فن‌آوریهای لازم برای دستیابی به انتشار صفر خالص

شهریار تبریز/مهراب محرابی‌نیا: دانشمندان محیط زیست پیش‌تر پیش‌بینی کرده بودند که اگر کشورهای صنعتی تولید گازهای گلخانه‌ای«مهم‌ترین محصول صنایع و علت اصلی گرم شدن زمین» کاهش ندهند، دمای کره زمین تا پایان قرن، ۲ درجه گرمتر خواهد شد.

گرم‌شدن زمین منجر به نابودی ذخایر یخ قطب ها، ایجاد سیلاب ها و تغییرات آب و هوایی شدید و حوادث زیست محیطی بسیاری خواهد شد که سرانجام آن مهاجرت میلیون ها نفر است که مشکلات اجتماعی و اقتصادی فراوانی را بر کشورها تحمیل می‌کند.

دستیابی به “صفر خالص” مستلزم کاستن از میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای تا حد امکان و متعادل‌کردن تولید کربن ناشی از فعالیت‌های مختلف از طریق جذب و حذف مقدار کربن معادل کربن تولیدی است. در واقع پروژه “صفر خالص” به این معنی است که مقدار کربنی که تولید می‌شود با مقدار کربنی که به هر طریقی جذب می‌شود برابر باشد و به این ترتیب مقدار انتشار کربن به صفر برسد.

انرژی صفر خالص

اقدامات گسترده‌ای برای مقابله با تغییرات اقلیمی در حال انجام است. با این حال، سرعت این اقدامات به اندازه‌ای نبوده است تا به اهداف تعیین‌شده توسط توافق پاریس مبنی برای محدود کردن افزایش گرمای جهانی به ۱.۵ درجه سانتیگراد برسد. برای نیل به این اهداف، فن‌آوری باید به سرعت توسعه یابد تا به کربن‌زدایی و جذب کربن بیشتر دست یافت.

برای درک اینکه چه فن‌آوری‌هایی می‌توانند به اهداف کاهش تغییر اقلیم کمک کنند، ابتدا باید ببینیم چه فن‌آوری‌هایی برای حل این مشکل در دسترس هستند.   فن‌آوری های ذیل به مبارزه با تغییرات آب و هوایی کمک می‌کنند:

• جذب و ذخیره‌سازی کربن
• سوخت‌های زیستی و انرژی پاک
• ذخیره انرژی و فن‌آوری باتری
• نظارت بر فن‌آوری برای اندازه گیری پیشرفت

هر یک از این فن‌آوری‌ها می‌توانند در دستیابی به انتشار صفر خالص کمک کنند. اما هدف کنونی این است که حداکثر تا سال ۲۰۵۰ میزان خالص انتشار این گازها به صفر برسد.

فن‌آوری‌های جذب کربن

جذب کربن می‌تواند به سادگی فیلترهای روی دودکش‌های کارخانه‌ها وبه پیچیدگی کاشت جنگل‌ها و استفاده از سنگ‌فرش‌های جاذب کربن برای بازجذب کربن آزادشده در جو باشد. طبق گزارشی از موسسه اقتصاد انرژی و تحلیل مالی، ۵۰ سال است که این فن‌آوری‌ها در حال توسعه هستند، اما اخیراً تعداد بیشتری از این محصولات با ۷۰ درصد کاربردهای جذب کربن در فضای بازیافت نفت و گاز انتشار یافته‌اند.

این خودش به نوعی پیشرفت به حساب می آید، اما تنها ۳۰۰ میلیون تن کربن در سراسر جهان جذب شده است، که تنها کسری از آنچه برای دستیابی به اهداف توافق پاریس لازم است بدست آمده است. این فن‌آوری‌ها به سرمایه‌گذاری زیرساختی قابل توجهی نیز نیاز دارند، مانند خطوط لوله و تأسیسات ذخیره‌سازی، که با اولویت‌ها و سرمایه‌گذاری‌های دیگر برای کاهش تغییرات آب و هوایی رقابت می‌کنند.

سوخت‌های زیستی

بحران انرژی، آلودگی‌ها و آثار زیست‌محیطی ناشی از استفاده سوخت‌های فسیلی، باعث شده است تا بشر به استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر روی آورد. یکی از انواع انرژی‌های تجدیدپذیر سوخت زیستی (biofuel) می‌باشد که به سه صورت جامد، مایع و گاز می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.

سوخت زیستی  گروه متنوعی از سوخت‌ها هستند که از منابع انرژی عمدتاً گیاهی تهیه می‌شوند. اگرچه گاهی اوقات به عنوان جایگزین مورد استفاده قرار می‌گیرند اما سوخت زیستی اصطلاح اصلی است که به مایعات یا گازهایی مانند بیودیزل یا بیواتانول اشاره دارد. در حالی که زیست‌توده به طور خاص به سوخت جامد مانند چوب و زغال‌سنگ نارس اشاره دارد که سوخت‌های زیستی از آن ساخته می‌شوند (مانند شکر و محصولات دارای روغن). در فرآیند انتقال انرژی از آنها به طور گسترده ای به عنوان جایگزین سوخت‌های فسیلی استفاده می‌شود و این نوع انرژی را انرژی‌های تجدیدپذیر در نظر می‌گیرند.

سوخت زیستی که سوخت سبز نیز نامیده می‌شود، سوختی است که از مواد زیست‌توده تجدیدپذیر تولید می‌شود و معمولاً به عنوان منبع سوخت پاک استفاده می‌شود. سوخت‌های زیستی کربن کمتری دارند بنابراین تاثیری بر گرم‌شدن زمین ندارند، استفاده از این مواد می‌تواند از ورود زباله‌ها و موارد آلوده‌کننده دیگر به محیط زیست جلوگیری کند.

محتوای انرژی سوخت زیستی از منابع زیستی و مواد آلی که بدن موجودات زنده را می‌سازند به وجود آمده است. در واقع سوخت زیستی نوعی از سوخت است که از منابع زیست‌توده (بیومس‌) به وجود می‌آید. این بدان معناست که ماهیت سوخت زیستی به گیاهان برمی‌گردد و همین امر موجب تجدیدپذیر بودن آن می‌شود. در سال‌های اخیر محبوبیت سوخت‌های زیستی به دلیل افزایش قیمت نفت و نیاز به تأمین امنیت انرژی، افزایش یافته است.

منبع اصلی انرژی در زیست‌توده‌ها انرژی خورشید است که طی فرایند فوتوسنتز در گیاه ذخیره می‌شود. این انرژی ذخیره شده در گیاهان و زیست‌توده‌ها ‌می‌تواند طی فرایندهای مختلف حرارتی، تبدیل شیمیایی و تبدیل بیوشیمیایی به انرژی قابل استفاده برای انسان تبدیل شود.

فن‌آوری‌های خورشیدی، باد و باتری

باد و خورشید به طور پیوسته می‌توانند انرژی پاک و سالم ایجاد کنند. انرژی های تجدیدپذیر موضوع ساده تری به نظر می آیند. فن‌آوری‌های باد و خورشید به طور چشمگیری پیشرفت کرده‌اند و اکنون تولید آنها ارزان‌تر از انرژی‌های سنتی سوخت‌های فسیلی است.

افزایش قیمت گاز و نفت باعث می شود که این تغییر سریعتر اتفاق بیفتد، اما شبکه تامین انرژی همچنان به ظرفیت ذخیره‌سازی بیشتری برای ذخیره انرژی تولید شده توسط فن‌آوری باد و خورشید نیاز دارد. صاحبان خانه می‌توانند مقداری از انرژی خود را تولید کنند، اگرچه هزینه پنل‌های خورشیدی هنوز هم بسیار بالاست.

با افزایش کارایی پنل‌های خورشیدی و باتری‌های خانگی ارزان‌تر، صاحبان خانه‌ها می‌توانند با حذف اوج تقاضا از شبکه در ساعات بعدازظهر که ساکنان خانه هستندبه طور فزاینده‌ای به برق پاک در شبکه کمک کنند. مشوق‌های دولتی برای کمک به ساکنان برای تامین انرژی خورشیدی، و برنامه‌هایی که از فن‌آوری باتری برای ذخیره انرژی تولید شده در ساعات کم بار برای زمان‌های پر تقاضا استفاده می‌کنند به کاهش فشار کمک خواهند کرد.

سرعت پذیرش این فن آوری ها آسان‌تر از نیروگاه‌های آبی، تولید انرژی زمین‌گرمایی یا هسته‌ای است که سرمایه‌گذاری طولانی‌مدت را می‌طلبد. نقشه راه آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) برای دستیابی به انتشار صفر خالص تا سال ۲۰۵۰ میلادی مسیری را برای افزایش سریع بهره مندی از انرژی خورشیدی ترسیم می کند.

فن‌آوری‌های مربوط به انرژی خورشیدی می‌توانند برای مصارف مختلفی همچون گرمایش، سرمایش، روشنایی طبیعی، الکتریسیته و سوخت مورد استفاده  قرار گیرند. این فن‌آوری‌ها، نور خورشیدرا از طریق پنل‌های فتوولتائیک یا از طریق آینه‌هایی که تشعشعات خورشیدی را متمرکز می کنند به انرژی الکتریکی

سلولهای خورشیدی یکی از این منابع انرژی تجدیدپذیر است که به روش فتوولتاییک نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. در واقع فتوولتاییک ابزار تولید مستقیم انرژی از نور خورشید بدون آسیب‌رساندن به محیط زیست، ایجاد آلودگی و نگرانی از بابت تامین انرژی ساختمانها در آینده تلقی می‌گردد. طرفداران و علاقه‌مندان پنل‌های خورشیدی درصدد استفاده از تمامی راه‌ها برای تبدیل هرسطح ساختمان به منبع انرژی هستند.

فوتوولتاییکهای ترکیب‌شده با ساختمان‌ها مصالحی هستند که بجای مواد معمولی و سنتی استفاده شده و در پوشش بخش‌هایی از ساختمان مانند پشت بام، پنجره ها، سردر و نمای سازه، به عنوان سلول خورشیدی نیز به کار می‌روند. این نوع سلولهای ترکیبی به طور فزاینده‌ای در سازه‌های جدید به کار گرفته می‌شوند چرا که به علت ماندگاری بسیار خوب می‌توانند هزینه مصرف‌شده برای مصالح ساختمانی را کاهش دهند. در این راستا، مدیران شهری سراسر جهان در صدد بهبود شهرهای خود برای رسیدن به ویژگی‌های شهرهای پایدار و کربن‌خنثی هستند.

فن‌آوری هوشمند برای اندازه‌گیری پیشرفت آب و هوا

بهره‌وری انرژی منطقه‌ای مغفول مانده و اغلب نادیده گرفته می‌شود که در آن تقاضای انرژی به دلیل نیاز کمتر به آن کاهش می‌یابد. طبق مدل مک کینزی، بهره‌وری انرژی پتانسیل کاهش انتشارات کربنی را تا ۴۰ درصد در جهان دارد.

شاخص بهره‌وری انرژی با محاسبه شدت انرژی اولیه، میزان انرژی مصرف‌شده در جهان را اندازه‌گیری می‌کند و به دولت‌ها جهت سیاست‌گذاری هدفمند در راستای مدیریت مصرف انرژی کمک می‌کند. سیاست‌گذاری در راستای افزایش بهره‌وری انرژی از این جهت حائز اهمیت است که امکان کسب مزایای چندگانه بهره‌وری انرژی مانند کاهش هزینه انرژی، کاهش تغییرات آب‌وهوا و آلودگی هوا، بهبود تأمین انرژی، و افزایش دسترسی به انرژی را تسهیل می‌کند.

فن‌آوری هوشمند شامل کنتورهای برق هوشمند، فن‌آوری پایش انرژی در خانه یا دفتر کار می‌باشد که مصرف برق را در ساعات خاموشی کاهش می‌دهد. هوش مصنوعی همچنین می‌تواند به پیش‌بینی نیازهای برق در سراسر شبکه کمک کند تا به تعادل مورد نیاز برق و جلوگیری از اتلاف کمک کند.

چقدر محتمل است که به موقع به انتشار صفر خالص برسیم؟

در کنار ظهور فن‌آوری‌های نوین، دولت‌ها هم باید به دنبال راه‌کارهایی باشند تا برای ساکنین امکان تهیه انرژی پاک را فراهم کنند. شهروندان کم‌درآمد نمی‌توانند بدون تغییرات قابل‌توجه در هزینه و مشارکت دولت، پنل‌های خورشیدی را روی پشت بام‌ها نصب کنند.

باید اذعان کرد که اکثریت قریب به اتفاق گازهای گلخانه‌ای در واقع از صنعت ناشی می‌شوند و شرکت‌ها و کشورهای آلوده‌کننده مهم هدف اصلی کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای به‌موقع برای دستیابی به اهداف آب و هوایی هستند. انتظار می‌رود که ترکیبی از مشوق‌ها و کمک‌های دولتی همراه با فن‌آوری‌های بهبودیافته به‌موقع به کار گرفته شوند تا کربن‌زدایی سریعتر از آنچه متصور است اتفاق بیافتد.

__________________________

منبع:

https://inhabitat.com/what-technology-do-we-need-to-get-us-to-net-zero/