تا به امروز سوختهای فسیلی منبع اصلی تامین انرژی جهان بوده‌اند. اما با توجه به رشد جمعیت کره زمین و ماشینی شدن زندگی بشر، تقاضا برای انرژی روز‌به‌روز افزایش یافته است درحالی‌که منابع انرژی فسیلی محدود هستند. از دیگر مشکلات سوختهای فسیلی می‌توان به آسیب‌های زیست‌محیطی ناشی از گرمایش زمین و افزایش گازهای گلخانه‌ای، آلودگی هوا، آلودگی آب و تهدید سلامت انسان‌ها اشاره کرد.
از این رو جهان به دنبال جایگزینی سوختهای فسیلی با منابع انرژی تجدیدپذیر است. در حال حاضر، کشورهای آلمان، انگلستان، فرانسه، ایالات متحده آمریکا، ایتالیا، چین، استرالیا، اروگوئه، کاستاریکا، ایسلند، پاراگوئه، پاکستان، هند و چین در استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر پیشرو هستند.
در این مقاله قصد داریم با انرژیهای تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر و نقش آن‌ها در تولید برق آشنا شویم. پس با آکادمی ماهر همراه باشید.
برای شرکت در دوره آموزشی برق صنعتی روی لینک زیر کلیک کنید
مشکلات و اثرات منفی روش‌های سنتی تولید برق
امروزه با افزایش جمعیت جهان، تامین برق به یکی از مهمترین دغدغه‌های انسان تبدیل شده است. سوختهای فسیلی مانند زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی منبع اصلی انرژی نیروگاههای برق هستند. به طوری‌که ۸۲ درصد از انرژی مورد نیاز نیروگاههای برق را سوختهای فسیلی تشکیل میدهند؛ اما سوختهای فسیلی عامل ایجاد مشکلات زیادی در زندگی انسان‌ها و دیگر جانداران شده‌اند. از جمله این مشکلات می‌توان موارد زیر را نام برد.
- تجدیدپذیر نبودن. جایگزینی سوختهای فسیلی میلیون‌ها سال زمان نیاز دارد.
- تولید گازهای گلخانه‌ای که سبب سوراخ شدن لایه اوزون، گرم شدن زمین و آب شدن یخچال‌های طبیعی شده است.
- تولید گازهای مضر مانند کربن مونوکسید (CO2) و دی اکسید گوگرد (SO2) که باعث بارش باران‌های اسیدی، آلودگی آب، هوا و خاک می‌شود.
از آنجایی که انرژی یک نیاز اساسی برای توسعه صنعت، رفاه اجتماعی، بهبود کیفیت زندگی و امنیت جامعه است. بنابراین، جهان به سمت جایگزینی سوختهای فسیلی با انرژیهای پاک حرکت می‌کند.
اهمیت تأمین پایدار انرژی الکتریکی
کارخانه‌های صنعتی از مهمترین عوامل رشد شاخص‌های تولید و اشتغال در اقتصاد به شمار می‌روند. برای همین تامین پایدار انرژی برای آن‌ها اهمیت زیادی دارد. صنعت برق به عنوان یک صنعت زیربنا و مادر نقش مهمی در توسعه اقتصادی و رفاه جوامع دارد.
اهمیت برق از آن جهت است که به دلیل امکان به کارگیری تکنولوژی‌های مدرن‌تر و ملاحظات زیست محیطی، در تمامی زمینه‌ها می‌تواند به عنوان منبع مناسب انرژی انتخاب شود. اما دستیابی به تأمین پایدار انرژی الکتریکی بدون حفاظت از محیط زیست و بهبود زیرساخت‌های اقتصادی امكان‌پذیر نیست.
صرفه‌جویی در مصرف انرژی در كنار توسعه و به‌كارگیری انرژیهای پاک و تجدیدپذیر می‌تواند موجب كنترل و كاهش مصرف سوختهای فسیلی و كاهش انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی شود. امروزه تأمین پایدار انرژی و حفظ محیط زیست به عنوان دو هدف ارزشمند، نه تنها در سطح كشورها بلكه در سطح جهانی مطرح است.
انرژی تجدیدپذیر چیست؟
هر نوع منبع انرژی که به طور طبیعی در کوتاه مدت دوباره جایگزین شود را انرژی تجدیدپذیر می‌گویند. معمولا ﺍﻧﺮﮊﯼﻫﺎﯼ ﺗﺠﺪﯾﺪﭘﺬﯾﺮ مستقيم یا غيرمستقيم از انرژی خورشیدی سرچشمه می‌گیرند. انرژیهای تجدیدپذیر شامل انرژی خورشیدی، باد، بیومس (زیستتوده)، زمینگرمایی و انرژی آبی هستند.
از آنجایی‌که انرژیهای تجدیدپذیر آلودگی برای محیط‌زیست تولید نمی‌کنند، با نام «انرژیهای پاک» نیز شناخته می‌شوند.
منابع انرژی تجدیدپذیر
در این بخش با منابع مختلف انرژیهای پاک و تجدیدپذیر آشنا می‌شویم و جایگاه آن‌ها را در تولید برق بررسی می‌کنیم.
انرژی خورشیدی (Solar Energy)
انرژی خورشیدی بزرگترین منبع انرژی در زمین است. این انرژی پاک، ارزان، تجدیدپذیر و در هر نقطه از کره زمین در دسترس است. تولید برق از انرژی خورشیدی، در نیروگاههای خورشیدی انجام می‌شود. به طور کلی نيروگاه‌های خورشیدی به دو شکل اجرا می‌شوند:
- نیروگاههای Photovoltaic
- نیروگاههای حرارتی خورشیدی
نیروگاه Photovoltaic
نیروگاه Photovoltaic عمدتا از سلول‌های Photovoltaic ساخته می‌شوند. این نوع سلول‌ها قطعات نيمه‌رسانایی هستند که از دو لایه نیمه‌هادی نوع n و نیمه‌هادی نوع p ساخته شده‌اند. زمانی که نور به لایه نوع n برخورد می‌کند، الکترون آزاد شده و الکترون به سمت لایه p حرکت می‌کند.
این کار باعث جاری شدن جریان الكتریكی می‌شود. سلول‌های Photovoltaic از تابش مستقيم نور خورشيد برای تولید برق استفاده میکنند. بنابراین نيروگاه‌های خورشيدی باید در مناطقی که تابش مستقیم نور خورشید زیاد است، ساخته شوند.
در بسیاری از مناطق جهان می‌توان با استفاده از تكنولوژی‌های نیروگاه خورشیدی در مساحت يك كيلومتر مربع ، ۱۰۰ الی ۳۰۰ گیگاوات.ساعت انرژی خورشیدی تولید کرد. این مقدار معادل توليد انرژی سالانه نيروگاه‌های سوخت فسیلی با ظرفیت متوسط ۵۰ مگاوات است. شکل ۲ اساس کار سلول فوتو‌ولتائیک را نشان می‌دهد.
نیروگاه حرارتی خورشیدی (Solar Thermal Energy)
در این نوع نیروگاه انرژی حرارتی خورشید در سیالات با نقطه جوش پایین (مانند روغن ویژه انتقال حرارت) ذخیره می‌شود. این سیال با دمای حدود ۴۰۰ درجه سانتیگراد در لوله‌های جاذب جریان می‌یابد و در مبدل‌های حرارتی آب را به بخار تبدیل می‌کند.
بخار آب نیز توربینها را به کار انداخته و ژنراتورهای متصل به توربینها، انرژی مکانیکی را به برق تبدیل میکنند. شکل ۳، فرایند یک نیروگاه حرارتی خورشیدی نشان می‌دهد.
انرژی الکتریکی تولیدی توسط پنل‌های خورشیدی از نوع DC است. برای استفاده از آن با توجه به اینکه شبکه سراسری برق AC است نیاز به استفاده از اینورتر برای تبدیل برق DC به برق AC وجود دارد.
انرژی باد (Wind Energy)
یکی دیگر از انرژیهای پاک، انرژی باد است. تولید انرژی باد را به این صورت می‌توان توضیح داد که هوا در نزدیک سطح زمین به وسیله انرژی خورشید گرم می‌شود و به دلیل اختلاف چگالی هوای سرد و گرم هوای گرم به سمت بالا حرکت می‌کند و هوای سرد جایگزین هوای گرم می‌شود.
از قرن‌ها پیش تاکنون از انرژی باد برای حرکت کشتی‌ها و پمپاژ آب از زمین در آسیابهای بادی استفاده می‌شده است. امروزه از انرژی باد برای تولید برق نیز استفاده می‌شود. این‌کار توسط توربین‌های بادی انجام می‌شود. شکل ۴ نحوه تولید برق توسط توربین بادی را نشان می‌دهد.
در یک توربین بادی، یک پره چرخان بزرگ به وسیله انرژی باد می‌چرخد و یک ژنراتور برق را به حرکت می‌اندازد و انرژی حرکتی را به برق تبدیل می‌کند. اما این توربینها برای پرندگان مهاجر و خفاش‌ها مشکل‌ساز هستند. برای همین باید در جای مناسب نصب شوند.
انرژی برقآبی (Hydroelectricity)
امواج آب دریاها و دریاچه‌ها، جزر و مد، آب پشت سدها و آب جاری رودخانه‌ها قادر به توليد انرژی هستند که به عنوان انرژی برقآبی شناخته می‌شوند. برای این کار، انرژی جنبشی آب جاری، توربین‌های نیروگاههای برقآبی را به حرکت در‌می‌آورد. حرکت این توربینها باعث تولید انرژی الکتریکی می‌شود.
نمونه دیگر استفاده از نیروی برقآبی، تبدیل انرژی جزر و مد و نیروی امواج اقیانوس به انرژی الکتریسیته است. در شکل ۵ استفاده از نیروی امواج اقیانوسی برای تولید برق را می‌بینید.
استفاده از دو روش جزر و مد و امواج اقیانوس پتانسیل عظیمی در تولید برق دارد و حدود ۱۶.۶ درصد از منابع انرژی جهان و حدود ۷۰ درصد کل برق تجدیدپذیر را تولید میکنند. هرچند که انرژی برقآبی تجدیدپذیر است؛ اما در مقیاس بزرگ می‌تواند مشکلات زیست‌محیطی به همراه داشته باشد.
انرژیی جریان اقیانوسی (Marine Current Power)
علاوه بر انرژی جزر و مد و آب ذخیره شده در پشت سد، انرژی حرارتی اقيانوس‌ها یا دریاها نیز به عنوان انرژیهای پاک و تجدیدپذیر مورد توجه قرار گرفته است.
در این نوع تبدیل انرژی، اختلاف دمای آب‌های سطحی و آب‌های عميق باعث یك چرخه کم‌راندمان ترمودینامیکی بين دو منبع حرارتی سرد و گرم می‌شود. از این چرخه برای حرکت ژنراتور و تولید برق استفاده میکنند. در شکل ۶ این چرخه نشان داده‌شده است.
انرژی زمینگرمایی (Geothermal Energy)
یکی دیگر از انواع انرژیهای پاک و تجدیدپذیر، انرژی زمینگرمایی است. گرمای چشمه‌های آب‌گرم و آتشفشان‌ها در اثر حرارت داخل زمین است که از این گرما می‌توان به طور مستقیم برای گرم کردن آب در صنایع استفاده کرد.
علاوه بر این، می‌توان با حفرچاه‌های عمیق نیز مستقیم به حرارت داخل زمین دست یافت و از این انرژی گرمایی برای به کار انداختن توربین به‌منظور تولید برق استفاده کرد. مزیت ویژه نیروگاه زمینگرمایی در بين انرژیهای تجدیدپذیر، در دسترس بودن انرژی زمين‌گرمایی در کل کره زمین است.
در نيروگاه‌های زمين‌گرمایی از آب‌ها و بخارهای داغ طبيعی که از چاه‌های عمیق بالا می‌آیند، برای به حرکت در آوردن توربين‌های بخار و توليد برق استفاده میکنند. شکل ۷ پروسه تبدیل انرژی زمینگرمایی به برق را نشان می‌دهد.
انرژی بیومَس ( Biomass Energy)
بیومس (زیستتوده)، نخستین منبع انرژی در زندگی انسان بوده است. به عنوان مثال در گذشته انسان‌ها برای پخت غذا و تولید گرما از سوزاندن چوب، مهمترین منبع انرژی زیستتوده، استفاده می‌کردند.
از جمله منابع دیگر زیستتوده (بیومس) می‌توان محصولات غذایی، ضایعات، پسماندهای کشاورزی و جنگل‌داری، عناصر آلی حاصل از زباله‌های شهری و صنعتی و حتی گاز متان حاصل از محل دفن زباله نام برد. نیروگاه زیستتوده مانند نیروگاه سوخت فسیلی کار می‌کند.
به‌طوری‌که انرژی شیمیایی موجود در سوخت زیستی به انرژی گرمایی و سپس به انرژی حرکتی تبدیل می‌شود و با حرکت توربینها منجر به تولید برق می‌شود. از انرژی زیستتوده می‌توان برای تولید برق، خودرو‌هـای با سوخت گاز طبیعی و روشنایی معابر استفاده کرد. شکل ۸ انواع منابع انرژی پاک بیومس را نشان می‌دهد.
زیستتوده به‌عنوان منبع ارگانیک ناشی از بقایای گیاهان و حیوانات، تجدیدپذیر است. علاوه بر آن نقش پررنگی در کاهش آلودگی زیست محیطی ناشی از پسماندها دارد. اما سوخت زیستی گازهای گلخانه‌ای منتشر می‌کند که به محیط‌زیست آسیب می‌رساند. دو روش برای بهرهبرداری از زیستتوده وجود دارد:
- ترموشیمیایی: فرآیندی است که در آن زیست توده با حرارت مانند سوختن تجزیه می‌شود و محصولاتی نظیر بیوگاز، سوختهای زیستی و گازهای سنتز تولید می‌کند.
- بیوشیمیایی: فرایند بیوشیمیایی، تجزیه بیولوژیکی مواد زیستتوده در غیاب اکسیژن است که منجر به تولید بیوگاز و موادی تثبیت‌‌شده می‌شود. این فرآیند، توانایی تولید حجم زیادی از گاز متان را دارد که قابل استفاده در صنعت برای واحدهای تولید برق است. شکل ۹ فرایند تولید بیوگاز توسط زیستتوده را نشان می‌دهد.
مزایای انرژی تجدیدپذیر
مزایای انرژیهای تجدیدپذیر در مقایسه با دیگر منابع انرژی بسیار است. در این بخش چند مورد از آن‌ها را بررسی می‌کنیم.
پایداری
مهمترین برتری انرژیهای تجدیدپذیر نسبت به سوختهای فسیلی، تجدیدپذیر بودن آن‌ها است که باعث کاهش آسیب‌های زیست محیطی می‌شود.
محیط زیست و سلامت
یکی از بزرگترین مزایای انرژیهای تجدیدپذیر نسبت به سوختهای فسیلی انتشار کمتر آلاینده‌ها و کاهش آلودگی هوا است. انرژیهای تجدیدپذیر مانند زمینگرمایی و بیومس نسبت به دیگر انرژیهای تجدیدپذیر آلودگی بیشتری تولید میکنند؛ اما همچنان در مقایسه با سوختهای فسیلی آلودگی کمتری دارند.
دسترسی به انرژی
در سراسر جهان مناطق بسیاری به شبکه برق دسترسی ندارند. علاوه بر این در هنگام وقوع بلایای طبیعی مانند سیل، زلزله، طوفان و شرایط اضطراری پیچیده، تامین برق بسیاری از مناطق روستایی و جزایر با مشکل مواجه می‌شود. منابع انرژی تجدیدپذیر برای ساخت و توسعه به هزینه بسیار کمی نیاز دارند.
همچنین فناوری انرژی تجدیدپذیر کمتر در معرض خرابی قرار می‌گیرند و بدون نیاز به زیرساخت‌های پیچیده قابل توسعه هستند. برای مثال سلول‌های خورشیدی می‌توانند در کمتر از یک ساعت در هر منطقه‌ای نصب شوند و برق مورد نیاز، هنگام بحران را تامین کنند.
کاهش هزینه‌های تولید انرژی
برای تولید برق در نیروگاههای سوخت فسیلی به گاز طبیعی یا زغال سنگ نیاز است. بسیاری از کشورهای جهان منابع نفت و گاز ندارند و هزینه تولید برق برای این کشورها به شدت بالا است. همچنین هزینه‌های تعمیر و نگهداری ژنراتورهای نیروگاه‌ها قابل توجه است.
نیروگاههای انرژی تجدیدپذیر معمولا هزینه تعمیر و نگهداری بسیاری کمی دارند و چون منبع انرژی آن‌ها طبیعت است، هزینه تولید برق را به میزان قابل توجهی کاهش میدهند. جدول ۱ هزینه‌های تولید برق در نیروگاههای تجدیدپذیر و نیروگاههای سوخت فسیلی نشان می‌دهد.
استقلال از منابع خارجی
قیمت و عرضه سوختهای فسیلی همواره وابسته به سیاست‌های کشورهای صادر کننده بوده است. وابستگی به نفت و گاز برای تامین انرژی، در کشورهای وارد کننده سوخت باعث بروز مشکلات سیاسی و اقتصادی در کشورها می‌شود.
برای مثال، اتحادیه اروپا وارد کننده گاز از روسیه و خاورمیانه است. شروع جنگ اوکراین توسط روسیه باعث تنش‌های بسیار در اتحادیه اروپا شده است. این موضوع انگیزه استفاده از منابع تجدیدپذیر را در این کشورها افزایش داده است.
لازم به ذکر است که اگرچه برای کشورهای وارد کننده سوختهای فسیلی، استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر، یک قدم برای کاهش مشکلات اقتصادی سیاسی است. اما برای کشورهای صادر کننده مثل کشورهای خاورمیانه و روسیه، ممکن است یک چالش اقتصادی بزرگ باشد.
معایب انرژی تجدیدپذیر
در مقابل مزایای متعدد انرژیهای تجدیدپذیر، استفاده از این منابع انرژی معایبی نیز دارد که باید نسبت به آن‌ها آگاه بود. این معایب عبارتند از:
دسترسی مداوم
منابع انرژی پاک و تجدیدپذیر با اینکه در همه مناطق در دسترس هستند، اما استفاده از آن‌ها محدود به زمان‌های خاصی است. برای مثال نور خورشید در شب قابل دسترس نیست و حوادث غیرقابل‌پیش‌بینی می‌تواند روند تولید انرژی را با مشکل مواجه کند. اما سوختهای فسیلی در هر زمانی قابل دسترس هستند.
محدودیت‌های جغرافیایی
استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر نیازمند موقیت‌های جغرافیایی خاص است و در هر مکانی امکان‌پذیر نیست. استفاده از انواع انرژیهای تجدیدپذیر در هر منطقه وابسته به پتانسیل آن منطقه است. برای مثال در کشورهایی که هوای آن‌ها بیشتر روزها ابری است، استفاده از انرژی خورشید بهره‌وری کمی دارد.
قابلیت اطمینان کم
انرژیهای تجدیدپذیر به شدت وابسته به شرایط آب و هوایی و محیطی هستند. نیروگاههای آبی نیاز مداوم به آب دارند و تولید انرژی، وابسته به بارش باران است. سلول‌های خورشیدی نیز در هوای ابری یا آلوده با کاهش بازده روبرو هستند. این انرژی‌ها، قابل پیش‌بینی و ثابت نیستند.
آلودگی
برخی از منابع انرژیهای تجدیدپذیر مانند انرژی بیومس با تکنولوژی‌های سطح پایین نیز آلودگی‌های زیست محیطی به همراه دارند. از طرفی پنل‌های خورشیدی پس از عمر مفید خود در صورتی که بازیافت نشوند، به یک آسیب محیط زیستی تبدیل خواهند شد.
هزینه اولیه و زیرساخت‌ها
از مهمترین معایب انرژی تجدیدپذیر می‌توان به این مورد اشاره کرد که هزینه اولیه برای نصب و راه‌اندازی نیروگاههای انرژی تجدیدپذیر به شدت بالا است. علاوه بر آن در کشورهای در حال توسعه، قوانین و زیرساخت‌های لازم هنوز برای به‌کارگیری این نوع از انرژی‌ها به‌درستی فراهم نشده است.
انرژیهای تجدیدپذیر در ایران
در ایران، با وجود شرایط و ظرفیت مناسب كشور از نظر انرژیهای تجدیدپذیر، بهرهبرداری از این انرژی‌ها در مقایسه با کشورهای در حال توسعه کمتر است. به همین دلیل، در جهت افزایش بهرهبرداری از انرژیهای تجدیدپذیر، در سند چشم‌انداز ۲۰ ساله، سهم ۱۰ درصدی ظرفیت تولید برق كشور به انرژیهای تجدیدپذیر اختصاص داده شده است.
در صورت جایگزینی تولید بخشی از انرژی الكتریكی از طریق انرژی تجدیدپذیر، علاوه بر حفظ ذخایر ملی، کاهش انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی، اشتغال‌زایی و توسعه نواحی دورافتاده و ارتقای جایگاه كشور در فضای راهبردی بین‌‌المللی را نیز به همراه خواهد داشت. در ادامه، مزایای استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر در صنعت ایران را بررسی می‌کنیم.
انرژی خورشیدی در ایران
انرژی خورشیدی از مهمترین انواع انرژی تجدیدپذیر است. دسترسی به انرژی خورشیدی در نقاط مختلف زمین متفاوت است. کشور ما از جمله نقاطی است که میزان تابش‌‌های دریافتی در اکثر نقاط آن بسیار بالاست.
به‌‌گفته کارشناسان، ایران با ۳۰۰ روز آفتابی در سال و متوسط انرژی دریافتی ۴.۵ الی ۵.۵ کیلو وات ساعت بر مترمربع، ظرفیت بالایی در تولید برق از خورشید دارد. مطالعات انجام شده در سال ۱۳۸۹ نشان می‌دهد، در صورت ساخت یک نیروگاه فتوولتائیک در مساحت ۱۰۰ در ۱۰۰ کیلومتر مربع برق تولیدی این نیروگاه معادل کل تولید برق کشور در آن سال خواهد بود.
در حال حاضر، حدود ۴۲ درصد از کل ظرفیت نیروگاههای تجدیدپذیر کشور را نیروگاههای خورشیدی تشکیل میدهند. در شکل ۱۰ نقشه تابش خورشیدی را برای کشور مشاهده می‌کنید.
انرژی باد در ایران
قدیمی‌‌ترین کاربرد انرژی بادی در جهان، آسیابهای بادی در ایران باستان بوده است. با توجه به مساحت ۳۰ درصدی مناطق کوهستانی در ایران، ظرفیت اسمی انرژی بادی کشورمان حدود ۱۰۰ گیگاوات است، که تنها از ۱۶ گیگاوات این ظرفیت می‌توان بهرهبرداری کرد.
یکی از مهمترین نیروگاههای بادی کشور، نیروگاه بادی بینالود واقع در خراسان رضوی است. این نیروگاه با ظرفیت ۲۸/۴ مگاوات و در مساحتی حدود ۷۰۰ هکتار با مشارکت ایران و چند کشور دیگر مانند آلمان و دانمارک ساخته شده است. این نیروگاه ۴۳ توربین بادی با ظرفیت ۶۶۰ کیلووات دارد.
نمونه موفق دیگر از نیروگاههای بادی کشور، نیروگاه بادی منجیل در استان گیلان است. این نیروگاه ۱۷۱ توربین با ظرفیت ۱۰۰ مگاوات است. شکل ۱۱ نیروگاه بادی بینالود را نشان می‌دهد.
انرژی زمین گرمایی در ایران
براساس مطالعات زمین‌‌شناسی ایران، برای احداث نیروگاه زمین گرمایی حدود ۱۰ منطقه شناسایی شده است. مناطقی در آذربایجان (سبلان، مشگینشهر، سرعین، خوی، ماکو، تکاب، سهند و تفتان)، منطقه دماوند در شمال تهران، منطقه اصفهان (خور، بیابانک)، منطقه مرکزی (محلات)، منطقه هرمزگان (میناب و لار بستک)، منطقه خراسان جنوبی (بیرجند، نایبند، فردوس)، منطقه فارس (کازرون) و مناطق رامسر و بوشهر جهت بهرهبرداری از انرژی زمینگرمایی مناسب هستند.
یک نمونه از نیروگاه زمینگرمایی در ایران، احداث نیروگاه ۵۵ مگاواتی در مشگینشهر است. در شکل ۱۲ نمایی از نیروگاه مشگینشهر را مشاهده می‌کنید.
انرژی برقآبی در ایران
رایج‌ترین منبع انرژی تجدیدپذیر در ایران، انرژی برقآبی است. ایران در بهرهبرداری از نیروگاههای برقآبی دارای رتبه ۱۹ دنیا و ششم آسیا است. پس از انقلاب ۵۷ به‌منظور تامین مقداری از برق کشور و کنترل سیلاب‌ها طرح‌ها عمرانی کشور آغاز شد و حاصل آن چندین سد بزرگ مانند دز، کرخه و سد کارون ۳ بر رودخانه کارون بود.
نیروگاه برقآبی طول عمر بالایی دارند و هزینه تعمیر و نگهداری آن‌ها نسبت به نیروگاههای سوخت فسیلی کمتر است. این نیروگاه‌ها در ایران نزدیک به ۹۸ درصد از منابع تجدیدپذیر را شامل می‌شود. شکل ۱۳ آمار تولید انرژی برقآبی در ایران را در سال‌های مختلف نشان می‌دهد.
بیومس در ایران
اولین تجربه استفاده از زیستتوده در ایران مربوط به قرن ده هجری است. شیخ‌بهایی از فاضلاب حمام به عنوان زیستتوده برای گرمایش حمام شیخ‌بهایی در اصفهان استفاده کرد.
یک نمونه مدرن از نیروگاه زیستتوده «نیروگاه زیست‌گاز شیراز» است. ساخت این نیروگاه در سال ۱۳۸۶ آغاز شد و در دی ۱۳۸۸ با ظرفیت تولید ۱۰۶۵ کیلووات به بهرهبرداری رسید. در حال حاضر برنامه‌هایی برای ساخت نیروگاه زیستتوده در شمال کشور وجود دارد که امید است هر چه سریع‌تر به بهرهبرداری برسند.
نیروی امواج اقیانوس در ایران
ایران با توجه به موقعیت جغرافیایی خاص، توانایی تولید انرژی امواج در تمام طول سال در سواحل شمالی و جنوبی را دارد. در صورت بهرهبرداری از این پتانسیل می‌توان برای تولید برق و کاهش آلودگی محیط زیست استفاده کرد.
متاسفانه در ایران در زمینه انرژیهای حاصل از موج هیچ گامی برداشته نشده و استفاده از این انرژی تنها در محیط‌های دانشگاهی شناخته شده است.
چالش‌ها و راهکارهای پیش روی توسعه انرژیهای تجدیدپذیر
انرژیهای تجدیدپذیر ساختار متفاوتی نسبت به دیگر تکنولوژی‌های تولید دارند. زیرا فرایند توسعه انرژیهای تجدیدپذیر، هزینه سرمایه‌گذاری اولیه بالا و در مقابل هزینه تعمیر و نگهداری پایینی دارد.
با توجه به اینکه معمولا منابع انرژیهای پاک در مناطق دورافتاده قرار دارند، لذا در اکثر نیروگاههای تجدیدپذیر احداث خطوط انتقال نیرو ضروری است که خود باعث افزایش هزینه‌های تولید نیرو از این منابع می‌شود.
علاوه بر این مشکلات خاصی نیز در پروژه‌های توسعه انرژیهای تجدیدپذیر ایران وجود دارد که رشد و توسعه آن‌ها را با مشکل مواجه کرده است. از جمله این مشکلات می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- بالا بودن هزینه‌های تولید برق نسبت به منابع متعارف
- نبود قوانین مصوب ملی و محلی برای حمایت و توسعه منابع تجدیدپذیر
- نبود مدیریت منسجم نیروی متخصص انسانی در سازمان‌های تولید و مدیریت انرژی
- ضعف در انتقال تکنولوژی حتی در قراردادهای منعقد شده با کشورهای خارجی
- ضعف در توسعه آموزش عالی و رشته‌های دانشگاهی بین رشته‌ای مرتبط با انرژیهای نو
- نبود برنامه‌های آموزشی و دوره‌های فنی‌حرفه‌ای در زمینه انرژیهای تجدیدپذیر
- ضعف آشنایی مدیران و برنامه‌ریزان توسعه بخش انرژی نسبت به انرژیهای نو
- نبود قوانین اخذ مالیات از آلاینده‌های زیست‌محیطی منابع متعارف انرژی
جمع‌بندی
در این مقاله در مورد ضرورت توسعه انرژیهای پاک پرداختیم و در ادامه انواع منابع انرژی تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر، معایب و مزایای استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر در صنعت را بررسی کردیم. در ادامه ظرفیت‌های کشور در به‌کارگیری منابع انرژی پاک بررسی شد و چالش‌ها و کاستی‌های پیش رو در انجام این کار مورد بحث قرار گرفت.
سوالات متداول
براساس ظرفیت‌های کشور، تكنولوژی انرژی بادی و انرژیهای خورشیدی بر دیگر انواع انرژی برتری دارد. برقآبی، زمین گرمایی و زیست توده نیز به ترتیب در رتبه‌های بعدی قرار می‌گیرند.
هزینه اولیه انرژیهای تجدیدپذیر بسیار بالاست؛ اما باید به این نکته توجه کرد که منابع سوختهای فسیلی محدود هستند و ممکن است روزی به اتمام برسند. همچنین نیروگاههای انرژی تجدیدپذیر هزینه تعمیر و نگهداری پایینی دارند که می‌تواند هزینه اولیه را جبران کند.
برای مثال در صنعت کشاورزی می‌توان از زیست توده بهره برد. از فضولات و پسماندهای کشاورزی برای سوخت نیروگاه زیست توده استفاده کرد در این شرایط هزینه تولید انرژی بسیار کم می‌شود.
منابع
https://www.prysmian.com/en/insight/innovation/what-is-the-difference-between-renewable-and-sustainable-energy
https://www.adecesg.com/resources/blog/renewable-energy-or-sustainable-energy/
https://www.avapress.com/fa/article/210604/%D8%A7%D9%86%D8%B1%DA%98%DB%8
https://www.mop.ir/fa-IR/Portal/4924/news/view/14616/6849/Staging/%D8%A7%D9%86%D8%B1%DA%98%DB%D8%B3%D8%A7%D8%B2%DB%8C)
https://ifco.ir/index.php/%D8%B3%D8%A7%DB%8C%D8%B1-%D8%A8%D8%AE%D8%B4-%D9%87%D8%A7/%D8%A2%D8%B1%D8%B4%DB%8C%D9%88-%D8%A2%D
9%85%D9%88%D8%B2%D8%B4-%D9%87%D9%85%DA%AF%D8%A7%D9%86%DB%8C/10981-energy64
https://nooracomart.com/article/%D8%A7%D9%86%D8%B1%DA%98%DB%8C-%D9%BE%D8%A7%DA%A9
https://journals.srbiau.ac.ir/article_9820.html
جایگاه انرژی زیست توده در جهان و ایران (civilica.com)
چشم انداز زیست انرژی در ایران و جهان (ijche.ir)
بکارگیری انرژیهای تجدیدپذیر و توسعه پایدار و تاثیرات آن در معماری پایدار (civilica.com)
الویت‌بندی روابط متقابل سهم منابع انرژی تجدیدپذیر در توسعه پایدار (atu.ac.ir)
خوب بود
تشکر از همراهی شما🌺
تشکر،مفید و آموزنده بود.
عرض ادب و احترام
تشکر از همراهی شما🌺