار كشور هايى نظير اسكاتلند در جولاى 2005 مطرح شد .

بانك جهانى توسعه يك چارچوب سرمايه گذارى را به منظور بكارگيرى بنياد ا صلى براى اين گفتگوها ادعا نمود كه نياز شديدى براى تكنولوژى خلاقانه بمنظور جمايت وسيع در سرمايه گذارى در تحقيق و گسترش و بازار يابى تكنولوژى كربن پا ئين .

گزارش بانك جهانى نشان داد که سياستهاى فعلى و سرمايه گذارى چه از سوی منابع عمومى و چه خصوصى بمنظور ارتقاء اين تكنولوژى که کربن را کاهش می دهد تا انتشار گازهاى كربن دار تثبیت شود کافی نیست .

رقابت هاى تبديل انرژى :

تبديل سيستم انرژى جهانى بسیار دشوار ا ست ، زیرا این سیستم متمرکزترین سرمایه را در جهان دارد ، شبكه ای پيچيده و رسمى با يك قرن حمايت و پشتيبانى . با وجود اين تحول سریع انرژى ميتواند اتفاق بيافتد . اتومبیل ، تقریبا در سی سال جايگزين ا سب در  حمل ونقل شده است ،  در حاليكه برق رسانى مرکزی در سراسر آمريكا در كمتر از40 سال توزيع شده ا ست .

حمل و نقل موجود به برابر سازى ميزان جابجائى حمل و نقل تكنيكى سوخت انرژى در كشورهاى صنعتى در طول 100 سال گذشته نیاز دارد . در اين دوره اى بود كه جابجائى بوسيله چرخ هاى آبى در صنعت ، نفت و چوب و مصارف خانگى ، جابجائى بوسيله اسب ، برق رسانى به جاهاى نزديك ، استفاده از ذغال براى توليد الكتريسيته ، ميليون ها گاز و ماشينهاى سوختهاى ديزلى ، مسافرتهاى هوائى و سرانجام در صنايع اقتصادى و ديجيتال و كامپيوترى بوجود آمد . به منظور رسيدن به حمل و نقلى با چنين مقياسى چندين تغيير لازم است .

-           در مهمترين آن دولت ، بخش خصوصى بايد به جای آن که تحقيق و توسعه  ( R&D ) را با بخشی متمرکز و منفرد بدا نند باید آن را با تكنولوژى بازرگانى هماهنگ كنند

-           بحث روى تكنولوژى كربنهاى پائين بايد در سطوح مختلف اتفاق بيفتد و در چارچوبهائى براى سرمایه داران جایگزین و نیز همايش سازمان ملل در مورد تغييرات جوى و گفتگوهاى   G8  در مورد تغييرات جوى انرژى پاك و توسعه پايدار .

-           وظيفه كاهش انتشار كربن در مقياس جهانى بايد به تمام سطوح بخش هاى خصوصى و عمومى تعميم داده شود . اين امر راه را برای حل خلاقانه موضوع می گشاید كه كمبود هاى بازار را رفع می کند انتقال فناوری کربن پا یین را پیش می برد ، اطلاعات را مبادله می کند ، پیوند میان اصول را ترویج می دهد  و نتایج واقعی به بار می آورد.

-           چارچوب سرمايه گذارى  ( G8 )و شكل هاى ديگر همكارى بين ا لمللى بايد سوال هاى وسيع ترى را در باره نوآورى تكنولوژى و بازرگانى شدن پاسخگو باشد . شكافها در زنجيره نوآورى بايد پر شود تا تكنولوژى هاى كربن پائين را در كشورهاى در حال توسعه و كشورهاى صنعتى تغيير دهد . برای کسب نتیجه ، این امر اين بايد با توسعه عمده منابع و بودجه مشخص همراه شود . مشاركت عمومى و خصوصى باید در اولويت اصلى قرار گیرد تا سرعت پذيرش و نوآورى تكنولوژى كربن پا یين را افزايش دهد . اين موضوع  بطور جامع در تضمين انرژى در قرن 21 مورد توجه قرار گرفته است .