English
صفحه اصلي | اخبار | مقالات | گالري عكس | سوالات متداول | تماس با ما | نقشه سايت | درباره ما
فهرست پايگاه
زمين شناسي
اكتشاف
ژئوماتیکس
آزمايشگاه شيمي
موزه علوم زمين
نقشه هاي زمين شناسي
پروژه های اصلی
امور اداري و مالي
کتابخانه و انتشارات
مقالات
پايان نامه ها
محیط زیست وعلوم زمين
كاربردهاي زمين شناسي
ژئوتوریسم
فصلنامه هاي علوم زمين
زمین شناسی خراسان
معادن استان های خراسان
معرفی کتاب
درباره ما
خدمات و محصولات
دانستنیهای زمین شناسی
خورشید مشرق
مشاهیر علوم زمين ايران
سمینارهای علوم زمین
مشهدالرضا
قوانین ومقررات زمین شناسی ومعدن
پارک موزه علوم زمین
معرفي انجمن ها و تشكل هاي علوم زمين
پيوند‌هاى سريع
ژئوتوریسم خراسان
چشمه های آب گرم خراسان
فعالیت های اکتشافی بخش اکتشاف
فرو نشست دشت مشهد
موزه علوم زمين
نظر سنجى
صفحه اصلی » محیط زیست وعلوم زمين » منابع انرژي

منابع انرژي

انرژي و سوخت ها

دسترسي به انرژي ارزان محور تمدن وصنعت مدرن است .انرژي كه غالبا" منبع آن سوختهاي فسيلي است ، به ما امكان گرم كردن خانه ها ، گرداندن كارخانجات وسامانه حمل ونقل مان را مي دهد. هر روزه در سراسر جهان انرژي معادل 200 ميليون بشكه نفت را مي بلعيم ولي قسمت اعظم آن از ذغال سنگ گاز و انرژي هسته اي هم تامين مي شود.
در قرن 18 با شروع از ذغال سنگ وسپس نفت وگاز ، سوختهاي فسيلي مان را براي ايجاد توسعه غارت كرده ايم . ولي اكنون بحران انرژي پديدار مي شود . منابع جديد نفتي رفته رفته تحليل مي روند وگازهاي گلخانه اي حبس شده ، زمين را تهديد مي كنند .با اين حال تقاضا براي انرژي تا سال 2030 حدود 50 تا 60 درصد افزايش خواهد يافت . ما به سرعت نيازمند توسعه راه حل هايي پذيرفتني از پيل هاي هيدرژني گرفته تا توربين هاي بادي براي تامين سوخت آينده مان هستيم .
بيشتر انرژي موجود زمين از خورشيد گرفته مي شود.در واقع خورشيد براي رفع نيازهاي انرژي ما در طول سال هر دقيقه سطح سياره را گرم مي كند ما فقط بايد روشي كارآمد براي كنترل آن پيدا  كنيم . تا كنون تامين انرژي از نفت ارزان تر و ساده تر بوده است ولي باكم شدن منابع موجود اين (واقعيت ) عوض مي شود لازم است كه ما اعتياد به نفت را درمان كنيم.


تشنگي براي نفت
      تا دوران انقلاب صنعتي براساس نيروي بخار‌،‌ يعني زماني كه ذغال سنگ حاوي انرژي فشرده به سوخت انتخابي تبديل شد‌،‌ سوزاندن چوب انرژي را تامين مي كرد. ذغال سنگ هنوز هم ، البته بيشتر درنيروگاه ها و براي رفع   نياز  انرژي مورد استفاده قرار مي گيرد ولي استفاده از آن از زمان شروع پمپاژنفت ، كاهش يافته است . ذغال سنگ كم كارآمدترين ، ناسالم ترين ومخرب ترين سوخت براي محيط زيست است ولي
مي توان يك عقب گرد به آن داشت ، زيرا منابع آن فراوان و 5 برابر ذخاير نفتي دنيا هستند.
امروزه پتروليوم (نفت ) 40%  نياز جهان به انرژي راتامين مي كند كه بيشتر صرف سوخت خودروها مي شود . ايالات متحده   تمام نفت را بلعيده و به نسبت مشابهي گازهاي گلخانه اي منتشر مي كند. اولين چاه ها 2400 سال پيش حفاري شدند ولي صنايع مدرن نفتي در سالهاي 1850 بوجود آمدند.
بيشتر نفت از خاورميانه كه نصف ذخائر شناخته شده جهان را دارد مي آيد ولي منابع با ارزش ديگر شامل روسيه ، آمريكاي شمالي ، نروژ ، ونزوئلا و درياي شمال مي باشند. پناهگاه ملي حيات وحش  شمالگان مي تواند براي ايالت متحده يك منبع عظيم تازه براي كاهش وابستگي به صادرات خارجي باشد ، اما درحال حاضر حفاري در آنجامجاز نيست.
بيشتر كارشناسان برآورد مي كنند كه ما منابع موجود را به راحتي تا سال 2050 تمام مي كنيم .زماني كه مقدار تقاضاي ما نسبت به منابع موجود پيش مي گيرد شايد به سرعت طي چند دهه آينده كمبود انرژي داشته باشيم . از آنجا كه دسترسي به منابع رايج مشكل تر مي شود موارد ديگري هم چون شيل هاي نفتي و ماسه هاي قيري جايگزين مي شوند . حتي مي توان نفت را از ذغال سنگ استخراج كرد .

گاز طبيعي
         گاز طبيعي مي تواند كمبود نفت را جبران كند ولي منابع آن كه بخشي اش در روسيه ، خاورميانه و درياي ٭ wadden قرار دارند تا قرن 22 دوام نخواهند آورد. در حال حاضر ما از آن براي توليد حدود   الكتريسته دنيا استفاده مي كنيم.

گاز طبيعي كه بيشتر آن متان است از نظر وزني تميز ترين سوخت فسيلي است و به اندازه 40% ذغال سنگ و 25% نفت ، گاز گلخانه اي منتشر مي كند ونيز به عنوان جايگزيني كمتر آلاينده براي نفت ، استفاده از آن در اتومبيل ها به صورت گاز طبيعي فشرده (CNG) يا به شكل پيل هاي سوخت هيدروژني درحال افزايش است .
در چند دهه آينده يك راه براي بريتانياي كبير و ديگر كشورهاي براي پاي بندي به پيمان كاهش گازهاي گلخانه اي ، افزايش توليد انرژي هسته اي خواهد بود در حال حاضر حدود 440 رآكتور در 32 كشور ، 16% انرژي الكتريكي دنيا را تامين مي كنند.

عليرغم كاهش نسبي حمايت از نيروي هسته اي در غرب به دنبال فاجعة چرنوبيل در سال 1986 ، بسياري از كشورها از جمله ايالات متحده ، ژاپن وهند اكنون دو باره به فن آوري مزبور روي آورده اند ولي استفاده از نيروي هسته اي براي كاهش تخريب محيط زيست يك شمشير دو لبه است . زيرا دفع زباله هسته اي خود يك معضل است . بدون در نظر گرفتن اينكه ساختن تجهيزات تازه هم مي تواند ده ها سال طول بكشد هزينه ايمني عمليات عادي و (خطر ) تروريسم هم از مشكلات اساسي به شمارمي روند.

جايگزين هاي قابل پذيرش

در دراز مدت منابع انرژي تجديد پذير و كمتر آلاينده راه حلي عملي تر پيش رو مي گذارند. اين منابع شايد به نفع نيازمندان دنيا باشند. تجديدپذير به اين واقعيت بر مي گردد كه ( اين منابع ) زودتر از آنكه جايگزين شوند مصرف نمي شوند .
 چيني ها و رومي ها بيش از 2000 سال قبل از آسياب آبي استفاده مي كرده اند . ولي اولين سد برق آبي در سال 1870 در انگلستان بنا شد . اين نيروي برق آبي در حال حاضر معمول ترين شكل انرژي تجديد پذير است و 20% نيروي برق دنيا را تامين مي كند.
سد سه جرج چين كه تازه تكميل شده در نوع خود از بزرگترين هاو پنج برابر سد هوور ايالات متحده است . 26 توربين آن انرژي معادل 18 نيروگاه با سوخت ذغال سنگ را توليد خواهد كرد . 3% كل انرژي مورد نياز چين را تامين مي كند. دركمال شگفتي عده اي در مورد سهم زياد سدهاي برق آبي در توليد گاز هاي گلخانه اي بحث مي كنند.
در سال 2003 اولين نيروگاه  تجاري براي كنترل جريانات جذر و مدي در درياي آزاد در نروژ گشايش يافت . طراحي آن مثل آسياب بادي است با اين حال مدل هاي ديگر آن به شكل توربين ، به صورت طرح هاي نوسان كننده آبي و ژنراتورهاي انعطاف پذير مثل مارماهي هستند يا به صورت كرجي هاي شناور ساخته مي شوند كه همراه امواج درهنگام جزر ومد بالا و پايين مي روند.
با افت قيمت ها ، نيروي باد در بين انواع چهارگانه انرژي ، سريع ترين نوع در حال رشد براي توليد الكتريسته در جهان بين سالهاي 1999 تا 2005 بوده است. مزارع بادي جديد داراي توربين هايي هستند كه الكتريسيته  توليد مي كند. گر چه اين نوع گران تر است ولي مقدار باد بيش از حد لازم براي توليد كل انرژي موردنياز دنياست.

مزرعه هاي بادي از نوع كنار ساحل و دور از ساحل مي باشند آنها غالبا مي توانند زيبايي هاي طبيعي را خراب كنند و اكثرا مورد پسند ساكنين نيستند . توربين ها كاملا بي خطر نيستند ، مزاحم رادار شد ه و تاثيرات اكولوژيكي زيادي به جا مي گذارند . باعث فراري دادن حيات وحش شده و مرغان دريايي را مي كشند . شايد مرغان مهاجر شانس بيشتري براي برخورد نكردن با آنها داشته باشند . 
اسكاتلند در حال ساختن بزرگترين مزرعه بادي اروپاست كه 200 هزار خانه را برق دار مي كند. هدف انگلستان توليد   انرژي از منابع تجديد پذير ، عمدتا" باد ، تا سال 2020 است . ولي ممكن است اين مشكلاتي ايجاد كند زيرا باد قابل اعتماد نيست.
ساختمانهاي آينده با توربين هاي متصله مي توانند 20% نيروي مورد نيازشان را تامين كنند . ديدگاه هاي ديگر به احياي نيروي باد براي مزارع بادي شناور يا شناورهاي عظيم الجثه با عرض 28  كيلومتر كه از قدرت با د در جوهاي بالا تر نيرو مي گيرد ، نظر دارند . هم چنين طرح هايي براي بنا كردن برجي 1 كيلومتري در دست است كه انرژي باد را از هواي گرم نواحي دورافتاده استراليا ، كنترل مي كند.


شكار برخي تابش ها
استفاده از نيروي خورشيدي براي توليد الكتريسيته از دوران ويكتوريا مد نظر بوده وطرح هاي هوشمندانه اي كه از آنها براي تنظيم درجه حرارت استفاده مي شده مربوط به هزاره پيشين است .  امروزه از نيروي خورشيد به روش هاي گوناگون استفاده مي شود . تابش خورشيد با نيروي گرمايي آب را به طور مستقيم در پانل هاي مربوط به ذخائر خانگي واقع در پشت بام ها گرم مي كند. درعين حال با استفاده از پيل فتوولتايي كه براي تبديل فوتونها به الكتريسيته از نيمه هادي ها استفاده مي كند ،  مي توان تابش خورشيد را مستقيما" به الكتريسيته تبديل كرد .

 دو نوع نيرومنابع ادواري (نوبتي ) هستند چون فقط مي توانند در نور مناسب عمل كنند . پيل هاي فتوولتايي براي موارد استفاده گسترده خيلي گران اند ولي براي
ذخيره سازي الكتريسيته درنقاط دور افتاده يا پر كردن فاصله هاي خالي وناپايدار در شبكه الكتريسيته مورد توجه هستند . پانل هاي خورشيدي غالبا" سفينه هاي فضايي ، اتومبيل هاي خورشيدي و هواپيما ها را هم به كار مي اندازند .
انواع ارزان تر پيل هاي فتوولتايي جديد با انرژي هاي بيشتر تا سال 2020 به جاي استفاده از نيروي هسته اي بانيروي خورشيدي ساخته مي شوند.
در آينده ما مي توانيم با استفاده از پوشش انعطاف پذير كه هم انسان و هم ساختمان ها را پوشش مي دهد نيروي خورشيدي را توليد كنيم . حتي طرحي براي ساخت نيروگاه خورشيدي دوار در دست است.

راندن با دست خالي

 اگر نفت تمام شود سوخت اتومبيل مان را چگونه تامين كنيم .اين سئوال همراه با اين واقعيت كه دوداگزوزها  يكي از بزرگترين شركاي انتشار گاز هاي گلخانه اي است به اين معناست كه مسابقه براي يافتن راه حلي تازه جهت برون رفت از اين مشكل شروع شده است .
 سوخت هاي گياهي از زمان موتورهاي درون سوز در دسترس بوده اند. در ايالات متحده اتانول به نفت اضافه شده و در برزيل ميليون ها اتومبيل به اين شيوه كار مي كنند . در اروپا روغن هاي گياهي براي توليد بيوديزل استفاده مي شوند . روغن سويا هم مي تواند در صنعت هوانوردي مورد استفاده قرار گيرد . سوخت هاي گياهي مانند علف فيل را كه سريعا" رشد مي كند مي توان براي توليد گرما و الكتريسيته به كار گرفت . حتي فاضلاب هم به عنوان نوعي زيست سوخت مورد نظر است .
پيل هاي سوخت هيدرژني در صورت حل مشكلات فني توان بالقوه زيادي دارند و اساسا" بشكل نوعي باتري كه دائم قابل پر كردن باشد هيدرژن را بطور شيميايي با اكسيژن و اكنش داده ومنحصرا" آب وانرژي توليد مي كنند .
اين فرايند بسيار كار آمد است چون انرژي كمتري به صورت گرما از بين مي رود . ولي اين فقط براي اتومبيل ها نيست . هيدرژن مي تواند در نيروگاه ها و قطعات الكترونيكي قابل حمل هم مورداستفاده قرار گيرد . پيل هاي مينياتوري مي توانند روزي به صورت باتري هاي خارجي استفاده شوند .
مساله اين است كه كاتاليست ها و غشاء ها تا همين اواخر گران بوده اند . از جمله مشكلات ديگر ساختن مخزن هاي هيدرژن تحت فشار وغيرآتشگير براي اتومبيل و زيرسازي يك ايستگاه كامل سوختگيري با ايمني كافي است . تركيب موتورهاي سنتي با پيل هاي سوختي مي تواند گامي در جهت درست باشد . اخيرا" براي كمك به حل اين مشكل يك جايزه 10 ميليون دلاري پيشنهاد شده است . پيل هاي سوختي مي توانند از گاز طبيعي ، متانول يا ذغال سنگ هم استفاده كنند . ولي اين (سوخت ) ها كربن دي اكسايد توليد مي كنند حتي هيدرژن هم يك سوخت كاملا" پاك نيست زيرا براي شكستن ملكول آب و توليد هيدرژن ، از الكتريسيته حاصل از سوخت هاي فسيلي استفاده مي شود .
بعضي شهرها  مثلف ريك ياويك از هيدرژن براي راه انداختن اتوبوس ها استفاده مي كنند . ولي ايسلند بخشي از الكتريسيته و 80% گرما و آب گرم خود را از منابع انرژي زمين گرمايي تامين مي كند  و مي تواند هيدرژن بدون انتشار توليد كند . كشورهاي ديگر بايستي راه هايي پذيرفتني براي توليد هيدرژن پيدا كنند.


راهبري كار آمد
 عده اي بحث مي كنند كه «اقتصاد هيدروژني » انحراف از برخورد بانيازهاي آينده و كاهش تغييرات آب و هوايي است و لازم است ما روي راه حل هاي زود بازده تمركز كنيم . ايجاد تغييرات اجتماعي شايد مشكل تر از حل مسائل فني باشد .
راه حل هايي كه مي توان هم اكنون آنها را درجاي درست قرار داد عبارت از فيلتر كردن كربن دي اكسايد بدون انتشار آن و دفن كردن آن در رگه نفتي در زيردرياست . ايالات متحده درميان 6 كشوري قرار دارد كه به پيمان توكيو در مورد تغييرات آب وهوايي پشت كرده و روي استخراج انرژي پاك از سوختهاي فسيلي تمركز كرده اند .
افزايش كارآمدي در توليد انرژي‌، همان طور كه در مورد بحران نفتي سال 1970 عمل كرد ، مي تواند صرفه جويي هاي كلاني بهره دهد . روش ها داراي گوناگوني از كاهش اصطكاك ترن ها تا كم كردن محدوديت سرعت اتومبيل ها مي باشد.

 توليد ژانرتورهاي خانگي ، تركيب كننده حرارت والكتريسيته ، مقدار زيادي از انرژي تلف شده درنيروگاه ها را  قابل استفاده مي كند و شايد روزي سبب بازخورد انرژي داخل شبكه شود . نيروي باد و خورشيد هم مي توانند در آينده روي پشت بام هاي نزديك شما آماده و تجهيز شوند. حتي ملكه انگليس هم حالا انرژي خود را از رودخانه تيمز تامين مي كند .

 
٭ wadden يك منطقه ساحلي است كه از شمال غرب هلند از طريق آلمان تا غرب دانمارك كشيده شده است . متشكل از Wadden sea است كه بخش هاي بزرگي از آن درهنگام جذر و مد ضعيف خشك مي شوند و
Wadden island رشته جزايري است كه اين دريا را از درياي شمال جدا مي كند.

                  تهيه و تنظيم: فاطمه نوريان

مشهد ـ صندوق پستي : 91735-1166
تلفن : 8-8218146   /   دورنگار : 8216044
ميدان حر ـ بلوار سرافرازان ـ خيابان هجدهم
E-mail : info [at] gsinet [dot] ir
Last Update: 2012/09/01
Copyright © 2002-2007 GSINET , All rights reserverd.