انرژی پاک چاره آلودگی هوای تهران

از زمانی که آغا محمدخان قاجار تهران را به عنوان پایتخت حکومت خود برگزید تا به امروز این شهر پایتخت میهنمان بوده است

از زمانی که آغا محمدخان قاجار تهران را به عنوان پایتخت حکومت خود برگزید تا به امروز این شهر پایتخت میهنمان بوده است. اینکه چرا و به چه دلیل در این مقال نمی گنجد اما وضعیت جغرافیایی و خیلی عوامل دیگر دست به دست هم داده اند که تا امروز ساکنان این کلانشهر روزهای سختی را پشت سر بگذارند.

● آلودگی 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 غربی آن قرار دارد. کوههای جنوب و جنوب شرقی آن در حدود ۲ هزار متر ارتفاع دارند. ارتفاع مرکز تهران حدود یک هزار و ۲۰۰ متر و ناحیه شمیرانات حدود یک هزارو ۶۰۰ متر از سطح دریا است. شرق و غرب تهران نیز نسبت به مرکز آن مرتفع تر است و همین باعث شده است شهر تهران به کاسه ای نامنظم به مساحت ۷۰۷ کیلومتر مربعی تبدیل شود که اکنون حامل هوای آلوده و پر از مشکلات تنفسی برای شهروندان است.

حرکت بادها و سرعت آنها متاثر از وجود اصطکاک در سطح زمین است. وجود پستی و بلندی ها و ارتفاع ساختمان ها همگی عواملی هستند که در جریان، سرعت باد و حرکت هوا تاثیر می گذارند. محاسبه پراکندگی و میزان غلظت مواد آلوده در اتمسفر نه تنها بستگی به سرعت باد دارد بلکه بستگی به جهت آن نیز خواهد داشت. طبق اطلاعات جمع آوری شده سازمان هواشناسی سرعت باد در این شهر به دو صورت بادهای ضعیف (بین یک تا شش گره) صبح ها، ۸۳ درصد و بعد از ظهرها ۵۰ درصد و هنگام غروب ۶۵ و بادهای شدیدتر تا ۱۰ گره، که حدودا ۹۳ درصد تمامی بادها را تشکیل می دهند، می باشد. اما بر اثر وجود ساختمان ها در داخل شهر و دیگر موانع تغییراتی به وجود می آید بادهای تهران غالباً ضعیف بوده و هوای این شهر در بیشتر روزهای سال، آرام است!

اما سمت باد؛ می توان گفت ۷۰درصد بادهای شهر تهران ضعیف هستند (بین۱ تا ۶گره) و جهت مشخصی ندارند. وزش باد در شهر تهران به طور عمده از سمت غرب است. با توجه به آن که اغلب بادهای تهران ضعیف بوده و جهت مشخصی ندارند تأثیر چندان زیادی در کاهش آلودگی هوا ندارند.

● استاندارد آلودگی هوا

مقادیر این استانداردها توسط سازمانهای مختلف از قبیل سازمان جهانی بهداشت (WHO) و مؤسسه حفاظت محیط زیست(EPA) برای شش آلاینده اصلی محاسبه شده است، اما از آنجا که واحدهای اندازه گیری و همین طور استانداردهای آلاینده ها با هم متفاوت است، برای آنکه مشخص شود کدام آلاینده اثر نامطلوب نسبی بیشتری دارد، از شاخص استفاده می شود که به آن شاخص استاندارد آلاینده (PSI) می گویند.

به طور کل می توان عوارض جوی آلودگی در پدیده اثر گلخانه ای، بارش های اسیدی و وارونگی دما به وضوح دید و آنچه که آلودگی اخیر را در تهران موجب شده است همین وارونگی دماست که مهمترین و خطرناکترین فاکتور جوی در آلودگی هوای یک ناحیه می باشد و اگر مدت وقوع آن با ارتفاع کم، طولانی شد و با بالا رفتن میزان رطوبت نسبی هوا، به حد اشباع برسد، پدیده خطرناکی با نام «ابر مسموم» پدیدار خواهد شد.

در نگاه اول این پدیده به خودی خود خطری را متوجه زمین و سلامت موجودات زنده نمی سازد، اما ترکیب آلاینده های موجود با یکدیگر و پیدایش آلاینده های ثانویه، شهر را آبستن بروز فاجعه های زیست محیطی می کند. با شروع روز و آغاز فعالیت های انسانی و مصرف سوخت، دمای هوای سطح زمین افزایش می یابد. این هوای گرم هنگام صعود و حرکت به سمت بالا یا هنگام جابه جایی به وسیله باد، با لایه ای هم دما از هوا که توسط تابش خورشید در طبقات فوقانی جو تشکیل شده برخورد کرده و این امر مانع صعود و تبادل هوا می شود که نتیجه آن تشکیل یک سطح پوششی بالای شهر است که با گذشت زمان و افزایش فعالیت های انسانی و به دلیل حبس هوا در زیر این لایه، مواد آلاینده تولید شده در سطح زمین باقی مانده و بالا نمی روند.

● استاندارد کیفیت هوای ایران

طبق آماری که در طول ۵ سال از ایستگاه مهرآباد گرفته شده است، بیشترین میزان ارتفاع وارونگی دما در فصل پاییز ۴۱۹ متر، در فصل زمستان ۴۰۴ متر، در بهار ۳۵۴متر و در تابستان ۳۸۴ متر بوده است. همچنین میانگین مدت زمان وارونگی دما ۲۳۹ روز بوده است که در بهار ۵۷ روز، در تابستان ۶۱/۲ روز، در پاییز ۵۸ روز و در زمستان ۶۱/۲ روز بوده است.

ملاحظه می گردد فصلی که ما در آن قرار داشتیم یعنی پاییز بیشترین رکورد را در تعداد روزی که وارونگی دما حادث می شود دارابود.

● چاره؛ انرژی های تجدیدپذیر (Renewable Energy)

نیاز به یادآوری نیست که پدیده هایی که این اواخر با آن روبرو هستیم مانند آلودگی ها، گرمای بی سابقه در تابستان، گرد و غبار، خشکسالی و غیره از عوارض صنعتی شدن فعالیت ها تغییر اقلیم (climate change) و استفاده بی رویه از منابع انرژی است. البته این صنعتی شدن فقط در کشور ما به تنهایی مسبب این پدیده ها نیست بلکه در تمام جهان تغییرات اقلیمی نتیجه عدم استفاده بهینه از منابع انرژی می باشد.

مصرف انرژی های فسیلی از نظر میزان رو به افزایش اما از نظر درصد رشد کاهش نسبی دارد از طرف دیگر ذخایر انرژی های فسیلی متناسب با افزایش مصرف در حال کاهش و اتمام است که این واقعیت آینده میلیون ها خودرو و صنایع وابسته به انرژی های فسیلی را مبهم نموده و موجب نگرانی دنیای صنعتی شده است؛ آنها در تلاشند تا انرژی های دیگر از جمله انرژی خورشیدی و بادی را جایگزین انرژی فسیلی نمایند این جایگزینی در بسیاری از صنایع تا آینده نزدیک امکان پذیر نمی باشد. استفاده از انرژی های نو رو به افزایش است و تا آینده نزدیک حدود ۱۶ تا ۱۸ درصد انرژی مصرفی جهان را تامین خواهد نمود.

بنابر پیش بینی های سال ۲۰۰۹ سازمان OPEC، در طی سالهای ۲۰۰۷ تا ۲۰۳۰ مصرف انرژی در جهان با رشدی حدود ۴۲ درصد روبرو خواهد بود و مصرف کل انرژی در جهان از ۱۱ میلیارد و ۱۰۹ میلیون تن به ۱۵ میلیارد و ۸۰۴ میلیون تن افزایش خواهد یافت. همچنین در این مدت مصرف سالانه سوختهای فسیلی (نفت، ذغال سنگ و گاز) با رشدی معادل ۳۶ درصد و افزایشی بالغ بر ۳ میلیارد و ۴۹۵ میلیون تن به ۱۳ میلیارد و ۱۴۸ میلیون تن در سال ۲۰۳۰ بالغ خواهد شد.

البته در این مدت، سهم سوخت های فسیلی در مجموع مصرف انرژی جهان از حدود ۸۷ درصد به ۸۳ کاهش یافته و در مقابل به سهم دیگر منابع تامین انرژی (آبی، زیستی و انرژیهای تجدیدپذیر) افزوده می شود.

پیش بینی ها حاکی از آن است که در این دوره کشورهای در حال توسعه به موجب جمعیت بیشتر و رشد اقتصادی بالاتر نسبت به دیگر کشورها بیشترین سهم را در افزایش مصرف خواهند داشت. البته با در نظر گرفتن سرانه مصرف انرژی، همچنان استفاده از انرژی در کشورهای در حال توسعه نسبت به کشورهای توسعه یافته مقدار کمتری را در برگرفته و علاوه بر این بخش بزرگی از جمعیت جهان همچنان با عدم دسترسی به انرژی مدرن روبرو خواهد بود.

برابر پیش بینی های OPEC، مصرف انرژی های تجدیدپذیر به رشد سریع خود ادامه خواهد داد، اما باتوجه به نسبت پایین انرژی های تجدیدپذیر نسبت به دیگر انرژی ها، مقدار آن بسیار کم خواهد بود و باتوجه به این امر رشدهای بالا در این بخش تاثیری در تنظیم بازار نخواهد داشت.

در واقع در این دوره، سوخت های فسیلی با مشارکت بیش از ۸۰ درصد در ترکیب انرژی، بیشترین سهم را در تأمین نیازهای انرژی جهان خواهد داشت و از این بین، نفت با وجود کاهش سهم کلی آن در تأمین انرژی، همچنان به نقش رهبری و برجسته خود تا سال ۲۰۳۰ ادامه خواهد داد.

در این دوره انتظار می رود گاز با نرخ بالاتری نسبت به زغال سنگ و نفت به رشد خود ادامه دهد. همچنین برآوردهای حاکی از رشد

۹/۱درصدی در مصرف سالیانه گاز در این دوره است و این در حالی است که در بخش زغال سنگ با رشد سالانه ۵/۱درصدی و در بخش نفت با رشد سالانه ۸/۰ درصدی روبرو خواهیم بود و رشد در مصرف دیگر بخشهای انرژی نیز به شرح ذیل برآورد شده است:

▪ رشد متوسط سالانه انرژی آبی: ۳/۲%

▪ رشد متوسط سالانه انرژی های تجدیدپذیر: ۴/۳%

▪ رشد متوسط سالانه دیگر انرژیهای زیستی: ۴/۷%

همچنین براساس پیش بینی های OPEC تغییرات مصرف در طی سالهای ۲۰۰۷ تا ۲۰۳۰، در سه منبع اصلی تأمین انرژی جهان، شامل نفت، زغال سنگ و گاز به شرح ذیل خواهد بود:

▪ مصرف نفت: مصرف نفت با رشدی معادل ۲۱% و افزایشی برابر ۸۵۷ میلیون تن به ۴میلیارد و ۹۰۲ میلیون تن خواهد رسید. هر چند سهم این بخش در تأمین انرژی جهان از ۴/۳۶درصد به ۳۱ درصد کاهش خواهد یافت.

▪ مصرف زغال سنگ: مصرف زغال سنگ با رشدی معادل ۴۲ درصد و افزایشی برابر یک میلیارد و ۳۰۹ میلیون تن به ۴میلیارد و ۴۳۸ میلیون تن خواهد رسید و سهم این بخش در تأمین انرژی جهان از ۲/۲۸ درصد به ۱/۲۸ درصد کاهش خواهد یافت.

▪ مصرف گاز: مصرف گاز با رشدی معادل ۵۴ درصد و افزایشی برابر یک میلیارد و ۳۲۹ میلیون به ۳میلیارد و ۸۰۸ میلیون تن در سال ۲۰۳۰ خواهد رسید. در طی این دوره شاهد افزایش سهم گاز در تأمین مصارف انرژی جهان، از ۳/۲۲ درصد به ۱/۲۴ درصد خواهیم بود.

مسئله ذخیره کردن مواد قابل احتراق موجود بوسیله مراکز کلاسیکی به آسانی حل شده است. وقتی یک دستگاه برقی خانگی به عنوان مثال ۵/۳کیلو واتی بکار انداخته می شود، بلافاصله توان مصرفی مرکز به اندازه ۵/۳ کیلو وات افزایش می یابد، که سبب مصرف بیشتر زغال سنگ، مواد نفتی و آب می باشد. در مورد انرژی خورشیدی، باد یا حتی جزر و مد چنین موردی وجود ندارد. در این موارد انرژی را وقتی که در دسترس است باید اخذ کرد و اگر در این لحظه مورد نیاز نباشد لازم است ذخیره شود.

ایران در کمربند خورشیدی واقع شده و دارای زمینهای بلااستفاده بسیار در این مسیر است، می توان از آنها برای ساخت نیروگاه های خورشیدی استفاده کرد. نیروگاه های حرارتی خورشیدی با توجه به قابل دسترس بودن انرژی خورشیدی در کشور یکی از اصلی ترین مصرف کنندگان این انرژی در آینده خواهند بود. انرژی خورشیدی در مقایسه با سایر انرژی های نو یکی از پاکترین منابع انرژی است که در سالهای اخیر تحقیق و توسعه در زمینه کاربرد سیستم های خورشیدی افزایش یافته است.

تابش خورشید به گفته کارشناسان بزرگترین منبع تجدیدپذیر کره زمین است. به طوری که اگر فقط یک درصد از تابش صحراهای جهان توسط نیروگاه های حرارتی خورشیدی بکارگرفته شود، می تواند کل تقاضای برق سالانه جهان را تأمین کند.

همچنین ایران استعدادهای مناسبی جهت توسعه نیروگاه های بادی دارد. براساس نقشه های ترسیم شده بیش از ۳۰هزار مگاوات امکان نصب توربین بادی در کشور وجود دارد.

چین به عنوان دومین مصرف کننده بزرگ انرژی در جهان از پیشگامان سرمایه گذاری در بخش انرژی های نو به شمار می رود. این کشور قصد دارد تا سال ۲۰۳۰ حدود ۱۸۰ میلیارد دلار به توسعه انرژی های نو اختصاص دهد.

چین پیش از این قصد داشت ۱۰درصد از انرژی های خود را تا سال ۲۰۲۰ از انرژی های تجدیدپذیر تأمین کند، اما با رویکرد این کشور به کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی آلاینده و بهای رو به افزایش نفت، میزان ۱۵درصدی انرژی های تجدید شونده در دستور کار مقامات چینی قرارگرفته است.

در حال حاضر حدود ۷۰درصد از برق چین (دومین مصرف کننده بزرگ انرژی دنیا) توسط سوخت زغال سنگ تأمین می شود، براساس آمارهای موجود ظرفیت تولید نیروی بادی در چین تا سال ۲۰۱۰ به ۶هزار مگاوات خواهد رسید که این میزان فقط سه برابر تولیدات یک نیروگاه زغال سنگی است.

مهندس رامین امینی زارع