انرژی تجدیدپذیر
انرژی تجدیدپذیر انرژی تولیدشده از منابعی مانند خورشید و باد است که به طور طبیعی دوباره جایگزین می‌شوند و تمام نمی‌شوند. از انرژی تجدیدپذیر می‌توان برای تولید برق، گرمایش و سرمایش آب و حمل و نقل استفاده کرد. انرژی‌های تجدیدناپذیر، در مقابل منابع محدودی از قبلی سوخت‌های فسیلی قرار می‌گیرند که مقدار آنها محدود و بازه جایگزینی‌ها بسیار طولانی است.
بسیاری از کشورها برای تأمین انرژی‌شان، بیشتر بر زغال‌سنگ، نفت و گاز طبیعی متکی هستند اما وابستگی به سوخت‌های فسیلی یک مشکل بزرگ به همراه دارد. مشکل این جا است که میزان سوخت‌های فسیلی محدود است و در نهایت به اتمام خواهند رسید یا زمانی فرامی‌رسد که استخراج باقی‌مانده آن بسیار گران تمام خواهد شد.
هم چنین سوخت‌های فسیلی باعث آلودگی هوا، آب و خاک می شوند و گازهای گلخانه‌ای تولید می‌کنند که باعث گرم شدن کره زمین می‌شوند.
در این شرایط منابع انرژی تجدیدپذیر جایگزین‌های پاکی برای سوخت‌های فسیلی هستند. البته آنها هم بدون مشکل نیستند اما آلودگی بسیار کمتر و گازهای گلخانه‌ای کمتری تولید می‌کنند و تمام هم نمی‌شوند. در اینجا منابع اصلی انرژی تجدیدپذیر مورد بررسی قرار می‌گیرند.
انواع انرژی تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر را می‌توان برای زندگی روی کره زمین به کار برد. با توجه به اینکه منبع انرژی تجدیدناپذیر بالاخره یک روز تمام می‌شوند، شناخت انواع انرژی تجدیدپذیر و به کار بردن روش‌هایی برای استفاده از آنها می‌تواند آینده روشن را رقم بزند.
انرژی خورشیدی
خورشید قدرتمندترین منبع انرژی است. نور خورشید یا انرژی خورشیدی می‌تواند برای گرمایش، روشنایی و خنک کردن خانه‌ها و ساختمان‌های دیگر، تولید برق، گرم کردن آب و انواع فرآیندهای صنعتی مورد استفادهقرارگیرد. فناوری مورد استفاده برای به دست آوردن و جمع آوری انرژی خورشید به طور دائم در حال تحول است. از جمله این فناوری‌ها لوله‌های آب‌گرم‌کن پشت‌بام، سلول‌‌های فتوولتائیک و آرایه‌های آینه است. صفحات روی پشت بام‌ها چیزی را به طبیعت تحمیل نمی‌کنند اما آرایه‌های بزرگی که روی زمین مستقر می‌شوند می‌توانند وارد زیستگاه‌های حیات وحش شوند.
انرژی باد
باد حرکت هوا است و موقعی ایجاد می‌شود که هوای گرم صعود می‌کند و هوای خنک تر برای جایگزینی آن هجوم می‌برد. انرژی باد قرن‌ها برای حرکت دادن کشتی‌های بادبانی و چرخاندن آسیاب‌های بادی‌ای که غلات را خرد می‌کردند به کار می‌رفت. امروزه انرژی باد توسط توربین‌های بادی گرفته می‌شود و برای تولید برق مورد استفاده می‌گیرد.
هر ازگاهی، بحث‌هایی درباره این که توربین‌ها در کجا نصب شوند درمی‌گیرد چراکه این توربین‌ها می‌توانند برای پرندگان مهاجر و خفاش‌ها مشکل ساز باشند.
انرژی برقابی
جریان یافتن آب به پایین دست یک نیروی قدرتمند است. آب منبعی تجدیدپذیر است و به طور مداوم توسط چرخه جهانی تبخیر و بارش جایگزین می‌گردد. گرمای خورشید باعث می‌شود که آب در دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها تبخیر شود و ابرها تشکیل شوند. سپس آب به صورت باران یا برف به زمین برمی‌گردد و به داخل رودخانه‌ها و نهرهایی وارد می‌شود که به اقیانوس برمی‌گردند. آب جاری را می توان برای انرژی دادن به چرخ‌های آبی‌ای که فرآیندهای مکانیکی‌ای را به کار می‌اندازند مورد استفاده‌قرارداد.
انرژی آب جاری که به وسیله توربین‌ها و ژنراتورها کنترل می‌شود (مثل بسیاری از سدهایی که اطراف جهان وجود دارند) را می‌توان برای تولید برق مورد استفاده‌قرارداد. حتی توربین‌های کوچک را می‌توان برای تأمین انرژی تک تک خانه‌ها مورد استفاده قرار داد. هرچند که انرژی برق‌آبی تجدیدپذیر است اما در مقیاس بزرگ می تواند عواقب زیست محیطی زیادی به همراه داشته باشد.
انرژی زیست توده
از زمانی که بشر برای اولین بار شروع به سوزاندن چوب برای طبخ غذا و گرم کردن خود در سرمای زمستان کرده‌است، زیست توده یک منبع مهم انرژی بوده‌است. چوب هنوز هم رایج‌ترین منبع انرژی زیست توده است. منابع دیگر انرژی زیست توده شامل محصولات غذایی، علف‌ها و گیاهان دیگر، ضایعات و پس ماندهای کشاورزی و جنگلداری، اجزای آلی حاصل از زباله‌های شهری و صنعتی و حتی گاز متان حاصل از محل دفن زباله است.
زیست توده می‌تواند برای تولید برق و به عنوان سوخت برای حمل و نقل مورد استفادهقرارگیرد و یا برای تولید محصولاتی که هم اینک برای تولیدشان از سوخت‌های فسیلی تجدیدناپذیر استفاده‌می‌شود به کاررود.
هیدروژن
هیدروژن قابلیت عظیمی به عنوان سوخت و منبع انرژی دارد. فراوان ترین عنصر روی زمین هیدروژن است. برای مثال دو سوم آب از هیدروژن است. اما هیدروژن در طبیعت همیشه در ترکیب با عناصر دیگر یافت می شود.
هنگامی که هیدروژن از عناصر دیگر جدا می شود، می تواند برای تأمین انرژی وسایل نقلیه، به عنوان جایگزین گاز طبیعی برای گرمایش و پخت و پز و نیز برای تولید برق مورد استفاده قرار گیرد. در سال 2015، اولین اتومبیل سواری ای که با انرژی هیدروژن کار می کرد تولید شد و در ژاپن و ایالات متحده در دسترس عموم قرار گرفت.
انرژی زمین گرمایی
حرارت داخل زمین، بخار و آب داغ تولید می‌کند که می‌تواند برای نیرو دادن به ژنراتورهای برق و تولید الکتریسته یا برای کاربردهای دیگر مثل گرم کردن خانه و تولید انرژی برای صنعت مورد استفادهقرارگیرد. انرژی زمین گرمایی را می‌توان با حفاری از مخازن عمیق زیرزمینی و یا از دیگر مخازن زمین گرمایی نزدیک‌تر به سطح زمین به دست آورد.این انرژی به طور فزاینده‌ای برای متعادل کردن هزینه‌های گرمایش و سرمایش داخل ساختمان‌های مسکونی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انرژی اقیانوسی
اقیانوس چندین شکل انرژی تجدیدپذیر را فراهم می‌کند که هر یک به وسیله نیروهای مختلف هدایت و کنترل می‌شوند. انرژی حاصل از امواج و جزرومد اقیانوس را می‌توان برای تولید برق مهار کرد و انرژی حرارتی اقیانوس (گرمای ذخیره‌شده در آب دریا) را هم می‌توان به برق تبدیل کرد.
با فناوری‌های کنونی، بیشتر انرژی‌های اقیانوسی در مقایسه با دیگر منابع انرژی تجدیدپذیر مقرون به صرفه نیستند اما به هر حال اقیانوس یک منبع مهم بالقوه انرژی برای آینده باقی می‌ماند.
نقش تجدیدپذیرها در جهان
استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر یا پاک در جهان، روز به روز در حال افزایش است. در همین راستا، قیمت پنل‌های خورشیدی رو به کاهش و ظرفیت تأمین انرژی از نور خورشید شدت یافته‌است. به‌گونه‌ای که طبق مطالعات صورت گرفته، پنل‌های خورشیدی بیش‌تری در جهان نصب شده‌است تا جایی که ظرفیت آن به یک تریلیون وات رسید.
این در شرایطی است که یک تریلیون وات انرژی مورد نیاز یک سوم کل جمعیت آمریکاست. همچنین تا سال ۲۰۲۳ حدود ۲۰% کل پنل‌های خورشیدی در جهان در کشورهای آسیایی چون چین، هند و ژاپن نصب شده‌است. چین و ژاپن نیمی از تأسیسات پنل خورشیدی را راه‌اندازی کرده‌است و آمریکای شمالی و اروپا تا سال ۲۰۲۳ در حدود ۲۸% سهم بازار پنل‌های خورشیدی را به خود اختصاص داده‌است.
طبق این ارقام، ظرفیت پنل‌های خورشیدی در خاورمیانه از سه درصد کنونی به ۹% کل جهان رسیده‌است. دلیل اصلی این انتقال به انرژی خورشیدی، افزایش تقاضای برق در جهان است. با توجه به اینکه پنل‌های خورشیدی قیمت هزینه‌های تولید برق را کاهش می‌دهد. هر روز قیمت تولید برق از این طریق رقابتی‌تر خواهدشد و راه‌اندازی نیروگاه‌های خورشیدی هر روز مقرون به‌صرفه‌تر می‌شود.
انرژی تجدیدناپذیر
انرژی تجدیدناپذیر از منابعی به دست می‌آید که در طول عمر ما یا حتی در طول سال‌های پس از ما تمام می‌شوند یا دوباره جایگزین نمی‌شوند. بیشتر انرژی‌های تجدیدناپذیر مانند زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی سوخت‌های فسیلی هستند. کربن عنصر اصلی در سوخت‌های فسیلی است. به همین علت، دوره زمانی تشکیل سوخت‌های فسیلی یعنی حدود ۳۶۰ تا ۳۰۰میلیون سال پیش را دوره کربونیفر می‌نامند.
تمام سوخت‌های فسیلی به روشی مشابه تشکیل شده‌اند. صدها میلیون سال پیش، حتی پیش از عصر دایناسورها، زمین منظره متفاوتی داشت. در آن دوران، زمین از دریاهای وسیع و کم‌عمق و جنگل‌های باتلاقی تشکیل می‌شد. گیاهان، جلبک‌ها و پلانکتون‌ها در این جنگل‌های باتلاقی رشد می‌کردند. آنها نور خورشید را جذب می‌کردند و از طریق فتوسنتز آن را به انرژی تبدیل می‌کردند. این موجودات زنده پس از مرگ به اعماق دریا یا دریاچه‌ها سرازیر شدند تا در آنجا به انرژی تبدیل شوند.
با گذشت زمان، بقایای این موجودات در بستر دریا متلاشی شد و سنگ‌ها و سایر رسوبات روی آنها انباشته شدند. با گرما و فشار زیادی که به این بقایای متلاشی‌شده وارد می‌شد، در نهایت، به سوخت‌های فسیلی یعنی زغال سنگ، گاز طبیعی و نفت تبدیل شدند. امروزه، مخازن عظیم زیرزمینی از این انرژی‌های تجدید ناپذیر در سراسر جهان یافت می‌شود.
۱. زغال سنگ
زغال سنگ یک سنگ سیاه ی قهوه‌ای‌رنگ است که برای تولید انرژی سوزانده می‌شود. این منبع انرژی را بر اساس میزان کربنی‌سازی‌اش رتبه‌بندی می‌کنند. حدود ۳ متر از پوشش گیاهی جامد که با یکدیگر ترکیب شده‌اند ۰.۳ متر از یک زغال سنگ را تشکیل می‌دهند.
زغال سنگ نارس کم‌ارزش‌ترین نوع زغال سنگ است. این نوع زغال سنگ کمترین میزان کربنی‌سازی را پشت سر گذاشته و در مناطقی از جهان مانند اسکاتلند، ایرلند و فنلاند یافت می‌شود. آنتراسیت ارزشمندترین نوع زغال سنگ است. این نوع زغال سنگ در مناطقی از جهان شکل می‌گیرد که تحرکات عظیمی مانند تشکیل رشته‌کوه‌ها وجود داشته است. نمونه این نوع زغال سنگ در کوه‌های آپالاچی واقع در شرق آمریکا یافت می‌شود.
زغال سنگ منبعی قابل اعتماد برای تأمین انرژی است اما با سوختن آن، گازهای سمی و آلاینده‌های بسیاری وارد جو زمین می‌شوند. به‌علاوه، سوزاندن زغال سنگ باعث فرو رفتن زمین و آتش‌سوزی‌های زیرزمینی می‌شود که ممکن است برای چندین دهه ادامه یابد.
۲. نفت
نفت نوعی منبع انرژی تجدید ناپذیر و فسیلی مایع است که به آن نفت خام نیز می‌گویند. بیشتر منابع نفتی جهان هنوز در اعماق زمین قرار دارند. برای دسترسی به این انرژی تجدید ناپذیر زمین را حفاری می‌کنند. برخی از ذخایر نفتی در خشکی و برخی دیگر در اعماق اقیانوس‌ها قرار دارند.
حفاری برای نفت فرآیندی نسبتا کم‌هزینه است و می‌تواند منبع انرژی قابل اتکایی برای جامعه فراهم آورد. این منبع انرژی به اشکال مختلف مانند بنزین به کار می‌رود اما سوخت این منابع برای محیط زیست مضر است. علاوه‌براین، اگر مشکلی در ماشین‌آلات حفاری وجود داشته باشد، ممکن است نفت از چاه به بیرون پرتاب شود و اقیانوس یا زمین‌های اطراف را آلوده سازد.
۳. گاز طبیعی
گاز طبیعی یکی دیگر از سوخت‌های فسیلی است که بیشتر آن را متان تشکیل می‌دهد. به اندازه‌ای گاز طبیعی در زیر زمین وجود دارد که آن را بر حسب میلیون‌ها، میلیاردها یا حتی تریلیون‌ها متر مکعب اندازه‌گیری می‌کنند. این منبع انرژی تجدید ناپذیر در ذخایر چندصد متری اعماق زمین یافت می‌شود و برای به دست آوردن آن باید زمین را حفاری کرد. گاز طبیعی ممکن است به شکل مایع نیز تبدیل شود که به آن گاز طبیعی مایع (LNG) می‌گویند.
استخراج گاز طبیعی مایع نسبتا کم‌هزینه است و نسبت به به نفت یا زغال سنگ سوخت فسیلی پاکتری محسوب می‌شود. بااین‌حال، استخراج گاز طبیعی می‌تواند مشکلات محیط زیستی مانند ایجاد زلزله‌های کوچک یا نشت مواد شیمیایی به منابع آبی به وجود بیاورد.
۴. سایر انواع انرژی تجدیدناپذیر
سوخت‌های فسیلی اصلی‌ترین منابع انرژی تجدید ناپذیر در سراسر جهان هستند اما انرژی‌های دیگری نیز به عنوان انرژی تجدید ناپذیر شناخته می‌شوند.
انرژی هسته‌ای را می‌توان یکی از انواع این منابع دانست. اگرچه انرژی هسته‌ای خود یک منبع انرژی تجدیدپذیر است اما مواد مورد استفاده در نیروگاه‌های هسته‌ای این‌طور نیستند. این انرژی از انرژی قدرتمند هسته یک اتم به دست می‌آید. فرآیند شکافت هسته‌ای در نیروگاه‌های هسته‌ای و توسط دستگاه‌هایی پیچیده انجام می‌شود. ماده‌ای که در بیشتر این نیروگاه‌ها به کار می‌رود، عنصر اورانیوم است. این عنصر در سنگ‌های سراسر جهان یافت می‌شود اما نیروگاه‌های هسته‌ای معمولا از نوع بسیار کمیاب اورانیوم، U-235 استفاده می‌کنند. این نوع اورانیوم یک منبع تجدید ناپذیر است.
انرژی زیست‌توده نیز می‌تواند یک منبع انرژی تجدیدپذیر و تجدید ناپذیر، هر دو باشد. اگر مردم مواد اولیه زیست‌توده را به همان سرعتی که از آنها استفاده می‌کنند، دوباره کاشت نکنند، این انرژی به یک منبع انرژی تجدید ناپذیر تبدیل خواهد شد.
بدون دیدگاه