انرژی تجدید پذیر چیست و منابع اصلی آن کدامند؟

منابع انرژی تجدید پذیر؛ سبز و پاک 

ساخت “نیروگاه روی رودخانه‌ها” یکی از انواع دیگر این نیروگاه‌هاست. در این روش مقداری از جریان رودخانه از طریق یک کانال مهار می‌شود و به سد نیازی نیست. از نظر اندازه می‌توان واحد‌های صنعتی نیروگاه آبی را از پروژه‌های عظیمی مانند سد هوور آمریکا تا سیستم‌های نیروگاه آبی کوچک تقسیم کرد.

طبیعتاً استفاده مستقیم از نیروی هیدروالکتریکی به موقعیت جغرافیایی بستگی دارد. با فرض وجود و دسترس پذیری یک منبع آبراهه قابل اتکا می‌توان واحد‌های هیدروالکتریکی کوچک را راه اندازی کرد و برق را برای مزارع و عملیات‌های دامپروری یا شهرداری‌های کوچک ذخیره نمود. شهر‌های کوچک می‌توانند انرژی آبراهه‌های محلی را با ساخت سیستم‌های نیروگاه هیدروالکتریکی متوسط کنترل کنند.

نیروی برگرفته از اقیانوس

اقیانوس دو نوع انرژی را برای استفاده انسان تولید می‌کند: انرژی حرارتی ناشی از گرمای خورشید و انرژی مکانیکی ناشی از حرکت جزر و مد و امواج. انرژی حرارتی اقیانوس را با استفاده از تعدادی از سیستم‌های متکی به سطح گرمای دمای آب، به برق تبدیل می‌کنند. اما انرژی مکانیکی اقیانوس، جزر و مد‌های کشندی ناشی از گردش زمین و تأثیرات گرانشی ماه را کنترل می‌کند. انرژی حاصل از امواج ناشی از باد‌ها را نیز می‌توان تبدیل و جهت کمک به کاهش هزینه‌های برق خانوار‌ها مورد استفاده قرار داد.

فناوری‌های کمتر توسعه یافته دیگری نیز برای کنترل جریان‌ها و باد‌های اقیانوسی و شیب شوری به عنوان منابع تبدیل نیرو، وجود دارند. آب‌های سرد واقع در اعماق زیرین اقیانوس را می‌توان برای سرمایش ساختمان‌ها (با آب نمک زدایی شده که معمولاً به عنوان محصول جانبی تولید می‌شود) استفاده کرد. جوامع ساکن جوار دریا می‌توانند روش‌های فوق مهار انرژی طبیعی اقیانوس را به کار گرفته و نیروی شهری و انرژی مورد نیاز خود را تأمین کنند.

انرژی اقیانوس یک منبع در حال رشد تولید انرژی جایگزین است. با توجه به اینکه بیش از ۷۰ درصد سطح کره زمین را آب فرا گرفته است، چنین به نظر می‌رسد که آینده این نوع از انرژی نوید بخش، وابسته به موقعیت جغرافیایی و رهنمود‌های منظم است.

دیگر منابع انرژی جایگزین

هر دو نوع انرژی تجدید پذیر بخش قبل را باید با استفاده از ابزار‌های مکانیکی و نه کنترل فرآیندی طبیعی، تولید کرد. انرژی زیستی نوعی از انرژی تجدید پذیر است که از توده‌های زیستی حاصل آمده و در تولید گرما، برق و سوخت‌های مایعی مانند اتانول و دیزل زیستی مورد استفاده حمل و نقل، کاربرد دارد.

توده زیستی (بیومس) به هر ماده ارگانیک حاصل از گیاهان یا حیواناتی که تازه مرده اند، اشاره دارد. هرچند دی اکسید کربن ناشی از استفاده از انرژی زیستی تقریباً با سوخت‌های فسیلی یکسان است، اما گیاهان جایگزین رشد کرده به عنوان توده زیستی، معادل همان مقدار CO۲ را از جو زمین خارج می‌کنند. پس می‌توان نتیجه گرفت که توده‌های زیستی از تأثیرات محیط زیستی نسبتاً خنثی برخوردارند.

سیستم‌های گوناگونی، از سوزاندن مستقیم توده زیستی تا مهار و استفاده از گاز متان ناشی از تجزیه طبیعی مواد ارگانیک، برای تولید این نوع از الکتریسیته وجود دارند.
اما انرژی زیستی را چگونه مورد استفاده قرار می‌دهند؟ کسب و کار‌ها یا سازمان‌های حمل و نقل محصولات یا عموم مردم می‌توانند ناوگان خود را با خودرو‌هایی تعویض کنند که از سوخت‌های زیستی از قبیل: اتانول یا دیزل زیستی استفاده می‌کنند.

امکانات کارخانه‌ای را می‌توان به سوخت توده زیستی مجهز کرد تا بخار مورد نیاز توربین مولد برق را تأمین کند. در برخی موارد، این فرآیند با نیرورسانی به امکانات و گرمایش آن، هدفی دوگانه را محقق می‌سازد. برای مثال، می‌توان در کارخانه ساخت کاغذ از زباله چوب برای تولید برق و از بخار برای گرمایش استفاده کرد. عملیات مزرعه می‌تواند زباله را از حیوانات اهلی گرفته و با استفاده از سیستم‌های کوچک و مدولار به برق تبدیل کند. شهر‌ها می‌توانند گاز متان تولیدی تجزیه بی‌هوازی دفن زباله‌های ارگانیک را مهار کرده و به عنوان سوخت تولید برق از آن استفاده کنند.

هیدروژن؛ انرژی فراوان و آلودگی اندک

هیدروژن ساده‌ترین (تشکیل شده از یک پروتون و یک الکترون) و فراوانترین عنصر موجود در جهان است. اما این عنصر به طور طبیعی به اندازه گاز در زمین واقع نمی‌شود. در عوض آن را در ترکیبات ارگانیک (هیدروکربن‌هایی مانند گازولین، گاز طبیعی، متانول و پروپان) و آب می‌توان یافت. همچنین در شرایط خاصی می‌شود هیدروژن را به واسطه برخی از خزه-های دریایی و باکتری‌هایی که از نور خورشید به عنوان منبع انرژی استفاده می‌کنند، تولید کرد. هیدروژن حاوی انرژی فراوانی است، اما میزان تولید آلودگی آن در هنگام اشتعال صفر و یا بسیار اندک است. از دهه ۱۹۵۰، هیدروژن مایع را برای پرتاب شاتل فضایی و دیگر راکت‌ها به فضا مورد استفاده قرار داده اند. سلول‌های سوختی هیدروژن، انرژی شیمیایی بالقوه آن را به برق تبدیل می‌کنند و یگانه محصول جانبی آن نیز آب خالص و گرما است.

به هر حال، تجاری سازی این سلول‌های سوختی به عنوان منبع عملی انرژی سبز احتمالاً تا زمان کاهش هزینه‌ها و بهبود سطح ماندگاری آن محدود خواهد ماند. تقریباً تمام هیدروژن مورد استفاده ایالات متحده در صنعت پالایش نفت، فلزسازی، تولید کود شیمیایی و پردازش غذا‌ها به کار برده می‌شود. علاوه بر آن، سلول‌های سوختی هیدروژن در اوقاتی که اتم‌های هیدروژن و اکسیژن برای تولید برق ترکیب می‌شوند، به عنوان منبع انرژی عمل می‌کنند. همچنین در حال حاضر تعداد چند صد کامیون هیدروژن سوز در ایالات متحده وجود دارند. البته همین که هزینه تولید سلول سوختی کاهش یافت و تعداد ایستگاه‌های سوخت-گیری افزایش یافت، می‌توان تعداد این خودرو‌ها را نیز افزایش داد. دیگر کاربرد‌های عملی این نوع از انرژی تجدید پذیر عبارتند از: سلول‌های سوختی بزرگ تولید کننده برق اضطراری ساختمان‌ها و مکان‌های دورافتاده، خودرو‌های دارای موتور الکتریکی و کشتی‌های دریایی که از سلول‌های سوختی هیدروژن استفاده می‌کنند.