انرژی پایدار

انرژی پایدار (به انگلیسی: Sustainable energy) انرژی است که به گونه ای تولید و مورد استفاده قرار می‌گیرد که «نیازهای حال حاضر را برطرف می‌کند بدون اینکه توانایی نسل‌های آینده در تأمین نیازهای خود را به خطر بیندازد».[۱]

اصطلاح "انرژی پایدار" و "انرژی تجدیدپذیر" غالباً به جای هم استفاده می‌گردد. به‌طور کلی، منابع انرژی تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی و انرژی برق آبی به‌طور گسترده‌ای پایدار در نظر گرفته می‌شوند. با این حال، پروژه‌های خاص انرژی‌های تجدیدپذیر، مانند جنگل زدایی برای تولید سوخت‌های زیستی، می‌توانند منجر به آسیب محیطی مشابه یا حتی بدتر از استفاده از انرژی سوخت‌های فسیلی شوند. انرژی هسته ای یک منبع انرژی با تولید کربن کم است و از نظر ایمنی تاریخچه بهتری از سوخت‌های فسیلی دارد، اما ضایعات رادیواکتیو و خطر حوادث بزرگ، پایداری آن را زیر سؤال می‌برد. مفهوم انرژی پایدار با در نظر گرفتن تأثیرات زیست‌محیطی مشابه مفاهیم "انرژی سبز" و "انرژی پاک" است، با این حال در تعاریف رسمی انرژی پایدار، تأثیرات اقتصادی و اجتماعی-فرهنگی نیز مطرح می‌شود.

مقادیر متوسطی از انرژی بادی و خورشیدی، که منابع تولید انرژی منقطع و غیرپیوسته هستند، را می‌توان بدون ایجاد زیرساخت‌های اضافی مانند ذخیره انرژی شبکه و اقدامات پاسخ به تقاضا، در شبکه برق ادغام کرد. این منابع در سال ۲۰۱۹ مقدار ۸٫۵٪ از برق جهان را تولید کردند، سهمی که به سرعت رشد کرده‌است.[۲] پیش‌بینی می‌شود هزینه‌های بادی، خورشیدی و باتری به دلیل نوآوری و مزیت مقیاس ناشی از افزایش سرمایه‌گذاری، همچنان ادامه داشته باشد.

انتقال انرژی به روشی پایدار برای تأمین نیازهای جهان به برق، گرمایش، سرمایش و نیرو برای حمل و نقل به‌طور گسترده‌ای به یکی از بزرگترین چالش‌های پیش روی بشریت در قرن ۲۱ تبدیل شده‌است. در سراسر جهان، نزدیک به یک میلیارد نفر از دسترسی به برق برخوردار نیستند و حدود ۳ میلیارد نفر برای پخت‌وپز از سوخت‌های دودزا مانند چوب، زغال یا کود حیوانی استفاده می‌کنند. استفاده از این سوخت‌های فسیلی یکی از عوامل عمده آلودگی هوا است که باعث می‌شود سالانه حدود ۷ میلیون نفر فوت کنند.[۳] تولید و مصرف انرژی عامل انتشار حدود ۷۰٪ از گازهای گلخانه ای ناشی از فعالیت انسانی است.[۴]

مسیرهای پیشنهادی برای محدود کردن گرم شدن کره زمین به ۱٫۵ درجه سلسیوس، اجرای سریع روش‌های تولید برق و گرما با آلایندگی کم، و تغییر جهت به سمت استفاده بیشتر از برق در بخش‌هایی مانند حمل و نقل را توصیف می‌کند. این مسیرها همچنین شامل اقداماتی برای کاهش مصرف انرژی و استفاده از سوخت‌های کم کربن، مانند هیدروژن تولید شده توسط برق تجدیدپذیر یا جذب و ذخیره کربن است. دستیابی به این اهداف به سیاست‌های دولت از جمله قیمت گذاری کربن، سیاست‌های خاص انرژی و حذف یارانه‌های سوخت‌های فسیلی نیاز دارد.

تعاریف

 
ساختمان‌های شهرک خورشیدی در Schlierberg انرژی بیشتری نسبت به مصرف آنها تولید می‌کنند. آنها دارای صفحات خورشیدی پشت بامی هستند و با حداکثر بهره‌وری انرژی ساخته شده‌اند.
 
سدهای تولید برق آبی یکی از گسترده ترین منابع تأمین انرژی تجدیدپذیر هستند.

مفهوم توسعه پایدار توسط کمیسیون جهانی محیط زیست و توسعه در کتاب «آینده مشترک ما» در سال ۱۹۸۷ توصیف شد.[۵] تعریف آن از "پایداری" که اکنون به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد، این بود: "توسعه پایدار باید نیازهای حال حاضر را تأمین کند بدون اینکه توانایی نسل‌های آینده در تأمین نیازهای خود را به خطر بیندازد." کمیسیون در کتاب خود چهار عنصر اصلی پایداری را با توجه به انرژی توصیف کرده‌است: توانایی افزایش تأمین انرژی برای تأمین نیازهای رو به رشد انسان، بهره‌وری و صرفه جویی در انرژی، بهداشت و ایمنی عمومی و "حفاظت از زیست کره و جلوگیری از اشکال محلی تر آلودگی. "

از آن زمان تاکنون تعاریف مختلفی از انرژی پایدار ارائه شده‌است که بر اساس سه رکن توسعه پایدار یعنی محیط زیست، اقتصاد و جامعه بنا شده‌است.[۶]

  • معیارهای زیست‌محیطی شامل انتشار گازهای گلخانه ای، تأثیر بر تنوع زیستی و تولید زباله‌های خطرناک و انتشار مواد سمی است.
  • معیارهای اقتصادی شامل هزینه انرژی، اینکه آیا انرژی به‌طور قابل اطمینان به کاربران انتقال داده می‌شود، و کارهای مرتبط با تولید انرژی می‌شود.
  • معیارهای فرهنگی اجتماعی شامل امنیت انرژی، مانند جلوگیری از جنگ بر سر تأمین انرژی است.

منابع انرژی تجدید ناپذیر

انرژی هسته ای

نیروگاه‌های هسته ای از دهه ۱۹۵۰ برای تأمین ثابت برق با انتشار کربن صفر و بدون ایجاد آلودگی هوای محلی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در سال ۲۰۱۹، نیروگاه‌های هسته ای در بیش از ۳۰ کشور جهان ۱۰٪ برق جهانی تولید کردند.[۷] انرژی هسته ای یک منبع انرژی کم-کربن است، با انتشار گازهای گلخانه ای در چرخه عمر (از جمله استخراج و فرآوری اورانیوم)، مشابه انتشار کربن ایجاد شده از منابع انرژی تجدیدپذیر.[۸] در سال ۲۰۲۰ انرژی هسته ای نیمی از برق کم کربن اتحادیه اروپا را تأمین می‌کند.[۹]

در مورد اینکه آیا می‌توان انرژی هسته ای را پایدار در نظر گرفت یا نه، بحث و جدال زیادی وجود دارد، از جمله بحث در مورد خطر حوادث هسته ای، هزینه و زمان ساخت مورد نیاز برای ساخت نیروگاه‌های جدید، تولید پسماندهای هسته ای رادیواکتیو و پتانسیل انرژی هسته ای برای کمک به گسترش سلاح‌های هسته ای. این نگرانی‌ها باعث ایجاد جنبش ضد-هسته ای شده‌است. پشتیبانی عمومی از انرژی هسته ای اغلب به دلیل نگرانی‌های ایمنی کم است، با این حال برای هر واحد انرژی تولید شده، انرژی هسته ای بسیار ایمن تر از انرژی سوخت فسیلی است و قابل مقایسه با منابع تجدیدپذیر است.[۱۰] سنگ معدن اورانیوم مورد استفاده برای سوخت نیروگاه‌های شکافت هسته ای یک منبع تجدید ناپذیر است، اما مقادیر کافی برای تأمین تأمین صدها سال وجود دارد.[۱۱]

توریم ماده ای شکافت پذیر است که در انرژی هسته ای مبتنی بر توریم استفاده می‌شود. چرخه سوخت توریم ادعا می‌کند چندین مزیت بالقوه نسبت به چرخه سوخت اورانیوم دارد، از جمله فراوانی بیشتر، ویژگی‌های فیزیکی و هسته ای برتر، مقاومت بهتر در برابر ساخت سلاح‌های هسته ای[۱۲][۱۳] و کاهش تولید پلوتونیوم.[۱۳] بنابراین، گاهی اوقات به عنوان پایدار شناخته می‌شود.[۱۴]

تعویض سوخت (فسیلی)

به‌طور متوسط برای یک واحد انرژی تولید شده معین، میزان انتشار گازهای گلخانه ای از گاز طبیعی تقریباً نصف گازهای گلخانه ای منتشر شده از ذغال سنگ برای تولید برق و تقریباً دوسوم گازهای منتشر شده درصورت سوزاندن برای گرمایش است. با این حال کاهش نشت متان خود امری ضروری است.[۱۵] گاز طبیعی همچنین نسبت به زغال سنگ به میزان قابل توجهی آلودگی هوای کمتری ایجاد می‌کند؛ بنابراین ساخت نیروگاه‌های گازی و خطوط لوله گاز به عنوان راهی برای از بین بردن آلودگی‌های ناشی از سوختن زغال سنگ و چوب ترویج می‌شود (و افزایش تأمین انرژی در برخی از کشورهای آفریقایی با رشد سریع جمعیت یا اقتصاد)،[۱۶] با این حال این روش بحث‌برانگیز است. مخالفان استدلال می‌کنند که توسعه زیرساخت‌های گاز طبیعی باعث ایجاد چندین دهه قفل شدن کربن و متلاشی شدن دارایی‌ها می‌شود و سایر انرژی‌های تجدیدپذیر با قیمت‌هایی قابل مقایسه، انتشار بسیار کمتری ایجاد می‌کنند.[۱۷] انتشار گازهای گلخانه ای چرخه عمر کامل گاز طبیعی حدود ۴۰ برابر بیشتر از گازهای منتشر شده از انرژی‌های بادی و خورشیدی است.[۱۸] انتقادهایی به تغییر پخت‌وپز از سوخت‌های کثیفی مانند چوب یا نفت سفید به ال‌پی‌جی شده‌است و استفاده از بیوگاز یا برق به عنوان یک گزینه جایگزین پیشنهاد شده‌است.[۱۹]

منابع

  1. Lemaire, Xavier (September 2010). REEEP / Sustainable Energy Regulation Network, ed. "Glossary of terms in sustainable energy regulation" (PDF). Retrieved 2020-10-11.
  2. "Wind & Solar Share in Electricity Production Data | Enerdata". Power Technology.
  3. "Air pollution". www.who.int. Retrieved 2020-12-31.
  4. "4 Charts Explain Greenhouse Gas Emissions by Countries and Sectors". World Resources Institute. 2020-02-06. Retrieved 2020-12-31.
  5. Charles F. Kutscher, Jana B. Milford, Frank Kreith (۲۰۱۸). Principles of Sustainable Energy Systems, Third Edition (ویراست ۳). CRC Press. شابک ۰-۴۲۹-۹۳۹۱۶-۷.
  6. United Nations Economic Commission for Europe (2020). Pathways to Sustainable Energy (PDF). Geneva: UNECE. pp. 4–5. ISBN 978-92-1-117228-7.
  7. "Nuclear Power Today | Nuclear Energy - World Nuclear Association". www.world-nuclear.org. Retrieved 2020-11-01.
  8. "IPCC Working Group III – Mitigation of Climate Change, Annex III: Technology - specific cost and performance parameters" (PDF). IPCC. 2014. p. 7. Retrieved 2018-12-14.
  9. "Electricity Generation". FORATOM. Retrieved 2020-05-27.
  10. Ritchie, Hannah (10 February 2020). "What are the safest and cleanest sources of energy?". Our World in Data. Archived from the original on 29 November 2020. Retrieved 2020-12-02.
  11. "Ch 24 Page 162: Sustainable Energy - without the hot air | David MacKay". withouthotair.com. Retrieved 2020-06-26.
  12. Kang, J.; Von Hippel, F. N. (2001). "U‐232 and the proliferation‐resistance of U‐233 in spent fuel". Science & Global Security. 9 (1): 1. Bibcode:2001S&GS....9....1K. doi:10.1080/08929880108426485. S2CID 8033110. "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 3 December 2014. Retrieved 2015-03-02.
  13. ۱۳٫۰ ۱۳٫۱ Robert Hargraves; Ralph Moir (January 2011). "Liquid Fuel Nuclear Reactors". American Physical Society Forum on Physics & Society. Retrieved 31 May 2012.
  14. "Th-ING: A Sustainable Energy Source". Los Alamos National Laboratory. 2015.
  15. "The Role of Gas: Key Findings". International Energy Agency. 2019-10-04. Retrieved 2019-10-04.
  16. "Africa Energy Outlook 2019 – Analysis". IEA. Retrieved 2020-08-28.
  17. "As Coal Fades in the U.S. , Natural Gas Becomes the Climate Battleground". The New York Times. 2019-06-26. Retrieved 2019-10-04.
  18. "IPCC Working Group III – Mitigation of Climate Change, Annex III: Technology - specific cost and performance parameters - Table A.III.2 (Emissions of selected electricity supply technologies (gCO 2eq/kWh))" (PDF). IPCC. 2014. p. 1335. Retrieved 14 December 2018.
  19. Foundation, Thomson Reuters. "Dirty secret: Half of world lacks clean cooking, at a huge cost". news.trust.org. Retrieved 2020-10-11.