up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله انرژي پاک PDF
QR code - انرژي پاک

انرژي پاک

انرژي پاک چاره آلودگي هواي تهران

از زماني که آغا محمدخان قاجار تهران را به عنوان پايتخت حکومت خود برگزيد تا به امروز اين شهر پايتخت ميهنمان بوده است. اينکه چرا و به چه دليل در اين مقال نمي گنجد اما وضعيت جغرافيايي و خيلي عوامل ديگر دست به دست هم داده اند که تا امروز ساکنان اين کلانشهر روزهاي سختي را پشت سر بگذارند.
● آلودگي تهران
قله دماوند با ارتفاع پنج هزار و ۶۲۸ متر از شمال و قله توچال با ارتفاع ۳ هزار و ۹۳۳ متر ارتفاع در شمال غربي آن قرار دارد. کوههاي جنوب و جنوب شرقي آن در حدود ۲ هزار متر ارتفاع دارند. ارتفاع مرکز تهران حدود يک هزار و ۲۰۰ متر و ناحيه شميرانات حدود يک هزارو ۶۰۰ متر از سطح دريا است. شرق و غرب تهران نيز نسبت به مرکز آن مرتفع تر است و همين باعث شده است شهر تهران به کاسه اي نامنظم به مساحت ۷۰۷ کيلومتر مربعي تبديل شود که اکنون حامل هواي آلوده و پر از مشکلات تنفسي براي شهروندان است.
حرکت بادها و سرعت آنها متاثر از وجود اصطکاک در سطح زمين است. وجود پستي و بلندي ها و ارتفاع ساختمان ها همگي عواملي هستند که در جريان، سرعت باد و حرکت هوا تاثير مي گذارند. محاسبه پراکندگي و ميزان غلظت مواد آلوده در اتمسفر نه تنها بستگي به سرعت باد دارد بلکه بستگي به جهت آن نيز خواهد داشت. طبق اطلاعات جمع آوري شده سازمان هواشناسي سرعت باد در اين شهر به دو صورت بادهاي ضعيف (بين يک تا شش گره) صبح ها، ۸۳ درصد و بعد از ظهرها ۵۰ درصد و هنگام غروب ۶۵ و بادهاي شديدتر تا ۱۰ گره، که حدودا ۹۳ درصد تمامي بادها را تشکيل مي دهند، مي باشد. اما بر اثر وجود ساختمان ها در داخل شهر و ديگر موانع تغييراتي به وجود مي آيد بادهاي تهران غالباً ضعيف بوده و هواي اين شهر در بيشتر روزهاي سال، آرام است!
اما سمت باد؛ مي توان گفت ۷۰درصد بادهاي شهر تهران ضعيف هستند (بين۱ تا ۶گره) و جهت مشخصي ندارند. وزش باد در شهر تهران به طور عمده از سمت غرب است. با توجه به آن که اغلب بادهاي تهران ضعيف بوده و جهت مشخصي ندارند تأثير چندان زيادي در کاهش آلودگي هوا ندارند.
● استاندارد آلودگي هوا
مقادير اين استانداردها توسط سازمانهاي مختلف از قبيل سازمان جهاني بهداشت (WHO) و مؤسسه حفاظت محيط زيست(EPA) براي شش آلاينده اصلي محاسبه شده است، اما از آنجا که واحدهاي اندازه گيري و همين طور استانداردهاي آلاينده ها با هم متفاوت است، براي آنکه مشخص شود کدام آلاينده اثر نامطلوب نسبي بيشتري دارد، از شاخص استفاده مي شود که به آن شاخص استاندارد آلاينده (PSI) مي گويند.
به طور کل مي توان عوارض جوي آلودگي در پديده اثر گلخانه اي، بارش هاي اسيدي و وارونگي دما به وضوح ديد و آنچه که آلودگي اخير را در تهران موجب شده است همين وارونگي دماست که مهمترين و خطرناکترين فاکتور جوي در آلودگي هواي يک ناحيه مي باشد و اگر مدت وقوع آن با ارتفاع کم، طولاني شد و با بالا رفتن ميزان رطوبت نسبي هوا، به حد اشباع برسد، پديده خطرناکي با نام «ابر مسموم» پديدار خواهد شد.
در نگاه اول اين پديده به خودي خود خطري را متوجه زمين و سلامت موجودات زنده نمي سازد، اما ترکيب آلاينده هاي موجود با يکديگر و پيدايش آلاينده هاي ثانويه، شهر را آبستن بروز فاجعه هاي زيست محيطي مي کند. با شروع روز و آغاز فعاليت هاي انساني و مصرف سوخت، دماي هواي سطح زمين افزايش مي يابد. اين هواي گرم هنگام صعود و حرکت به سمت بالا يا هنگام جابه جايي به وسيله باد، با لايه اي هم دما از هوا که توسط تابش خورشيد در طبقات فوقاني جو تشکيل شده برخورد کرده و اين امر مانع صعود و تبادل هوا مي شود که نتيجه آن تشکيل يک سطح پوششي بالاي شهر است که با گذشت زمان و افزايش فعاليت هاي انساني و به دليل حبس هوا در زير اين لايه، مواد آلاينده توليد شده در سطح زمين باقي مانده و بالا نمي روند.
● استاندارد کيفيت هواي ايران
طبق آماري که در طول ۵ سال از ايستگاه مهرآباد گرفته شده است، بيشترين ميزان ارتفاع وارونگي دما در فصل پاييز ۴۱۹ متر، در فصل زمستان ۴۰۴ متر، در بهار ۳۵۴متر و در تابستان ۳۸۴ متر بوده است. همچنين ميانگين مدت زمان وارونگي دما ۲۳۹ روز بوده است که در بهار ۵۷ روز، در تابستان ۶۱ ۲ روز، در پاييز ۵۸ روز و در زمستان ۶۱ ۲ روز بوده است.
ملاحظه مي گردد فصلي که ما در آن قرار داشتيم يعني پاييز بيشترين رکورد را در تعداد روزي که وارونگي دما حادث مي شود دارابود.
● چاره؛ انرژي هاي تجديدپذير (Renewable Energy)
نياز به يادآوري نيست که پديده هايي که اين اواخر با آن روبرو هستيم مانند آلودگي ها، گرماي بي سابقه در تابستان، گرد و غبار، خشکسالي و غيره از عوارض صنعتي شدن فعاليت ها تغيير اقليم (climate change) و استفاده بي رويه از منابع انرژي است. البته اين صنعتي شدن فقط در کشور ما به تنهايي مسبب اين پديده ها نيست بلکه در تمام جهان تغييرات اقليمي نتيجه عدم استفاده بهينه از منابع انرژي مي باشد.
مصرف انرژي هاي فسيلي از نظر ميزان رو به افزايش اما از نظر درصد رشد کاهش نسبي دارد از طرف ديگر ذخاير انرژي هاي فسيلي متناسب با افزايش مصرف در حال کاهش و اتمام است که اين واقعيت آينده ميليون ها خودرو و صنايع وابسته به انرژي هاي فسيلي را مبهم نموده و موجب نگراني دنياي صنعتي شده است؛ آنها در تلاشند تا انرژي هاي ديگر از جمله انرژي خورشيدي و بادي را جايگزين انرژي فسيلي نمايند اين جايگزيني در بسياري از صنايع تا آينده نزديک امکان پذير نمي باشد. استفاده از انرژي هاي نو رو به افزايش است و تا آينده نزديک حدود ۱۶ تا ۱۸ درصد انرژي مصرفي جهان را تامين خواهد نمود.
بنابر پيش بيني هاي سال ۲۰۰۹ سازمان OPEC، در طي سالهاي ۲۰۰۷ تا ۲۰۳۰ مصرف انرژي در جهان با رشدي حدود ۴۲ درصد روبرو خواهد بود و مصرف کل انرژي در جهان از ۱۱ ميليارد و ۱۰۹ ميليون تن به ۱۵ ميليارد و ۸۰۴ ميليون تن افزايش خواهد يافت. همچنين در اين مدت مصرف سالانه سوختهاي فسيلي (نفت، ذغال سنگ و گاز) با رشدي معادل ۳۶ درصد و افزايشي بالغ بر ۳ ميليارد و ۴۹۵ ميليون تن به ۱۳ ميليارد و ۱۴۸ ميليون تن در سال ۲۰۳۰ بالغ خواهد شد.
البته در اين مدت، سهم سوخت هاي فسيلي در مجموع مصرف انرژي جهان از حدود ۸۷ درصد به ۸۳ کاهش يافته و در مقابل به سهم ديگر منابع تامين انرژي (آبي، زيستي و انرژيهاي تجديدپذير) افزوده مي شود.
پيش بيني ها حاکي از آن است که در اين دوره کشورهاي در حال توسعه به موجب جمعيت بيشتر و رشد اقتصادي بالاتر نسبت به ديگر کشورها بيشترين سهم را در افزايش مصرف خواهند داشت. البته با در نظر گرفتن سرانه مصرف انرژي، همچنان استفاده از انرژي در کشورهاي در حال توسعه نسبت به کشورهاي توسعه يافته مقدار کمتري را در برگرفته و علاوه بر اين بخش بزرگي از جمعيت جهان همچنان با عدم دسترسي به انرژي مدرن روبرو خواهد بود.
برابر پيش بيني هاي OPEC، مصرف انرژي هاي تجديدپذير به رشد سريع خود ادامه خواهد داد، اما باتوجه به نسبت پايين انرژي هاي تجديدپذير نسبت به ديگر انرژي ها، مقدار آن بسيار کم خواهد بود و باتوجه به اين امر رشدهاي بالا در اين بخش تاثيري در تنظيم بازار نخواهد داشت.
در واقع در اين دوره، سوخت هاي فسيلي با مشارکت بيش از ۸۰ درصد در ترکيب انرژي، بيشترين سهم را در تأمين نيازهاي انرژي جهان خواهد داشت و از اين بين، نفت با وجود کاهش سهم کلي آن در تأمين انرژي، همچنان به نقش رهبري و برجسته خود تا سال ۲۰۳۰ ادامه خواهد داد.
در اين دوره انتظار مي رود گاز با نرخ بالاتري نسبت به زغال سنگ و نفت به رشد خود ادامه دهد. همچنين برآوردهاي حاکي از رشد
۹ ۱درصدي در مصرف ساليانه گاز در اين دوره است و اين در حالي است که در بخش زغال سنگ با رشد سالانه ۵ ۱درصدي و در بخش نفت با رشد سالانه ۸ ۰ درصدي روبرو خواهيم بود و رشد در مصرف ديگر بخشهاي انرژي نيز به شرح ذيل برآورد شده است:
▪ رشد متوسط سالانه انرژي آبي: ۳ ۲%
▪ رشد متوسط سالانه انرژي هاي تجديدپذير: ۴ ۳%
▪ رشد متوسط سالانه ديگر انرژيهاي زيستي: ۴ ۷%
همچنين براساس پيش بيني هاي OPEC تغييرات مصرف در طي سالهاي ۲۰۰۷ تا ۲۰۳۰، در سه منبع اصلي تأمين انرژي جهان، شامل نفت، زغال سنگ و گاز به شرح ذيل خواهد بود:
▪ مصرف نفت: مصرف نفت با رشدي معادل ۲۱% و افزايشي برابر ۸۵۷ ميليون تن به ۴ميليارد و ۹۰۲ ميليون تن خواهد رسيد. هر چند سهم اين بخش در تأمين انرژي جهان از ۴ ۳۶درصد به ۳۱ درصد کاهش خواهد يافت.
▪ مصرف زغال سنگ: مصرف زغال سنگ با رشدي معادل ۴۲ درصد و افزايشي برابر يک ميليارد و ۳۰۹ ميليون تن به ۴ميليارد و ۴۳۸ ميليون تن خواهد رسيد و سهم اين بخش در تأمين انرژي جهان از ۲ ۲۸ درصد به ۱ ۲۸ درصد کاهش خواهد يافت.
▪ مصرف گاز: مصرف گاز با رشدي معادل ۵۴ درصد و افزايشي برابر يک ميليارد و ۳۲۹ ميليون به ۳ميليارد و ۸۰۸ ميليون تن در سال ۲۰۳۰ خواهد رسيد. در طي اين دوره شاهد افزايش سهم گاز در تأمين مصارف انرژي جهان، از ۳ ۲۲ درصد به ۱ ۲۴ درصد خواهيم بود.
مسئله ذخيره کردن مواد قابل احتراق موجود بوسيله مراکز کلاسيکي به آساني حل شده است. وقتي يک دستگاه برقي خانگي به عنوان مثال ۵ ۳کيلو واتي بکار انداخته مي شود، بلافاصله توان مصرفي مرکز به اندازه ۵ ۳ کيلو وات افزايش مي يابد، که سبب مصرف بيشتر زغال سنگ، مواد نفتي و آب مي باشد. در مورد انرژي خورشيدي، باد يا حتي جزر و مد چنين موردي وجود ندارد. در اين موارد انرژي را وقتي که در دسترس است بايد اخذ کرد و اگر در اين لحظه مورد نياز نباشد لازم است ذخيره شود.
ايران در کمربند خورشيدي واقع شده و داراي زمينهاي بلااستفاده بسيار در اين مسير است، مي توان از آنها براي ساخت نيروگاه هاي خورشيدي استفاده کرد. نيروگاه هاي حرارتي خورشيدي با توجه به قابل دسترس بودن انرژي خورشيدي در کشور يکي از اصلي ترين مصرف کنندگان اين انرژي در آينده خواهند بود. انرژي خورشيدي در مقايسه با ساير انرژي هاي نو يکي از پاکترين منابع انرژي است که در سالهاي اخير تحقيق و توسعه در زمينه کاربرد سيستم هاي خورشيدي افزايش يافته است.
تابش خورشيد به گفته کارشناسان بزرگترين منبع تجديدپذير کره زمين است. به طوري که اگر فقط يک درصد از تابش صحراهاي جهان توسط نيروگاه هاي حرارتي خورشيدي بکارگرفته شود، مي تواند کل تقاضاي برق سالانه جهان را تأمين کند.
همچنين ايران استعدادهاي مناسبي جهت توسعه نيروگاه هاي بادي دارد. براساس نقشه هاي ترسيم شده بيش از ۳۰هزار مگاوات امکان نصب توربين بادي در کشور وجود دارد.
چين به عنوان دومين مصرف کننده بزرگ انرژي در جهان از پيشگامان سرمايه گذاري در بخش انرژي هاي نو به شمار مي رود. اين کشور قصد دارد تا سال ۲۰۳۰ حدود ۱۸۰ ميليارد دلار به توسعه انرژي هاي نو اختصاص دهد.
چين پيش از اين قصد داشت ۱۰درصد از انرژي هاي خود را تا سال ۲۰۲۰ از انرژي هاي تجديدپذير تأمين کند، اما با رويکرد اين کشور به کاهش وابستگي به سوخت هاي فسيلي آلاينده و بهاي رو به افزايش نفت، ميزان ۱۵درصدي انرژي هاي تجديد شونده در دستور کار مقامات چيني قرارگرفته است.
در حال حاضر حدود ۷۰درصد از برق چين (دومين مصرف کننده بزرگ انرژي دنيا) توسط سوخت زغال سنگ تأمين مي شود، براساس آمارهاي موجود ظرفيت توليد نيروي بادي در چين تا سال ۲۰۱۰ به ۶هزار مگاوات خواهد رسيد که اين ميزان فقط سه برابر توليدات يک نيروگاه زغال سنگي است.

حدود ۲۰۰ ميليارد کهکشان که هر کدام داراي تقريبا ۲۰۰ ميليارد ستاره است بوسيله تلسکوپها قابل تشخيص است. اما اين تعداد فقط ۴ درصد از محل گيتي را تشکيل مي ...

انرژي زيستي نيرويي است که از تجزيه مواد آلي به دست مي آيد. اين مواد گياهي و جانوري به توده زيستي نيز موسوم هستند. توده زيستي ماده خام بسيار حياتي در ک ...

انرژي زيستي نيرويي است که از تجزيه مواد آلي به دست مي آيد. اين مواد گياهي و جانوري به توده زيستي نيز موسوم هستند. توده زيستي ماده خام بسيار حياتي در ک ...

انرژي باعث وقوع پديدههاي مختلف در اطراف ما مي شود. در خلال روز ، خورشيد روشنايي و انرژي گرمايي توليد مي کند . اما در شب لامپها با استفاده از انرژي الک ...

نيلز بور (۱۹۶۲-۱۸۸۵)، از بنيانگذاران فيزيك كوانتوم، در مورد چيزي كه بنيان گذارده است، جمله اي دارد به اين مضمون كه اگر كسي بگويد فيزيك كوانتوم را فهمي ...

● نظريه انفجار بزرگ در حال حاضر تنها توضيح ارائه شده درباره منشأ جهان مي باشد که بطور گسترده پذيرفته شده است. انفجار بزرگ ، بسيار پر انرژي و پر حرارات ...

دوگانه بودن خواص نور ، يكي از مهم ترين عامل جذب ديگران به خود بوده است . الكترون ها نيز همانند نور داراي خواص موجي و مادي مي باشند ، هنگامي كه الكترون ...

عليرغم پيشرفت همه جانبه علوم و فنون هسته اي در طول نيم قرن گذشته، هنوز اين تکنولوژي در اذهان عمومي ناشناخته مانده است. وقتي صحبت از انرژي اتمي به ميان ...

دانلود نسخه PDF - انرژي پاک