انرژی های جایگزین

هر منبع انرژی که جایگزین سوخت های فسیلی باشد، انرژی جایگزین است. این جایگزین ها به این دلیل در نظر گرفته شده اند تا نگرانی های موجود در مورد سوخت های فسیلی مانند انتشار دی اکسید کربن که عامل مهم در گرمایش جهانی است، کاهش یابد. انرژی دریایی، هیدروالکتریک، بادی، زمین گرمایی و انرژی خورشیدی همه جزو منابع جایگزین انرژی هستند.

ماهیت آنچه که یک منبع انرژی جایگزین را ایجاد می کند، با توجه به مشکلات موجود در زمینه ی استفاده از انرژی، در طول زمان تغییر کرده است. به دلیل وجود بازه ی وسیعی از انرژی ها و اهداف متفاوتی که طرفداران هر نوع از انرژی را به خود جذب کرده، تعریف بعضی انواع انرژی به عنوان “جایگزین” بسیار بحث برانگیز است.

انرژی های جایگزین ۱

تاریخچه

زغال سنگ به عنوان یک جایگزین برای چوب

در اواخر قرون وسطا، زغال سنگ سوخت جایگزین جدیدی برای نجات جامعه در برابر سوء استفاده از سوخت غالب در آن زمان یعنی چوب بود. جنگل زدایی در گذر زمان به کمبود چوب منجر شد و در آن زمان بود که زغال سنگ به عنوان یک ناجی ظاهر شد. مورخ Norman F. Cantor شرح می دهد که چگونه این اتفاق رخ داد:

در قرن های پیش از میلاد اروپایی ها در میان جنگل های وسیع زندگی می کردند. به این صورت بود که پس از سال ۱۲۵۰ اروپاییان متخصصان جنگل زدایی شدند و تا سال ۱۵۰۰ میلادی چوب حاصل از این جنگل ها تنها برای گرمایش و پخت و پز استفاده می شد. این روند ادامه داشت تا در سال ۱۵۰۰ که به سبب این جنگل زدایی اروپا در آستانه ی فاجعه ی کمبود سوخت و تغذیه قرار گرفت. به همین دلیل در قرن شانزدهم اروپا مجبور به ذخیره ی چوب و استفاده ی زغال سنگ به عنوان جایگزینی برای چوب شد و همینطور در آن زمان بود که کشت سیب زمینی و ذرت در این منطقه آغاز شد.

نفت به عنوان یک جایگزین برای روغن نهنگ

روغن نهنگ، در اوایل قرن نوزدهم، ماده ی غالب برای روغن کاری و سوخت برای لامپ ها بود. اما از بین رفتن نهنگ ها تا اواسط قرن، قیمت روغن نهنگ را به سرعت افزایش داد و زمینه را برای استفاده از نفتی که در ابتدا در پنسیلوانیا در سال ۱۸۵۹ به فروش گذاشته شد، فراهم کرد.

انرژی های جایگزین ۲

اتانول به عنوان جایگزینی برای سوخت های فسیلی

در سال ۱۹۱۷، الکساندر گراهام بل از اتانول به دست آمده از ذرت، گندم و سایر مواد غذایی به عنوان جایگزینی برای زغال سنگ و نفت استفاده کرد. و اعلام کرد که جهان در فاصله زمانی اندکی از تخریب این سوخت ها قرار گرفته است. مشکل یافتن یک جایگزین مناسب برای گراهام بل این بود که منبع انرژی تجدید پذیر مناسبی وجود نداشت. از دهه ۱۹۷۰، برزیل سوخت اتانول را پایه گزاری کرد. و به این ترتیب کشور برزیل به دومین تولید کننده اتانول (بعد از ایالات متحده) و بزرگترین صادر کننده جهان تبدیل شد. برنامه سوخت اتانول برزیل با استفاده از تجهیزات مدرن و نیشکر قند که ماده ای ارزان قیمت است به عنوان مواد اولیه تولید می شود. امروزه در برزیل هیچ وسیله ی نقلیه سبک دیگری که نیروی آن با گازوئیل تامین شود وجود ندارد.

اتانول سلولزی می تواند از طیف مختلفی از مواد غذایی تولید شود. این رویکرد جدید عملکرد را افزایش داده و رد پای کربن را در جو زمین کاهش می دهد. از سال ۲۰۰۸، نه عدد کارخانه اتانول سلولزی تجاری در ایالات متحده آمریکا به وجود آمده است که هرکدام یا در حال بهره برداری هستند و یا در دست ساخت می باشند.

فن آوری های نسل دوم سوخت های زیستی قادر به تولید سوخت های زیستی از زیست توده های غیر قابل خوردن می باشند و بنابراین می توانند تبدیل مواد غذایی به سوخت را از بین ببرند. “از ژوئیه سال ۲۰۱۰، تنها یک پالایشگاه نسل دوم  Inbicon Biomass Refinery، در دانمارک آغاز به کار کرده است.”

گاز زغال سنگ به عنوان یک جایگزین برای نفت

در دهه ۱۹۷۰، دولت جیمی کارتر رئیس جمهور اسبق آمریکا، از گاز زغال سنگ به عنوان جایگزینی برای نفت وارداتی گران قیمت حمایت کرد. در این برنامه زمانی که قیمت نفت در دهه ۱۹۸۰ کاهش یافت، بسیاری از پالایشگاه ها از جمله شرکت سوخت های مصنوعی، از دور خارج شدند. البته شایان ذکر است که اثرات کربنی و تاثیرات زیست محیطی تبدیل زغال سنگ به گاز هم بسیار زیاد است.

انواع انرژی های جایگزین موجود

• هیدرو الکتریسیته: از انرژی سقوط آب گرفته می شود.
• انرژی هسته ای: از شکافت هسته ای برای انتشار انرژی ذخیره شده درون اتمی عناصر سنگین به دست می آید.
• انرژی باد: تولید برق از باد که معمولا با استفاده از توربین های پروانه ای انجام می شود.
• انرژی خورشیدی: استفاده از انرژی از خورشید به این صورت که گرمای حاصل از تابش خورشید می تواند برای کاربردهای حرارتی خورشیدی استفاده شود و یا نور آن را می توان از طریق وسایل فتوولتائیک به برق تبدیل کرد.
• انرژی زمین گرمایی (ژئوترمال): استفاده از گرمای داخلی زمین که به وسیله ی جوشاندن آب برای گرمایش ساختمان ها یا تولید برق استفاده می شود.
• سوخت های زیستی و اتانول: جایگزین های بنزینی مشتق شده از گیاهان هستند.
• هیدروژن: می تواند به عنوان یک حامل انرژی استفاده شود که از طریق فن آوری های مختلف مانند شکافتن هیدروکربن ها یا الکترولیز آب تولید می شود.