بررسی انواع مختلف انرژی های سبز، پایدار، پاک و تجدیدپذیر

✍️ دکتر اسدالله غلامپور

مقدمه
توسعه و استقرارِ اشکال مختلف جایگزین انرژی در چند سال گذشته به یک نگرانی حیاتی تبدیل شده است. برخی از اشکال انرژی سبز برای سال‌ها، حتی دهه‌ها وجود داشته‌اند. با امضای توافقنامه آب و هوای پاریس در سال ۲۰۱۶، اکثریت قریب به اتفاق کشورهای جهان متعهد شدند که انتشار کربن را محدود کرده تا افزایش دمای جهانی را زیر ۲ درجه ی سلسیوس نگه داشته شود. در نتیجه، بسیاری از آمریکایی ها می خواهند روش تامین انرژی را تغییر دهند. بر اساس نظرسنجی اخیری که از سوی موسسه ادیسون الکتریک انجام شد، ۷۰ درصد آمریکایی‌ها موافقند که در آینده نزدیک، ۱۰۰ درصد انرژی خود را از منابع تجدیدپذیر تامین کنند. همجنین مرکز تحقیقات پیو، دریافته است که دو سوم ‌ آمریکایی ها منابع انرژی جایگزین را به سوخت‌های فسیلی ترجیح می دهند. منابع انرژی جایگزین می تواند شامل انرژی سبز، تجدیدپذیر، پاک و پایدار باشد. اما این انواع مختلف انرژی چیست؟ اصطلاحات انرژی سبز، انرژی پاک، انرژی تجدیدپذیر و انرژی پایدار در اخبار و وب سایت های شرکت ها به گونه ای ظاهر می شوند که گویی قابل جایگزین هستند؛ اما در واقعیت، آنها معانی متمایزی دارند. در زیر، برخی از تفاوت‌های بین این اصطلاحات را توضیح می‌دهیم.

انرژی سبز(Green Energy)
انرژی سبز هر نوع انرژی است که از منابع طبیعی مانند نور خورشید، باد یا آب تولید و اغلب از منابع انرژی تجدید پذیر بدست می آید، اگرچه تفاوت هایی بین انرژی تجدیدپذیر و سبز وجود دارد. نکته کلیدی این منابع انرژی این است که از طریق عواملی مانند انتشار گازهای گلخانه ای در جو به محیط زیست آسیب نمی رسانند. انرژی سبز انرژی است که مقادیر نسبتا کمی آلودگی را به شکل گازهای گلخانه ای، تشعشعات یا آلاینده های شیمیایی منتشر می کند. اگرچه انرژی سبز می تواند بر محیط زیست تأثیر بگذارد، اما تأثیر آن معمولاً موضعی است و در مقیاس کوچک رخ می دهد. انرژی سبز، نباید گونه های گیاهی یا جانوری را با از دست دادن زیستگاه، کاهش جمعیت یا انقراض، تهدید کند. به عنوان یک منبع انرژی، انرژی سبز اغلب از فناوری های انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، نیروی باد، انرژی زمین گرمایی، زیست توده و نیروی برق آبی بدست می آید. هر یک از این فناوری‌ها به روش‌های مختلفی کار می‌کنند، چه با گرفتن انرژی از خورشید، مانند صفحات خورشیدی، یا استفاده از توربین‌های بادی یا جریان آب برای تولید انرژی.

انرژی پایدار (Sustainable Energy)
انرژی پایدار، انرژی است که خود را به طور خودکار تجدید می کند. به این ترتیب، می تواند یک منبع انرژی قابل دوام در طول نسل ها باقی بماند. انرژی زمانی «پایدار» است که بتواند نیازهای یک شرکت یا جامعه را بدون تخلیه یا غیرقابل استفاده شدن به نوعی برآورده کند. انرژی زمین گرمایی، برق آبی، خورشیدی و باد از منابع رایج انرژی پایدار هستند. انسان نمی تواند ذخایر انرژی خورشیدی یا انرژی باد را تخلیه کند. خورشید به تولید انرژی نور ادامه خواهد داد و چرخش سیاره ما تا زمانی که سیاره وجود دارد به تولید باد ادامه خواهد داد. ملاحظاتی در انتقال به آینده ای پایدارتر نحوه ایجاد، توزیع و در نهایت مصرف انرژی همه عوامل کلیدی در تعیین پایداری یا عدم پایداری یک منبع انرژی وجود دارد. هنگام انجام این ارزیابی، عناصری مانند ویژگی های جغرافیایی و همچنین منافع سیاسی و اقتصادی نقش دارند. در حال حاضر، مجموعه‌ای چشمگیر از پارک‌های خورشیدی و مزارع بادی، انرژی پایدار را در سراسر ایالات متحده و جهان تولید می‌کنند. مصر در حال کار بر روی ساخت یک پارک خورشیدی است که با ۱٫۸ گیگاوات انرژی، بزرگترین پارک در جهان خواهد بود. پارک خورشیدی سد Longyanxia در چین انرژی پایدار کافی برای تامین برق نزدیک به ۲۰۰٫۰۰۰ خانه تولید می کند. نیروگاه ستاره خورشیدی در کالیفرنیا بزرگترین پارک خورشیدی در نیمکره غربی است که ۵۷۰۹ مگاوات برق تولید می کند. حتی چرنوبیل اوکراین، اکنون یک پارک خورشیدی کوچک دارد. در همین حال، پایگاه برق بادی Jiuquan در چین بزرگترین مزرعه بادی جهان است، که دارای ۷۰۰۰ توربین بادی و تولید ۲۰ گیگاوات انرژی است. مزرعه بادی شپردز فلت، در شرق اورگان، پنجمین مزرعه بادی بزرگ جهان است که ۸۴۵ مگاوات انرژی تولید می کند. در تگزاس چندین مزرعه بادی برجسته وجود دارد. انرژی جزر و مدی و انرژی گرمایی زمین گرمایی، نیز پایدار هستند زیرا فعل و انفعالات ماه و زمین همیشه جزر و مد ایجاد می کند و گوشته زمین همیشه گرمایی می دهد که ما می توانیم در مناطق فعالیت آتشفشانی و زمین ساختی به آن دسترسی پیدا کنیم. در ایسلند، منطقه‌ای که فعالیت‌های آتشفشانی قابل توجهی دارد، انرژی زمین گرمایی ۹۰ درصد نیاز ساکنان به برق را تامین می‌کند. در ایالات متحده، که بزرگترین تولید کننده انرژی زمین گرمایی در جهان است، برخی شهرهای این کشور، از این انرژی استفاده می کنند و آن را به زیر پیاده روها و خیابان ها پمپ کرده تا به ذوب یخ و برف کمک کنند. کارشناسان در مورد نحوه طبقه بندی انرژی هسته ای اختلاف نظر دارند، اما بسیاری آن را به عنوان انرژی پایدار طبقه بندی می کنند. به تعداد وجود انسان بر روی زمین، استفاده از انرژی هسته ای در دسترس ما ممکن نیست. با این حال، انرژی هسته‌ای خود را تجدید نمی‌کند و پس از مصرف، از بین می‌رود. سوخت‌های فسیلی، البته، نمونه‌هایی از انرژی ناپایدار هستند (ما می‌توانیم آنها را تخلیه کنیم). نفت خام، زغال‌سنگ و گاز طبیعی، طی میلیون‌ها سال به‌وجود آمده که گرما و فشار چشمگیر زیر سطح زمین، مواد آلی آب‌های باستانی مانند گیاهان، جلبک‌ها و پلانکتون‌ها را به مایعی غنی از کربن فشرده تبدیل می کند. این سیاره به طور مداوم نفت، زغال سنگ یا گاز طبیعی بیشتری تولید نمی کند، بنابراین پس از استخراج تمام نفت از زیر سطح زمین، از بین خواهد رفت.

انرژی پاک(Clean Energy)
انرژی پاک، انرژی است که مقادیر ناچیزی از آلودگی را به شکل دی اکسید کربن، تشعشع یا آلاینده های شیمیایی منتشر می کند. منابع انرژی صفر کربن، اشکالی از انرژی پاک هستند. انتشار انرژی پاک باید هیچ تاثیری بر محیط زیست اطراف نداشته باشد و یا تاثیر آن بسیار ناچیز باشد. انرژی بادی و خورشیدی نمونه هایی از انرژی های پاک هستند، زیرا تولید آنها هیچ گونه آلودگی در محیط زیست منتشر نمی کند. از سوی دیگر، انرژی حاصل از سوزاندن سوخت‌های فسیلی، انرژی پاکیزه نیست زیرا آلاینده‌های مضر را در هوا ایجاد می‌کند. یکی از گام‌های بلندپروازانه سیاستی که ایالات متحده ممکن است در آینده اتخاذ کند، ساخت شبکه انرژی پاک است. در حال حاضر، انرژی در شبکه انرژی جهان، از منابع بسیار متنوعی، از انرژی پایدار مزارع بادی و خورشیدی گرفته تا انرژی تولید شده از سوخت‌های فسیلی تامین می‌شود و سوخت های فسیلی اکثریت قابل توجهی از منابع انرژی برای شبکه برق و غیره را تشکیل می دهند. همانطور که شورای دفاع از منابع ملی (NRDC) آمریکا گزارش می‌دهد، در ۱۲۵ سال گذشته، شبکه برق ایالات متحده، حول نیروگاه‌های بزرگ سوخت فسیلی و انرژی هسته‌ای طراحی شده است که می‌تواند منابع عظیم برق را برای شهرهای بزرگ آمریکا فراهم کند. هر چند وجود یک شبکه انرژی پاک، می تواند تامین انرژی برای شبکه عظیم برق را تغییر دهد.

انرژی های تجدیدپذیر(Renewable Energy)

انرژی تجدیدپذیر انرژی قابل استفاده ای است که از طریق فرآیندهای طبیعی مکرر ایجاد می شود. به عنوان مثال، وزش باد یا تابش خورشید. برخی از نمونه های رایج از منابع انرژی تجدید پذیر عبارتند از: خورشید، باد، آبی، جزر و مد، زمین گرمایی و زیست توده. این دسته بندی ها به دلیل وابسته بودن به آب و هوا و زمان، همیشه به راحتی در دسترس نیستند، اما به طور قابل اعتماد و طبیعی خود را دوباره احیاء می کنند و آنها را جایگزین ایده آل و بالقوه نامحدودی برای منابع محدود و مضر مانند سوخت های فسیلی می نماید. انرژی های تجدیدپذیر از نظر تئوری تمام شدنی هستند. با این حال، در عمل، انرژی تجدید پذیر، مقادیر حداقلی از منابع را مصرف می کند که به عنوان یک منبع انرژی در دراز مدت قابل دوام خواهد بود. اگرچه انرژی های تجدیدپذیر اغلب به عنوان راه حلی برای آینده نیازهای ما به انرژی در نظر گرفته می شود، اما قرن هاست که از نیروی طبیعی طبیعت استفاده می کنیم. آسیاب‌های بادی و چرخ‌های آب برای تغذیه انبارها استفاده می‌شد، همچنین قرن هاست از خورشید برای ایجاد آتش برای گرما و نور استفاده می‌ گردد. اتانول یک منبع انرژی تجدید پذیر است زیرا از نیشکر یا ذرت به دست می آید و ما می توانیم بیشترِ این محصولات را برای پر کردن ذخایر خود تولید کنیم. در سطح فعلی استفاده، کُنده‌ها و خرده‌های چوب نیز می‌توانند انرژی تجدیدپذیر در نظر گرفته شوند. رشد مجدد درخت می‌تواند جایگزین چوب سوخته شده، برای سوخت شود. اگرچه این وضعیت می تواند به راحتی تغییر کند. افزایش جنگل زدایی و سوزاندن گسترده چوب می تواند سوخت چوب را در مدت کوتاهی ناپایدار کند. انرژی هایی مانند سایر بیودیزل ها، زیست توده و حتی زباله های شهری نیز اشکالی از انرژی های تجدیدپذیر هستند زیرا می توانیم به تولید بیشتر ادامه دهیم. مصرف‌کنندگان همچنان نفت یا گاز طبیعی را برای گرمایش و برق دریافت می‌کنند و البته نفت و گاز طبیعی منابع تجدیدپذیر نیستند. اما شرکت‌های انرژی متعهد شده اند همان مقدار انرژی را به شکلی از انژی های پایدار خریداری کنند، مانند انرژی از پنل‌های خورشیدی یا مزرعه بادی. این مبادله، مصرف خالص کربن مصرف کنندگان را به صفر می رساند. گواهینامه های انرژی تجدیدپذیر منبع انرژی شما را تغییر نمی دهد. آنها صرفاً از یک جایگزین پاک حمایت می کنند. اما حمایت از یک انرژی جایگزین تمیز مزایای قابل توجهی دارد. حمایت مالی از پروژه های انرژی پاک به رشد و توسعه آنها کمک می کند. به خصوص اگر فناوری‌ها جدید بوده و نیاز به تکامل سریع داشته باشند، حمایت مالی مداوم می‌تواند بسیار مهم باشد. همچنین باعث می‌شود که انرژی کلی در شبکه برق کمی تمیزتر شود، حتی اگر منبع استفاده شما بدون تغییر باقی بماند. مشارکت انرژی سبز EPA به مصرف‌کنندگان این امکان را می‌دهد که پروژه‌های انرژی سبز و تجدیدپذیر را در سراسر کشور ببینند و به طور بالقوه از بین آنها انتخاب کنند.

مقایسه انرژی سبز، پایدار، پاک و تجدیدپذیر

اکنون می توان هر چهار بخش یعنی انرژی سبز، پایدار، پاک و تجدیدپذیر را مقایسه کنیم. در ابتدا باید ذکر شود که همه انرژی های تجدیدپذیر انرژی پایدار نیستند و بالعکس. برای واجد شرایط بودن به عنوان پایدار، انرژی باید به طور کارآمد به دست آمده و توزیع شود. اما برخی از منابع انرژی تجدیدپذیرِ فنی، مانند زیست توده، کاملاً پایدار نیستند. زیست توده به عنوان مواد ارگانیک ناشی از گیاهان و حیوانات، تجدید پذیر است و می تواند برای استفاده برای گرما یا سوخت سوزانده شود. اما در حالی که زیست توده به طور خودکار پر می شود، مصرف سوخت زیستی، گازهای گلخانه ای منتشر می کند که می تواند بر محیط زیست و به نوبه خود بر نسل های آینده تأثیر منفی بگذارد. بنابراین، این شکل خاص از انرژی های تجدیدپذیر پایدار نیست مگر اینکه به دقت کنترل شود و در عین حال تولید انرژی را به حداکثر برسانده و محصولات جانبی مضر را به حداقل برساند. منابع تجدیدپذیر اغلب با انرژی سبز و انرژی پاک مرتبط هستند، اما تفاوت های ظریفی بین این سه نوع انرژی وجود دارد. در جایی که منابع تجدیدپذیر آنهایی هستند که قابل بازیافت هستند، انرژی پاک آنهایی هستند که آلاینده هایی مانند دی اکسید کربن آزاد نمی کنند و انرژی سبز آن چیزی است که از منابع طبیعی به دست آمده و آلایندگی بسیار کمی دارد. در حالی که اغلب بین این انواع انرژی تلاقی وجود دارد، همه انواع انرژی های تجدیدپذیر در واقع کاملاً پاک یا سبز نیستند. به عنوان مثال، برخی از منابع برق آبی در واقع می توانند به زیستگاه های طبیعی آسیب رسانده و باعث جنگل زدایی شوند. انرژی سبز تأثیر منفی اندکی، بر جو و محیط زیست زمین دارد. اگر یک اصطلاح کلی وجود داشته باشد که بتواند هر چهار نوع انرژی را که توضیح دادیم در بر گیرد، انرژی سبز همان است. تفاوت بین انرژی پاک و سبز تفاوت درجه است. انرژی پاک، ایده انرژی سبز را یک قدم جلوتر می برد و تقریبا هیچ تاثیر منفی بر جو و محیط زیست زمین ندارد. تفاوت بین انرژی سبز و تجدیدپذیر شامل امکان تجدید شدن، است. انرژی های تجدیدپذیر از منابعی مانند محصولات زراعی و مواد زیستی که زمین می تواند به طور طبیعی آنها را دوباره پر کند، به دست می آید. انرژی پایدار از منابعی می آید که نیازی به تجدید ندارند، زیرا هرگز نمی توانند تخلیه شوند، مانند نور خورشید و انرژی باد. همانطور که می بینید، انرژی های تجدیدپذیر و پایدار کم و بیش زیرمجموعه ای از انرژی های پاک هستند. انرژی باد و خورشید نمونه هایی از انرژی پایدار هستند زیرا نمی توان آنها را تخلیه کرد. اما آنها همچنین نمونه هایی از انرژی های پاک هستند زیرا جو را آلوده نمی کنند و به محیط زیست آسیب نمی رسانند.

طبقه بندی مبهم از انرژی (Ambiguous Energy Classifications)
برخی از کارشناسان انرژی در مورد تفاوت های ظریف این طبقه بندی ها اختلاف نظر دارند. به عنوان مثال، بسیاری از رهبران صنعت، انرژی خورشیدی را انرژی پایدار می نامند زیرا هرگز نمی توان آن را مصرف کرده و به اتمام رساند. اما برخی دیگر مخالفت می‌کنند که اگرچه نمی‌توان انرژی خورشید را کاهش داد، اما تولید پنل‌های خورشیدی اثرات زیست‌محیطی قابل‌توجهی ایجاد می‌کند. این افراد می گویند که انرژی خورشیدی را نباید پایدار دانست زیرا تولید آن به صورت ناپایدار تامین می شود. به طور مشابه، برخی از دانشمندان ممکن است انرژی هسته‌ای را به عنوان انرژی پاک طبقه‌بندی کنند، زیرا آلاینده‌های مضر تولید نمی‌کند، به جز اینکه اگر مشکلی پیش بیاید، نیروگاه‌های هسته‌ای به طور بالقوه می‌توانند مقادیر حیرت‌انگیز تشعشعات خطرناکی تولید کرده و دفع زباله‌های هسته‌ای نگران‌کننده است، و همچنین احتمال اینکه روزی نیروگاه‌های هسته‌ای در توسعه سلاح‌های هسته‌ای مشارکت کنند، نگران‌کننده است. در مورد نحوه طبقه بندی نیروگاه های آبی نیز سردرگمی وجود دارد. برق آبی، برقی که از سدها تامین می شود، حدود ۲۰ درصد از انرژی مصرف شده در سراسر جهان را تامین می کند. انرژی آبی اغلب به عنوان انرژی پایدار طبقه بندی می شود زیرا ما نمی توانیم منابع آب زمین را مصرف کنیم. اما برخی افراد استدلال می کنند که انرژی آبی هزینه های اجتماعی و زیست محیطی زیادی دارد که نمی توان آن را یک منبع پایدار یا تجدید پذیر در نظر گرفت. سدها می توانند باعث تخریب دائمی اکولوژی محلی شوند، آنها تغییرات چشمگیری در جریان آب ایجاد می کنند که گاهی منجر به خشکسالی می شود و ساخت آنها اکوسیستم های محلی را مختل می کند. آنها می توانند به جنگل زدایی قابل توجه و از بین رفتن تنوع زیستی و همچنین از دست دادن معیشت ماهیگیران و کشاورزان منجر شوند. حتی اتانول، که به طور کلی یک منبع انرژی تجدید پذیر در نظر گرفته می شود، با کود، که اغلب یک محصول فرعی نفتی است، رشد می کند. همچنین کشت ذرت برای اتانول می تواند بقیه بازار ذرت را کاهش دهد و در نتیجه، فعالیت های کشاورزی مضر را تشویق کند.

انتخاب بک منبع انرژی (Choosing an Energy Source)
به طور کلی، منابع انرژی پاک و پایدار نشان‌دهنده مهم‌ترین گام‌های رو به جلو در زمینه حفظ منابع کره زمین و محافظت از خود در برابر تغییرات آب و هوایی بیشتر است. اما در حال حاضر، منابع سبز و تجدیدپذیر هنوز هم مهم بوده و ممکن است اجرای آنها بسیار کاربردی تر شود. جهان، هنوز آماده نیست که تمام خانه ها، مشاغل، بیمارستان ها، کارخانه ها و غیره خود را با انرژی باد یا خورشید تامین کند. اما استفاده از گواهینامه های انرژی تجدیدپذیر برای حمایت از این منابع انرژی نشان دهنده یک گام مفید و رو به جلو است.

منبع: Shipley Energy همراه با اضافات نویسنده.