وقتی موضوع رو خوندم یه مسئله ای که ذهنمو مشغول کرد این بود که از کجا معلوم این تکنولوژی در آینده خودش بوجود آورنده مشکلات جدیدی نباشه؟
مثلاً اون زمانی که سد سازی در جهان رونق گرفته بود احتمالاً منافعی که ازش به انسان می رسیده خیلی بیشتر مد نظر قرار گرفته. در حالی که الان به دلیل مشکلات محیط زیستی که بوجود میاره خیلی محتاط بهش نگاه میشه. برداشت من تو این مثال اینه که بشر اول علم و تخصص فنی خودشو تو این بحث غنی تر کرده و بعد از سعی و خطاهای فراوون و دیدن اثرات این سعی و خطاها شروع به بررسی نتایج کرده.
اینو قبول دارم که آینده رو نمیشه پیش بینی کرد ولی تو این موارد به نظرم بحث پیش بینی مدنظر نیست بلکه مسئله پیشگیریه. الان تو همین قضیه سدسازی کلی نرم افزار شبیه سازی (چه فنی و چه اکولوژیکی) بوجود اومده که میشه ازشون استفاده کرد.
الان سوال من اینه که تو زمینه انرژی های تجدیدپذیر چه مدل های شبیه سازی وجود داره؟ آیا این صنعت هم فقط از نظر فنی توسعه پیدا کرده یا که نه جنبه های بیشتری رو مدنظر قرار داده؟
پ.ن: چرا اینجوری به این قضیه نگاه می کنم؟ چون همیشه یه عده ذینفع می شن که هرجوری شده می خوان تصمیم بقیه رو به سمت خودشون بکشونن. و همیشه خدا هم یه عده سیاست مدار جزو این ذینفع ها هستن.
در دنیای امروز به دلیل سوق دادن افراد به مصرف گرایی، زباله های زیادی وجود داره. یکی از کارهای خیلی خوبی که در این زمینه میشه کرد و جز تکنولوژی سبز حساب میشه، بازیافت این زباله هاس.
مثلا این شرکت زباله های دیجیتال افراد رو بازیافت میکنه:
صورت سوال گنگه و کلی. مشکلات و معایب یه تکنولوژی رو به صورت موردی و مشخص میشه بررسی کرد. مثلا مشکلات استفاده از توربین های بادی در دشت های مشهد، یا مشکلات استفاده از پنل های خورشیدی در کویرهای استان اصفهان.
در ضمن از انرژی های تجدید پذیر در حال حاضر در ایران استفاده میشه. مثلا در همدان پنل های خورشیدی خوبی ایجاد کردن:
و یا تا جایی که یادمه دو سال پیش در استان زنجان مطالعاتی انجام میشد برای مکانیابی توربین های بادی.
اگه سوال رو ویرایش کنین راحت تر میشه به موضوع که به نظرم اهمیت هم داره پرداخت. ضمن اینکه افرادی اینجا هستن که در زمینه ی انرژی های تجدید پذیر تجربه و مطالعه ی خوبی دارن و میشه ازشون کمک گرفت در این زمینه.
مهمترین خوبیش که میزان پائین آلودگیه. ولی عموما این فرآیندها باعث اختلال در روند طبیعت میشه و مسائلی مثل سدسازی رو میتونه داشته باشه. مثلا پوشش پنل خورشیدی خودش تعادل گرمائی زمین رو میتونه مختل کنه (خیلی شبیه به اثر شهرسازی و پوششهای غیرطبیعی که اثر مزمن شدید در برهم زدن تعادل داشته).
من هم فکر میکنم این فرآیند مانع از واقع بینی در مورد این مسائل میشه.
میتونم خیلی خلاصه سوالمو بپرسم و بدونید که نیت من از این سوال چیه ولی قصدم از مطرح کردن اینگونه ی سوال این بود که ذهن شما رو فقط درگیر معایب انرژی های تجدید پذیر کنم تا به سیاست های کشور کاری نداشته باشید.
سوال:
چرا با وجود اینکه همه میگن انرژی های تجدید پذیر عالی هستند و هوا رو آلوده نمیکنند و سوخت های فسیلی در حال اتمام هستند، هیچ کشوری نمیاد یه خرج بزرگ بکنه و کاسه و کوزه ی سوخت فسیلی رو جمع کنه و به جاش یه شرایطی رو بسازه که در اون، انرژی اصلی، انرژي تجدید پذیر باشند.
آمریکا و روسیه در جنگ سرد با همدیگه، حاضر شدند تا خرج های میلیارد دلاری در پروژه های فضایی بکنند تا همدیگه رو تحقیر کنند، تحقیقاتی که انجام شدن آن ها لزوم نداشت.
اما در حال حاضر همون آمریکا و روسیه ،حاضر به صرف هزینه به اندازه ی نصف هزینه های فضایی برای انرژی های تجدید پذیر نیستند.
استفاده از تکنولوژی سبز، حداقل تکنولوژی سبزی که تا الان کشف شده، لزوماً هم سبز نیست. می تونه گاز گلخونه ای هم تولید کنه. در عین حال که شرایط استفاده ازش در هر منطقه جغرافیایی میتونه متفاوت باشه. مثلاً ممکنه تولید گاز گلخونه‌ای منتشر شده از این تکنولوژی در یک کشور با یک کشور دیگه متفاوت باشه.(فکر کنم بسته به شرایط جغرافیایی)
مثلاً براساس چیزی که اینجا گفته، اگر تکنولوژی سبز یا پایدار برای تولید هر گیگاوات انرژی تولید شده بیشتر از 600 تن گاز گلخونه ای تولید کنه، بهتره که از انرژی های غیرتجدید پذیر استفاده بشه.
در آخر خبرش هم، که براساس تحقیقات یه استاد دانشگاه تورنتوِ، عنوان کرده که “در حالی که این دستاورد در کشورهایی که الان هم گاز گلخونه ای کمتری رو تولید میکنن، می تونه کمتر مضر باشه، در کشورهایی مثل آمریکا و چین این چنین نیست.”
برداشت من از چیزی که خوندم این بود؛ که چون تو کشورهای خیلی صنعتی نیاز به تولید انرژی خیلی زیاده، پس اگر بخوان از این تکنولوژی استفاده کنن هم مجبور به تولید زیاد هستن که در نهایت به همون تولید و انتشار بیش از حد گازهای گلخونه ای منجر میشه.
متاسفانه به دلیل نبود اطلاعات نمیشه ضررهای تکنولوژیهای جدید رو محاسبه کرد. بیشتر آمار و ارقامی که وجود دارند مربوط به تولید گازهای گلخانه‌ای میشه در حالی که این ساده‌سازی‌ها میتونه خیلی خطرناک باشه. برای مثال این که تکنولوژی جدید چه مقدار آب شیرین مصرف میکنه هم مهمه اما کمتر کسی به اون می‌پردازه.
من همیشه علاقه خاصی به سلولهای خورشیدی داشتم. ایده استفاده از آن‌ها واقعا وسوسه برانگیزه. اما تازگی‌ها این سوال در ذهنم شکل گرفته که چه مقدار انرژی، آب شیرین و منابع دیگه باید صرف بشه تا یک متر مربع سلول خورشیدی تولید بشه. از طرف دیگه این سوال هم وجود داره که بعد از گذشت چند سال و با پایان عمر یک سلول خورشیدی چه قدر انرژی و منابع برای بازیافتش لازمه؟
پرسش
اقلیم ایران با اقلیم اروپا کاملا متفاوته و تکنولوژیهای اونها لزوما به درد ما نمی‌خوره. ما نیاز به افرادی داریم که در این زمینه‌ها تحقیق کنند. چرا ما این همه دانشجوی فیزیک و ریاضی در ایران داریم اما دانشجوی انرژیهای نو نداریم؟ اصلا چند موسسه انرژی نو در ایران فعال هستند؟
یکی از بچه های انرژی که اتفاقا سابقا فیزیک پیشه بودن، رو دعوت میکنم به این بحث. فکر میکنم در این زمینه اطلاعات و تجربه های خوبی داشته باشن @mohifalahi .
سوالی که الان برای من بوجود اومد اینه که سلول های خورشیدی از چه موادی ساخته میشن؟ مسلماً مواد سازنده اونها مواد تجدید ناپذیر خواهند بود اونوقت : [quote=“Ali_Shakeri, post:8, topic:4839, full:true”]
این سوال هم وجود داره که بعد از گذشت چند سال و با پایان عمر یک سلول خورشیدی چه قدر انرژی و منابع برای بازیافتش لازمه؟
[/quote]
البته این سوال رو از دوستی پرسیدم. گویا بیشتر این سلولها از مواد آلی و کربن ساخته میشن. چرخه بازیافت کربن به چه صورته؟
فکر کنم یکی از دلایل اینکه داریم از دانش و تکنولوژی کشورای پیشرفته استفاده میکنیم اینه که تکنولوژی در ایران به شدت عقبه.
برای بررسی دقیق باید چند تا سئوال جواب داده بشه:
1- آیا این انرژیها میتونن جایگزین مصرف انرژیهای فسیلی بشن؟ تا اونجائی که میدونم در حال حاضر نه. حتی رسیدن به درصد قابل قبولی هم کاملا محل شک هست.
2- میزان عظیمی شغل باید از بین بره. جامعه انسانی حتی در سطح آمریکا هم به این فرآیند تن نمیده. نمونه بارزش انتخابات آمریکا که کارگران بیکار شده در نتیجه سیاست اوباما به شعار بازگشت به سمت سوخت فسیلی رای دادن.
3- انرژیهای نو عموما متمرکز نیستن. یعنی برای صنایع عظیم تامین انرژی از این طریق بسیار دردسرسازه.
4- نیاز به ذخیره مستقیم انرژی وجود داره تا با نوسانات تولید مقابله بشه که در ابعاد بزرگ هنوز مشکلات و اتلاف زیادی وجود داره.
این نوع مشکلات باعث شده که سرمایه گذاری و پذیرش فرآیند حذف انرژیهای فسیلی با مقاومت زیادی روبرو بشه. در کل مهمترین مسئله اینه که به نحوی تمدن امروز براساس انرژیهای فسیلیه و تغییر دادن این سوخت مسائل اجتماعی زیادی به دنبال داره.
سلام
سوال های زیاد و مهمی مطرح شده که من اونهایی رو که در توانایی ام هست جواب میدم.
1- سود و ضرر انرژی های نو چیست؟
فلسفه استفاده از انرژی های نو مثل تابش خورشید، باد، زیست توده، زمین گرمایی و امواج، استفاده از تخریب های طبیعی هست که در حال اتفاق افتادنه. مثلا در مورد تابش خورشید یعنی انرژی ای در حال منتقل شدن به زمین هست و ما اگر بتونیم از این جریان نسبتا همیشگی استفاده کنیم می تونیم بدون محدودیت های ناظر به سوخت های متداول، انرژی مورد نیازمون رو تامین کنیم.
اما موضوع فقط به پتانسیل موجود از این انرژی ها محدود نمیشه بلکه بحث ها ناظر به فناوری های مورد استفاده هم هست.
مثالی از انرژی خورشیدی: سلول های خورشیدی نسل های مختلفی دارند. (هر کدوم نقاط قوت و ضعف خودشون رو دارند.) نسل اول: (مثل چیزی که در فضاپیمای اسپوتنیک-1 شوروی به کار گرفته شد) از سیلیکون خالص (ویفر سیلیکونی) هست. راندمان این سلول ها چیزی حدود 15-20 درصد هست اما مصرف مواد و انرژی بسیار بالایی دارند. حدود 80% بازار رو این سلول ها به خودشون اختصاص میدن. نسبت به بقیه سلول ها راندمان و طول عمر بیشتری دارند اما راندمان اونها نسبت به افزایش دما حساس هست و با افزایش دمای سلول سریع افت می کنه. بنابراین برای اقلیم خیلی گرم چندان مناسب نیست.
این سلول ها چهار دسته هستند: تک کریستاله، چند کریستاله، سیلیکون آمورف و هیبرید سیلیکون با مواد دیگر
نسل دوم: سلول های لایه نازک شامل سیلیکون آمورف، سلول های CIGS (کوپر ایندیوم گالیوم سلناید) و سلول های CdTe (کادمیوم تلوراید) با راندمان 10-15 درصد. در این نسل همچنان از مواد کمیابی مثل سیلیکون، ایندیوم، گالیوم، سلنیوم، کادمیوم و تلوریوم استفاده میشه. درضمن چون فرآیند ساخت اونها هم دما بالا هست مصرف انرژی بالایی دارند.
نسل سوم: طیف وسیعی از فناوری ها رو در بر می گیره و در حال تحقیق و توسعه هست. یکی از اونها سلول های ساخته شده از مواد زیستی هستند. سلول های پلیمری نوعی از این سلول های ارگانیک هستند. یکی از ویژگی های اونها توانایی ساخت با فناوری Roll to Roll که در واقع عملکرد پرینتر هست و میشه اونها رو پرینت کرد. عمر کوتاه تری دارند اما راندمان بالاتری رو ارائه می دهند.
نوع دیگه از نسل جدید سلول های خورشیدی، معروف به سلول های Perovskite هست که در واقع محلول هایی هستند که در فرآیند ساخت روی پایه شون اسپری میشن و سلول خورشیدی رو تشکیل می دهند. این سلول ها در مدت 7 سال تحقیقات به راندمان 20% رسیدند.
می خواستم بگم که برای انتخاب فناوری پارامترهای مهمی وجود داره که باید در نظر گرفت.
هزینه تولید اون، مطابقت با شرایط اقلیمی، دیدن فناوری در چرخه عمرش (استخراج مواد، ساخت، استفاده، بازیافت مواد)، پذیرش اجتماعی اون فناوری، حتی پتانسیلی که برای ایجاد شغل جدید و از بین بردن شغل های موجود داره (اگر جایگزین یک فناوری متداول میشه)
ضمن اینکه فناوری های خورشیدی و بادی اصطلاحا Land footprint بالایی دارند یعنی زمین زیادی اشغال می کنند و امکان های دیگه برای استفاده از زمین رو می گیرند.
به نظر من هم استفاده از یک فناوری باید دقیقا با شرایط موجود هر منطقه ای مطابقت داشته باشه تا عملکرد مناسبی از اون شاهد باشیم.
درضمن در فناوری های تولید انرژی (چه سنتی و چه نو) مفهومی به نام energy return on energy investment وجود داره که میگه به ازای انرژی ای که برای ساخت و عملکرد هر فناوری وجود داره چقدر انرژی در طول عمرش به ما بر می گرده. معمولا فناوری های نو عملکرد بهتری در این مورد نسبت به فناوری های سنتی دارند.
اتفاقا دنیا در حال سرمایه گذاری رو تکنولوژی های سبز هست. مثلا این مقاله رو نگاه کنین میگه که در سال ۲۰۱۶ حدود ۲۵۰ میلیارد دلار هزینه کردن برای توسعه این تکنولوژي ها.
البته تو همین مقاله گفته که این مقدار نسبت به سال قبل از اون بیست درصد کمتر بوده، ولی ظرفیت بیشتری برای تکنولوژی های سبز ایجاد کرده که دلیلش هم کاهش هزینه تولید این تکنولوژی هاس.
به نظرم الان فقط بحث زمان مطرح هست و دیر یا زود کشورها میرن به این سمت.
یه نکته منفی، اینه که مثل بسیاری از جنبه های علوم و فناوری، در مورد نتایج، کارکرد و پایه های این تکنولوژی های مبالغه میشه. مثال تکنولوژی سلولهای خورشیدی رو در نظر بگیریم. موادی که برای تولید اون استفاده میشه، خودشون قابلیت آلودگی زیادی دارن. در ضمن، پوشش لازم برای این استفاده، خودش باعث نوعی اختلال در فرآیند گرمایشی زمین میشه که قبلا در مورد اثر شهرسازی و کشاورزی مورد بررسی قرار گرفته. در خیلی از موارد، همین مسائل در مقیاش بزرگ پیش میاد. مهم تر از همه، اینه که نوع و ساختار تمدن و نوع و ساختار انرژی در مقیاس بزرگ به هم وابسته هستند. تمرکز، ساختارهای بزرگ مقیاس و چیزهائی شبیه به این، با انرژی های فسیلی وارد تمدن شدند و دوام آوردن. برای انرژیهای نو، ساختار تمدن مناسب لازمه و این تغییر ساختار به نظر ممکن نیست.
در مورد انرژی های تجدیدپذیر موضوع اینه که تخریب های طبیعی ای در حال اتفاق افتادن هست، یعنی مثلا انرژی خورشیدی در حال رسیدن به زمین هست، یا انرژی باد و آب در جریان هست. یعنی ما اگر از اونها استفاده هم نکنیم اونها در حال آمدن و رفتن هستند. پس حتی اگر با راندمان های پایین هم بتونیم از اونها استفاده کنیم اشکالی نداره اما یک شرط اقتصادی وجود داره. اینکه فناوری ای که ساخته میشه از نظر اقتصادی چه مقدار به صرفه هست و چه مقدار با سیستم های انرژی موجود قابلیت رقابت اقتصادی داره. اگر این شرط رو برآورده کنه اون فناوری می تونه در سیستم انرژی یک کشور یا جهان نفوذ کنه.
اما محدودیت های محلی ای برای هر فناوری وجود داره. به عنوان مثال راندمان پایین سلول های فتوولتائیک به معنی این هست که در ازای اشغال زمین زیادی برای ما انرژی تولید می کنند، بنابراین اگر در جایی محدودیت زمین وجود داشته باشه اون فناوری ممکنه براش به صرفه نباشه.
البته بشر همیشه تلاش می کنه راندمان سیستم هاش رو افزایش بده. و الان سلول های سیلیکونی سه لایه ای هستند که به راندمان 32% رسیدن اما هنوز اقتصادی نیستند.
در این مورد اطلاعات بیشتری جمع آوری می کنم و اینجا به اشترک می ذارم.
اما نمیشه یک حکم کلی برای همه منابع تجدیدپذیر صادر کرد که هزینه تمام شده شون چقدر هست. این تا حدی بستگی به محلی داره که از اونها استفاده میشه و قانون حاکم بر اون کشور به چه صورت هست از نظر مشوق های اقتصادی.
البته در کشور ما به تمام حامل های انرژی (تجدیدپذیر و فسیلی) یارانه تعلق می گیره.
فقط منظورتون از مناسب سازی چی هست؟ منظورتون نفوذ این حامل های انرژی در بازار هست؟
مثلا بنزین و . . . از منابع اولیه نیست بلکه برای مصرف آماده میشه، حالا در کل هزینه این کار از آماده سازی و تجهیز خودروها برای استفاده از انواع دیگر سوخت کمتره؟
البته شاید برای این مثال جواب این باشه که ما فعلا به فناوری و امکانات مرتبط مجهزیم، اما به نظرم نگهداری و ادامه کار همین تجهیزات هم کم هزینه نداره.
این مقاله رو در بیزینس اینسایدر پیشنهاد میکنم ابتدا مطالعه کنین:
انرژی های فسیلی بر اساس نیاز مخاطب و کاربر، تولید میشن. ولی انرژی پاک، چون از اتفاقات طبیعی تولید میشه، بدون در نظر گرفتن نیاز مخاطب هست. در نتیجه در زمان هایی مثل کریسمس امسال که خیلی کسب و کارها تعطیل بودن و در ضمن هوای آفتابی خوبی در آلمان وجود داشته، میزان انرژی تولید شده بیش از حدی بوده که بشه مصرفش کرد! و بالتبع این باعث شده قیمت برق منفی باشه در این زمان در آلمان.
و در این زمان برای اینکه به نیروگاه ها آسیب نرسه، دولت از مردم لازمه بخواد که لطفا بیشتر انرژی مصرف کنین و بهتون جایزه میدم.
مطمئنم این چیزی نیست که هیچ دولتی بخواد (رواج مصرف انرژی).
داره یک-دو چالش ظریف رو نشون میده:
در حال حاضر، ابزار مناسبی برای ذخیره سازی انرژی پاک نداریم (باتری مناسب).
در حال حاضر، ممکنه وضعیت هایی پیش بیاد که انرژی پاک بیش از حد نیاز مردم باشه. لازمه راهی به وجود بیاد که انرژی در حد نیاز مصرف تولید شه.
راستی همون طور که در مقاله اشاره کرده آلمان حداقل ۲۰ میلیارد تومن روی چنین انرژی سرمایه گذاری کرده.
این یکی مهمترین چالشهای انرژی به طور کلی و انرژی پاک به طور خاص هست. خیلی از جنبه های این مسئله، میتونه برای علوم پایه جذاب باشه. پیشنهاد میکنم به عنوان تکنولوژیهای ذخیره انرژی، بحث جداگانه ای تشکیل بشه.