به طور معمول، اصطلاح انرژی “پاک” یا “بدون کربن” برای اشاره به برق تولید شده توسط تأسیساتی که به طور مستقیم در طول فرایند تولید، گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسیدکربن را منتشر نمی‌کنند، استفاده می‌شود. اگرچه بین این دسته‌ها همپوشانی وجود دارد، اما انرژی پاک با انرژی “سبز” و انرژی “تجدید پذیر” متفاوت است.
انرژی سبز به منابع انرژی اطلاق می‌شود که بیشترین فایده زیست‌محیطی را فراهم می کند. بیشتر منابع انرژی سبز، مانند باد و خورشید نیز منابع تجدیدپذیر هستند، به این معنی که به طور طبیعی در طول زمان دوباره پر می‌شوند. بیشتر منابع تجدیدپذیر نیز پاک هستند، اما مواردی وجود دارد که این‌طور نیست.
چرا انرژی پاک مهم است؟
دنیای ما بر اساس انرژی کار می کند. تولید انرژی پاک به ما امکان می‌دهد انرژی موردنیاز خود را بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای و اثرات منفی زیست‌محیطی ناشی از سوخت‌های فسیلی تولید کنیم و به نوبه خود به کاهش تغییرات آب‌وهوایی کمک می‌کند.
گازهای گلخانه‌ای چیست؟ به زبان ساده، آنها گازهایی هستند که گرما را در جو زمین به دام می‌اندازند. گازهای گلخانه‌ای که در طی احتراق سوخت فسیلی آزاد می‌شوند یکی از بزرگ‌ترین عوامل افزایش سطح CO2 هستند. به‌عنوان‌مثال، زغال‌سنگ برای ایجاد حدود 10 درصد از انرژی مصرف شده در آمریکا در سال 2020 استفاده شد. در همان سال، زغال سنگ مسئول حدود 19 درصد از کل انتشار سالانه CO2 بود.
هرچه بیشتر بتوانیم اثرات کربن را کاهش دهیم و به منابع انرژی پاک و تجدیدپذیر تکیه کنیم، شانس بیشتری برای کاهش اثرات تغییرات آب و هوا و حفظ سیاره خود برای نسل‌های آینده خواهیم داشت.
نمونه‌هایی از انرژی پاک
هنگام بحث درباره انرژی پاک، گفتگو به انرژی باد در مقابل انرژی خورشیدی محدود نمی‌شود. انواع دیگری از انرژی پاک غیر از توربین‌های بادی و پنل‌های خورشیدی وجود دارد. انرژی پاک را می‌توان از طریق منابع هسته‌ای، باد، نیروی خورشید و حتی آب تأمین کرد. در زیر نمونه‌هایی از انرژی پاک آورده شده است.
انرژی هسته‌ای
انرژی هسته ای از طریق فرآیندی به نام شکافت هسته‌ای تولید می‌شود. ابتدا اتم‌ها از هم جدا می‌شوند تا اتم‌های کوچک‌تری تشکیل دهند و در این فرایند گرما ایجاد کنند. سپس گرمای ایجاد شده برای جوشاندن آب و تبدیل آن به بخار استفاده می‌شود که نیروی لازم توربین تولید برق را تأمین می کند. این یکی از کارآمدترین و قابل‌اعتمادترین منابع انرژی بدون کربن موجود در جهان است.
انرژی آبی
انرژی هیدروالکتریک یا برق‌آبی با استفاده از نیروی آب جاری ایجاد می‌شود. همان‌طور که آب حرکت می کند، در پره‌های یک توربین می‌چرخد که سپس ژنراتوری را که انرژی تولید می کند، تغذیه می کند. انرژی آبی همچنین مزایایی فراتر از تولید برق دارد، مانند کنترل سیل و ذخیره آب و پشتیبانی از آبیاری.
انرژی خورشیدی
این انرژی با استفاده از پنل‌های خورشیدی برای جذب و به دام انداختن نور خورشید کار می کند. سپس یک اینورتر نور خورشید را به برق AC تبدیل می کند که می‌تواند برای برق‌رسانی به لوازم‌خانگی شما استفاده شود.
انرژی باد
باد یکی دیگر از منابع انرژی است که هم فراوان است و هم دسترسی به آن آسان است. برای ایجاد انرژی باد، هوا از پره‌های توربین‌های بزرگ عبور می کند و باعث چرخش آنها می‌شود. سپس انرژی ایجاد شده توسط تیغه‌های چرخان مهار شده و به برقی که در خانه‌های خود استفاده می‌کنیم تبدیل می‌شود.
انرژی زمین گرمایی
انرژی زمین گرمایی با استفاده از گرما از درون‌هسته زمین تولید می‌شود. این فرایند با سوراخ‌کردن زمین شروع شده که باعث می‌شود بخار و آب به سطح زمین برسد. پس از رسیدن به سطح، آب برای تأمین انرژی توربین‌هایی که برق تولید می کنند استفاده می‌شود.
مزایای انرژی پاک
مزایای بسیاری از انرژی پاک وجود دارد، اما دو مورد برتر زیست‌محیطی و مالی است. از منظر زیست‌محیطی، فرایند تولید انرژی پاک آلاینده‌های کمتری نسبت به فرایند تولید انرژی مبتنی بر سوخت فسیلی منتشر می کند. کاهش این انتشارات مضر گامی حیاتی در مبارزه با تغییرات آب‌وهوایی است. از منظر مالی، با ادامه رشد صنعت انرژی پاک، می‌تواند به ایجاد فرصت‌های شغلی جدید و تحریک اقتصاد کمک کند.
انتشار گازهای گلخانه‌ای را محدود می کند. این باعث بهبود کیفیت هوا و کاهش آسیب‌های زیست‌محیطی می‌شود.
مشاغل جدید ایجاد می کند. همان‌طور که کارخانه‌های تولیدی ساخته می‌شوند، می‌تواند باعث افزایش شغل و به نفع اقتصاد شود.
وابستگی به انواع دیگر منابع انرژی را کاهش می‌دهد. منابع انرژی پاک فراوانی مانند باد و خورشید وجود دارد. استفاده از اینها ممکن است به کاهش وابستگی به انواع دیگر منابع سوخت؛ مانند زغال‌سنگ کمک کند.
چگونه می‌توان از انرژی پاک استفاده کرد؟
انرژی پاک کاربردهای مختلفی دارد که بر اساس منبع انرژی متفاوت است. به‌عنوان‌مثال، انرژی خورشیدی، انرژی باد و انرژی آبی همه انواع انرژی پاک هستند، اما هر کدام به روش‌های کمی متفاوت استفاده می‌شوند.
انرژی خورشیدی همه‌کاره است و می‌توان از آن برای گرم‌کردن آب و ساختمان‌ها، برق‌رسانی به وسایل برقی و تأمین نور خانه‌ها استفاده کرد. از انرژی خورشیدی برای تولید برق نیز استفاده می‌شود. در سال 2021، 2.8 درصد از برق تولید شده در ایالات متحده با استفاده از انرژی خورشیدی انجام شده است.
نیروی باد مدت‌هاست که برای انجام کارهای سخت مکانیکی مانند آسیاب و پمپاژ آب استفاده می‌شود. همچنین معمولاً برای تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرد و 9.2 درصد از برق تولید شده در ایالات متحده در سال 2021 را تشکیل می‌دهد.
برق آبی در طول تاریخ کاربردهای مختلفی داشته است. در اولین اشکال خود، انرژی آبی برای خودکارسازی کارهای دستی مانند آبیاری محصولات کشاورزی و آسیاب کردن گندم به آرد استفاده می‌شد. اکنون از آن برای تولید برق نیز استفاده می‌شود، به‌طوری‌که 6.3 درصد از کل برق تولیدی ایالات متحده در سال 2021 از نیروگاه‌های آبی تأمین می‌شود.
انرژی هسته‌ای اولین‌بار در سال 1951 برای تولید برق مورد استفاده قرار گرفت و آن را به یک فناوری نسبتاً جدید تبدیل کرد. با این حال، در حال تبدیل شدن به یک انتخاب رایج برای تولید برقی است که در مشاغل و خانه ها استفاده می شود. در سال 2021، 18.9 درصد از کل برق تولید شده در ایالات متحده با استفاده از انرژی هسته ای ساخته شده است.
انرژی پاک چگونه با تغییرات اقلیمی مرتبط است؟
برای درک اینکه انرژی پاک چگونه با تغییرات آب‌وهوایی مرتبط است، ابتدا مهم است که بفهمیم تغییر آب‌وهوا چیست. تغییر اقلیم به تغییرات طولانی مدتی اطلاق می‌شود که در دما و الگوهای آب و هوایی زمین رخ می‌دهد. این تغییرات به دلیل فعالیت‌های انسانی چشمگیرتر شده است و اگر به درستی موردتوجه قرار نگیرد، منجر به خشکسالی، آتش‌سوزی شدید و سایر بلایای طبیعی خواهد شد.
دانستن اینکه تغییر آب و هوا چیست یک چیز است، اما درک اینکه چه چیزی باعث آن می‌شود چیز دیگری است. تعدادی از عوامل مختلف باعث تغییرات آب و هوایی می‌شوند که یکی از بزرگ‌ترین عوامل انتشار گازهای گلخانه‌ای است. هنگامی که سوخت‌های فسیلی مانند زغال‌سنگ و نفت برای تولید برق سوزانده می‌شوند، دی‌اکسیدکربن آزاد می کنند که یک گاز گلخانه‌ای مضر است. در سال 2020، تولید برق 25 درصد از کل انتشار گازهای گلخانه‌ای در ایالات متحده را به خود اختصاص داد و این کشور را به دومین منبع بزرگ انتشار گازهای گلخانه‌ای تبدیل کرد.
استفاده از منابع انرژی پاک مانند آب، باد، نور خورشید و هسته‌ای برای تولید برق به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و کاهش تغییرات آب‌وهوایی کمک می کند. این به این دلیل است که منابع انرژی پاک هیچ‌گونه گاز گلخانه‌ای مانند دی‌اکسیدکربن را در طول فرایند تولید برق منتشر نمی‌کنند. با ادامه توسعه و گسترش فناوری‌های انرژی، امکان ایجاد منابع جدید برق بدون کربن نیز گسترش می‌یابد.
چگونه می‌توانیم انرژی پاک دریافت کنیم؟
انرژی پاک را می‌توان با استفاده از یکی از منابع زیر به دست آورد:
نور خورشید: نور خورشید یک منبع انرژی به راحتی در دسترس و فراوان است. اگرچه محدودیت‌هایی در میزان تبدیل آن به انرژی وجود دارد، اما مقدار نور خورشید که در یک ساعت و نیم به سطح زمین برخورد می کند برای تأمین انرژی کل جهان برای یک سال کافی است.
آب: آب یکی دیگر از منابع رایج انرژی پاک است. هر ایالت در ایالات متحده به جز دلاور و می‌سی‌سی‌پی از برق آبی برای برق استفاده می کند، اگرچه برخی از آنها بیشتر از بقیه استفاده می کنند. به‌عنوان‌مثال، بیش از 70 درصد برق در ایالت واشنگتن از انرژی آبی تأمین می‌شود.
باد: انسان‌ها از 5000 سال قبل از میلاد مسیح از باد به عنوان منبع انرژی استفاده می کردند. این روش هم در دسترس و هم محبوب باقی مانده است.
حرارت زمین گرمایی: گرمای داخل زمین می‌تواند به‌عنوان منبع انرژی مورداستفاده قرار گیرد. انرژی زمین گرمایی به فراوانی انواع دیگر انرژی‌های پاک نیست.
همجوشی هسته‌ای: انرژی موجود در هسته اتم را می‌توان برای ایجاد الکتریسیته از طریق فرایندی به نام شکافت هسته‌ای استفاده کرد.
آیا انرژی پاک واقعاً پاک است؟
یک منبع انرژی تنها زمانی پاک تلقی می‌شود که آلاینده‌ای در طول فرایند تولید و ذخیره‌سازی انرژی منتشر نشود یا آلاینده بسیار کمی باشد. بیشتر منابع انرژی پاک نیز قابل تجدید هستند، اما لزومی ندارد که این‌طور باشد. به‌عنوان‌مثال، انرژی هسته‌ای یک منبع انرژی پاک با انتشار صفر است که به طور طبیعی در طول زمان دوباره پر نمی‌شود.
هنوز ملاحظات زیست محیطی در مورد منابع انرژی پاک وجود دارد، مانند تأثیرات کاربری زمین و تأثیرات بر خاک و آب. بااین‌حال، انرژی پاک نسبت به سوخت‌های فسیلی و گازهای گلخانه‌ای که تولید می‌کنند، کربن کمتری منتشر می‌کند.
