انرژی‌های تجدید پذیر و تجدید ناپذیر

انرژی تجدید پذیر

انرژِی تجدید پذیر، انرژی برگشت پذیر، نیز نامیده می‌شود. به انواعی از انرژی می‌گویند که بر خلاف انرژی‌های تجدیدناپذیر قابلیت بازگشت مجدد را به طبیعت دارند. در سال‌های اخیر با توجه به این که منابع انرژی تجدیدناپذیر رو به اتمام هستند این منابع مورد توجه قرار گرفته‌اند. در سال 2006 حدود 18% از انرژی مصرفی جهانی از راه انرژی‌های تجدید پذیر به دست آمد. سهم زیست توده به طور سنتی حدود 13%، که بیشتر جهت حرارت‌دهی و 3%انرژی آبی بود. 2/4% باقی‌مانده شامل نیروگاه‌های آبی کوچک، انرژی بادی، انرژی خورشیدی، انرژی زمین گرمایی و سوخت‌های زیستی می‌باشد که به سرعت در حال گسترش هستند.

نگرانی درباره تغییرات زیست محیطی در کنار افزایش قیمت روزافزون نفت و اوج تولید نفت و حمایت دولت‌ها، باعث رشد روزافزون وضع قوانینی می‌شود که بهره‌برداری و تجارتی کردن این منابع سرشار تجدید ‌پذیر را تشویق می‌کنند. خاصیت اصلی این انرژی ‌ها این است که معمولاً در نقاط مختلف جهان فراهم بوده و در دسترس همگان می‌باشد.

با این وجود در نقاط دنیا به دلیل ویژگی‌های جغرافیایی از جمله هموار بودن یا دارای ارتفاع بودن مانند کوهستانی بودن و یا داشتن منابع آبی مانند دریا و رودخانه، میزان دسترسی به این انرژی‌ها با هم تفاوت دارد. برای نمونه در مناطقی که خورشید به صورت مستقیم‌تر و با حرارت بیشتر بر آن مناطق می‌تابد از انرژی خورشیدی بیشتر می‌توان استفاده کرد و یا در نقاطی که باد با سرعت بیشتری بوزد، ظرفیت استفاده از این انرژی بیشتر می‌باشد. معمولاً این مناطق مناطقی هستند که هموارتر از سایر نقاط زمین می‌باشند. در مناطقی نیز که دسترسی به آب بیشتر است، انرژی آبی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

انرژی خورشیدی

یكی از منبع‌های انرژی پایان ناپذیر خورشید است. انرژی‌هایی كه زمین از خورشید دریافت می‌كند بسیار زیاد است در هر ثانیه، هر متر مربع زمین حدود 1/44 * 10⁷J انرژی از خورشید دریافت می‌کند. بخشی از انرژی خورشید صرف گرم كردن زمین و جسم‌های روی آن می‌شود. بخش دیگری برای فتوسنتز در گیاهان استفاده می‌شود. یكی از راه‌های بهره‌گیری از این انرژی، آب گرم کن‌های با دمای كم است كه می‌توان از آن‌ها در منزل استفاده كرد.

انرژی باد

از انرژی باد می‌توان برای تولید الكتریسیته، آسیاب كردن آرد در آسیاهای بادی، بیرون آوردن از چاه و ... استفاده كرد. در هر نیروگاه بادی كه برای تولید الكتریسیته ایجاد شده است، حدود 40 تا 100 توربین بادی وجود دارد. از جمله مشكل‌های این توربین‌ها می‌توان ایجاد سرو صدای زیاد و خراب كردن منظره‌ها نام برد.

انرژی هیدرو الکتریک یا  برق آبی

با ایجاد سد آب در منطقه‌های پر آب در مسیر رودخانه ها و منطقه‌هایی كه میزان بارندگی زیاد است و نصب توربین می‌توان از انرژی پتانسیل گرانشی آب پشت سد برای تولید برق استفاده كرد.

انرژی زمین گرمایی

هر چه از سطح زمین به پوسته های داخلی آن می رویم دما افزایش می یابد. در ناحیه های مركزی زمین، دما آن قدر زیاد است كه ماده به صورت مذاب وجود دارد. انرژی گرمایی كه در پوسته‌ی جامد كره ی زمین ذخیره شده است را انرژی زمین گرمایی می نامند. منشأ این انرژی، گدازه ها و واكنش های هسته ای در ناحیه های عمیق زمین است. وقتی از سطح زمین به طرف مركز آن حركت كنیم، دما به طور متوسط به ازای هر 100 متر در حدود 3 درجه افزایش می یابد.

انرژی های تجدیدناپذیر

انرژی های تجدیدناپذیر انرژی هایی هستند که به آسانی مانند انرژی های تجدید پذیر در دسترس نمی باشند. این نوع انرژی ها برای تولید به زمان بسیار طولانی و حتی میلیون ها سال نیازمند می باشند. البته در حقیقت این انسان ها می باشند که نیاز مهم و اولیه به آن ها را دارند. برای نمونه نفت (تیل) در طی میلیون‌ها سال از گیاهان و حیوانات درست شده و برای تجدید آن به این شکل باید میلیون‌ها سال بگذرد. میزان استفاده‌ی فراوان و نیاز شدید بشر به این نوع انرژی‌ها باعث شده که به سرعت به سمت پایان حرکت کنند. از نمونه‌های انرژی‌های تجدید ناپذیر می‌توان به نفت، گاز، زغال سنگ و اورانیوم اشاره کرد.

نفت

دانشمندان زمین‌شناس پس از آزمایشات فراوان بر روی خاك و سنگ مناطق مختلف به محل نفت خام در اعماق زمین پی بردند. به این محل‌ها «مخازن نفتی» گفته می‌شود. برای خارج كردن نفت خام از زیر زمین پس از حفر چاه، دكل‌های فلزی بزرگی برای نصب لوله‌ها و ابزار در اعماق زمین برپا می‌شود. پس از نصب لوله‌ها ماده‌ای بد بو به رنگ زرد مایل به سیاه به نام «نفت خام» از اعماق زمین به صورت یك جریان مداوم به سطح زمین راه می‌یابد.

گاز

مواد آلی به موادی گفته می‌شود كه زمانی حیات داشتند. به بقایای گیاهان و جانورانی كه سال‌ها بر هم انباشته شده‌اند و به لایه‌ی ضخیم و محكمی تبدیل گشته‌اند، مواد آلی می‌گویند. با گذشت زمان، گل و لای به سنگ تبدیل شده و مواد آلی را در زیر پوسته‌ی محكمی حبس كردند. پس از آن فشار و گرمای شدید بخش‌های مختلف زمین، مواد آلی را به ذغال سنگ، نفت خام و گاز طبیعی (حباب‌های ریز گاز بی‌بو) تبدیل كرد. ماده‌ی اصلی تشكیل دهنده‌ی گاز طبیعی، متان است.

سوخت‌های هسته‌ای

بر اثر واكنش نوترون با هسته‌ی برخی از اتم های سنگین مانند اورانیوم و توریم این هسته به دو یا چند هسته‌ی سبك تر شکافته می‌شود كه بر اثر آن گرمای بسیار زیادی تولید می‌شود. به عنوان مثال انرژی حاصل از شكافت كامل 1 کیلوگرم اورانیوم معادل با انرژی حاصل از سوختن حدود 3 میلیون کیلوگرم زغال سنگ است.

در یك راكتور هسته‌ای، ماده‌ی شكافت پذیر در کوره‌ای بر اثر واكنش با نوترون شكافته می‌شود. با گرمای حاصل می‌توان آب را تبدیل كرد و توسط بخار برق تولید كرد. از جمله مشکل‌هایی كه استفاده از این سوخت ایجاد می‌کنند می‌توان به محدود بودن این سوخت‌ها، شكل آماده سازی این عنصرها برای فرآیند شكافت، پرتوزا بودن آن‌ها و پس مانده‌ی آن‌ها اشاره كرد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان

تنظیم: مریم فروزان کیا