انرژی تجدیدپذیر چیست؟

به گزارش گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا_هانا حیدری؛ انرژی‌های تجدیدپذیر برای تامین انرژی در چهار زمینه مهم مورد استفاده قرار می‌گیرد: تولید برق، گرمایش یا سرمایش هوا و آب، حمل و نقل و خدمات انرژی روستایی.

براساس گزارش‌های 2016، 19/2 درصد از مصرف انرژی جهانی و 23/7 درصد از تولید برق در سال 2014 و 2015 از انرژی‌های تجدیدپذیر تامین شده است. از این میزان مصرف انرژی، 9/9 درصد از زیست توده سنتی، 4/2 درصد از انرژی گرمایی(زیست توده مدرن، گرمایش خورشیدی و حرارتی زمین)، 3/9 درصد از هیدروالکتریسیته و 2/2 از درصد برق از باد، انرژی خورشیدی، انرژی زمین گرمایی و زیست توده تامین شده است.

در سال 2015 مبلغ سرمایه‌گذاری روی انرژی‌های تجدیدپذیر در سراسر جهان به 286 میلیارد دلار رسید و کشورهای همچون چین و آمریکا به شدت روی سوخت‌های زیستی، انرژی بادی، خورشیدی و آبی سرمایه‌گذاری کردند.

در سراسر جهان، 7/7 میلیون شغل مرتبط با صنایع انرژی تجدیدپذیر وجود دارد که صنعت فتوولتائیک خورشیدی بالاترین نرخ استخدام را دارد. در سال 2015، بیش از نیمی از ظرفیت‌های برقی جدید به صورت تجدیدپذیر نصب شده‌اند.

برخلاف منابع انرژی‌های دیگر، منابع انرژی خورشیدی در سراسر جهان وجود دارد. گسترش سریع انرژی تجدیدپذیر و بهره‌وری از آن منجر به امنیت تامین انرژی، کاهش تغییرات آب و هوایی و منافع اقتصادی شده است.

نتایج بررسی‌های اخیر نشان می‌دهد که انتشار گازهای گلخانه‌ای منجر به تغییرات آب و هوایی شد که این امر زمینه طراحی و ساخت فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر جدید را فراهم کرد. در یک نظرسنجی بین‌المللی مشخص شد که مردم از گسترش منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی حمایت می‌کنند.

حداقل 30 کشور جهان در حال استفاده از انرژی تجدیدپذیر هستند که بیش از 20 درصد از انرژی مصرفی را تامین می‌کند. گزارش‌هاحاکی از آن است که بازارهای انرژی‌ تجدیدپذیر طی دهه آینده گسترش خواهند یافت.

در حال حاضر کشور ایسلند و نروژ تمام برق مصرفی خود را از منابع تجدیدپذیر تامین می‌کنند و کشورهای بسیاری نیز برنامه دارند تا در آینده نزدیک به این هدف برسند و تنها از منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده کنند. دولت دانمارک تصمیم گرفته است که تا سال 2050 تمام انرژی‌های مصرفی(برق، حرکتی و سیستم گرمایشی/سرمایشی) را از منابع انرژی تجدیدپذیر تامین کند.

بسیاری از پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ انجام می‌شوند و تکنولوژی‌های متکی بر انرژی‌های تجدیدپذیر جدید نیز مناسب استفاده در مناطق روستایی، دورافتاده و کشورهای در حال توسعه هستند.

انرژی‌های تجدیدپذیر قابلیت این را دارند که فقیرترین کشورها را به سطح بالایی از رفاه برساند. خروجی اکثر منابع تجدیدپذیر برق است که مزایای متعددی دارد: می‌توان برق را به گرما تبدیل کرد(که نسبت به سوخت فسیلی قادر به تولید گرمایی بیشتری است). همچنین می‌توان برق را به انرژی مکانیکی تبدیل کرد که بازدهی بالایی دارد و در حین مصرف آلودگی تولید نمی‌کند.

علاوه بر این، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر کارآمدتر است و منجر به کاهش قابل توجهی در نیازهای اولیه انرژی می‌شود چراکه انرژی‌های تجدیدپذیر چرخه فشرده با تلفات زیاد ندارند(نیروگاه‌های فسیلی معمولا 40 تا 65 درصد تلفات دارند).

سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر روزبه‌روز کارآمدتر و ارزان‌تر می‌شوند. سهم آنها در مصرفی کلی انرژی به‌سرعت در حال افزایش است. باتوجه به استفاده روزافزون از انرژی‌های تجدیدپذیر و گازهای پاک، پیش‌بینی می‌شود که مصرف زغال سنگ و بنزین تا سال 2020 پایان یابد.

به گفته آژانس انرژی بین‌المللی، جریان‌های انرژی تجدیدپذیر شامل پدیده‌های طبیعی مانند نور خورشید، باد، جزر و مد، رشد گیاه و انرژی زمین گرمایی می‌شود. انرژی تجدیدپذیر حاصل فرآیندهای طبیعی و قابل بازگشت هستند.

انرژی تجدیدپذیر باید به طور مستقیم از منبع خود تامین شود برای مثال منشا‌ آن خورشید یا گرمای تولید شده از هسته زمین باشد. خورشید، باد، اقیانوس، آب، زیست توده، گرمای حرارتی زمین، سوخت زیستی و هیدروژن همگی از منابع تجدیدپذیر محسوب می‌شوند.

منابع انرژی تجدیدپذیر و بهره‌وری از این انرژی‌ها در همه مناطق جغرافیایی وجود دارد. استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر باعث کاهش آلودگی زیست محیطی می‌شود. از طرفی با کاهش آلودگی هوا سلامت مردم جامعه بهبود می‌‌یابد و این امر هزینه‌های بهداشتی را نیز کاهش می‌دهد.

انتظار می‌رود که منابع انرژی تجدیدپذیر به طور مستقیم یا غیرمستقیم از خورشید تامین می‌شوند، بتوانند تا یک میلیارد سال دیگر انرژی مورد نیاز انسان را تامین کنند.

تغییرات آب و هوایی و گرمایش زمین در کنار قیمت‌های بالای نفت و افزایش حمایت دولتمردان باعث شده است که قوانین، انگیزه‌ها و سرمایه‌گذاری‎های روی انرژی تجدیدپذیر بیشتر شود. هزینه‌ها، قوانین و سیاست‌های جدید به این صنعت کمک کرده است که به‌خوبی از پس بحران‌های مالی جهان بربیاید.

براساس گزارش‌های آژانس انرژی بین‌المللی طی 50 سال آینده ژنراتورهای انرژی خورشیدی بخش اعظمی از برق مصرفی جهان را تامین خواهند کرد و انتشار گازهای گلخانه‌ای را به شدت کاهش خواهد.

از سال 2011، سیستم‌های خورشیدی کوچک برق چندین میلیون خانه را تامین می‌کنند. بیش از 44 میلیون خانوار از بیوگاز (گاز زیستی) برای پخت و پز یا روشنایی استفاده می‌کنند و بیش از 166 میلیون خانوار از اجاق گازهای زیست توده استفاده می‌کنند که بازدهی بیشتری دارند.

بیش از 120 کشور سیاست‌های مختلفی را در رابطه با انرژی تجدیدپذیر اتخاذ کرده‌اند برای مثال اتحادیه اروپا قصد دارد تا سال 2020 حداقل 20 درصد از انرژی الکتریسیته آنها از طریق انرژی‌های تجدیدپذیر تامین شود.

برخی از کشورها برنامه دارند که تمام انرژی‌های مصرفی خود را از طریق منابع انرژی تجدیدپذیر تامین کند. بیش از 20 کشور غیراروپایی برنامه دارند تا سال 2020 الی 2030 سهم انرژی تجدیدپذیر مصرفی کشور خود را از 10 تا 50 درصد افزایش دهند.

تولید انرژی

پیش‌بینی می‌شود تا سال 2040 میزان مصرف انرژی تجدیدپذیر با میزان مصرف سوخت‌های فسیلی برابری کند. کشورهایی مانند دانمارک، آلمان و بخش جنوبی استرالیا و برخی از بخش‌های آمریکا به انرژی‌های تجدیدپذیر متغیر دست یافته‌اند. برای مثال، در سال 2015، انرژی بادی 42 درصد از برق مصرفی در دانمارک، 23.2 درصد در پرتغال و 15.5 درصد در اروگوئه را تامین کرد.

گرمایش

آب‌گرم کن خورشیدی در بسیاری از کشورها سهم مهمی در استفاده از انرژی گرمایی تجدیدپذیر دارد به‌خصوص در چین که بزرگ‌ترین مصرف‌کننده آب گرم ‌کن خورشیدی است. بیشتر این سیستم‌ها در آپارتمان‌های چند خانوار نصب شده است که بخش اعظمی از نیاز آب گرم 50 الی 60 میلیون نفر در چین را تامین می‌کند.

آب‌گرم کن‌های نصب شده درسراسر جهان آب گرم مورد نیاز 70 میلین خانوار را تامین می‌کند. استفاده از زیست توده برای گرما نیز در حال افزایش است. در سوئد، استفاده ملی از زیست توده بیش از نفت است. استفاده از حرارت زمین به عنوان انرژی گرمایی نیز روزبه‌روز بیشتر می‌شود.

حمل‌ونقل

بیواتانول نوعی الکل است که با تخمیر کربوهیدارت یا نشاسته ذرت یا نیشکر ساخته می‌شود. زیست توده سلولزی از منایع غیرغذایی مانند درختان یا چمن تولید می‌شود. می‌توان از اتانول به عنوان سوخت وسایل نقلیه استفاده کرد. در آمریکا و برزیل به طور گسترده‌ای از بیواتانول استفاده می‌شود. بیودیزل از نفت و چربی تولید می‌شود و رایج‌ترین سوخت زیستی در اروپاست.

یک وسیله حمل و نقل خورشیدی یک وسیله حمل و نقل برقی است که با انرژی خورشیدی مستقیم کار می‌کند. معمولا سلول‌های فتوولتائیک شامل پنل‌های خورشیدی می‌شود که انرژی مستقیم خورشید را به انرژی الکتریسیته تبدیل می‌کند.

اصطلاح «وسیله حمل و نقل خورشیدی» معمولا بدین معناست که انرژی خورشیدی کل یا بخشی از انرژی محرکه خودرو را تامین می‌کند. معمولا انرژی خورشیدی برای تامین انرژی یا برقراری ارتباط در این خودروها به کار می‌رود. با این حال استفاده از خودروهای خورشیدی برای حمل و نقل رشد چندانی نداشته است.