گازهای گلخانه‌ای به عنوان عامل اصلی تغییرات اقلیمی معرفی شده‌اند. دی‌اکسید‌کربن، متان، بخارآب و ازن مهم‌ترین گازهای گلخانه‌ای هستند.

منابع اصلی تولید این گازها سوزاندن سوخت‌های فسیلی، تغییرکاربری زمین (تبدیل جنگل‌ها و باتلاق‌ها به زمین‌های کشاورزی یا مناطق مسکونی)، ساخت و ساز و فعالیت‌های عمرانی و کشاورزی است. برای مثال، فرآیند تولید فولاد و استفاده از سیمان موجب تولید دی‌اکسید‌کربن می‌شود و جالب است بدانید میزان دی‌اکسید‌کربن تولید شده ناشی از استفاده از سیمان در کشور چین، از کل دی‌اکسیدکربن تولید شده توسط کشورهای صنعتی مانند ژاپن یا آلمان بیشتر است!

همچنین دامپروری یکی دیگر از عوامل تولید گازهای گلخانه‌ای بخصوص متان است. هر چند میزان تولید متان بسیار کمتر از دی‌اکسید‌کربن است، اما اثرات گلخانه‌ای آن ده‌ها برابر بیشتر از دی‌اکسید‌کربن است. مهم‌ترین بخش تلاش‌های جهانی برای مقابله با تغییرات اقلیمی و کند کردن آن کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای (بخصوص دی‌اکسید کربن) است. افزایش بهره‌وری، کاهش مصرف، ذخیره‌کردن دی‌اکسید‌کربن و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی از جمله راهکارهای مورد استفاده در این زمینه است.

با وجود این، تلاش برای یافتن جایگزین‌های مناسب سوخت‌های فسیلی اصلی‌ترین و موثرترین روش است. ما برای تولید برق، تولید نیروی پیشران وسایل نقلیه، گرمایش و سرمایش از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنیم.

دوران بازنشستگی سوخت‌های فسیلی نزدیک است

همواره یکی از مهم‌ترین علت‌های یافتن جایگزین برای سوخت‌های فسیلی پایان یافتن آنها تا پیش از پایان قرن بیست و یکم است اما باید به این نکته توجه کرد که هرچند شاید منابع متعارف سوخت‌های فسیلی در چند دهه آینده کاهش چشمگیری پیدا کنند، اما منابع متعارف این سوخت‌ها می‌توانند تا قرن‌ها انرژی مورد نیاز بشر را تأمین کنند. گاز رُست (شِیل گَس)، ماسه نفت آلود (تار سند)، هیدرات متان و گازی سازی زغال‌سنگ (روشی برای استخراج انرژی زغال‌سنگ از اعماق زمین) از جمله این منابع هستند.

برای نمونه منابع هیدرات متان دست‌کم تا 300 سال و منابع گازی سازی زغال سنگ تا 1000 سال آینده می‌توانند جوابگوی نیازهای ما باشند. کشور ما نیز در دریای عمان دارای ذخایر هیدرات متان است. به همین علت بهتر است با در نظر گرفتن عواقب هولناک ناشی از تغییرات اقلیمی هدف اصلی خود در یافتن جایگزین برای سوخت‌های فسیلی را نجات دادن کره زمین و دیگر انسان‌ها در نظر بگیریم.

وسایل نقلیه سبز

حمل و نقل یکی از منابع اصلی تولید گازهای گلخانه‌ای است. دو روش اصلی برای رفع وابستگی به سوخت‌های فسیلی برای تامین انرژی مورد نیاز وسایل نقلیه استفاده از انرژی الکتریکی و سوخت‌های زیستی است. بسیاری از شرکت‌های معروف خودروسازی جهان از جمله فورد، نیسان، تویوتا، هوندا، جنرال موتورز، بی‌ام دبلیو و تسلا موتورز در چند سال گذشته نمونه‌های مختلفی از خودروهای سبز را به بازار عرضه کرده‌اند.

سوخت زیستی، هیدروژن، خودروهای الکتریکی دارای پیل سوختی، و خودروهای الکتریکی دارای باتری از روش‌های مورد استفاده این شرکت‌ها هستند هر چند استفاده از خودروهای الکتریکی دارای باتری رایج‌ترین روش است. جدی‌ترین تلاش صورت گرفته در کشور برای استفاده از خودروهای سبز از سوی شهرداری تهران صورت گرفته که در نظر دارد موتورسیکلت‌ها، اتوبوس‌ها و تاکسی‌های برقی را به طور گسترده جایگزین همتایان بنزینی و دیزلی آنها کند. سوخت‌های زیستی گزینه مناسب برای وسایل نقلیه‌ای مانند کشتی‌ها و هواپیماها هستند.

تولید الکتریسیته از طریق انرژی‌های نو

انرژی خورشیدی، انرژی بادی، انرژی زمین گرمایی، انرژی امواج و جزر و مد، زیست توده، شکافت هسته‌ای و گداخت هسته‌ای از جمله روش‌هایی هستند که به عنوان جایگزین سوخت‌های فسیلی برای تولید برق پیشنهاد شده‌اند. هر کدام از این روش‌های مزایا و معایب و طرفداران و مخالفانی دارند.

در این بین، انرژی‌های بادی و خورشیدی بیش از دیگر روش‌ها مورد استقبال قرار گرفته‌ و در بیشتر کشورهای جهان حتی کشورهای فقیر و در حال توسعه میزان استفاده از آن رو به افزایش است. از انرژی خورشیدی به دو روش عمده می‌توان بهره گرفت؛ سلول‌های خورشیدی و نیروگاه‌های حرارتی که از سلول‌های خورشیدی به علت سهولت بهره‌برداری، بیشتر استفاده می‌شود. برای مثال در مناطقی که به علت وجود موانع طبیعی یا جنگ، برق‌رسانی به آنها به وسیله شبکه انتقال برق مشکل است، برق مورد نیاز را می‌توان با استفاده از سلول‌های خورشیدی تأمین کرد.

مشکل اصلی انرژی‌های بادی و خورشیدی این است که نمی‌توان همواره از آنها استفاده کرد؛ چون وزش باد متوقف می‌شود و خورشید غروب می‌کند یا آسمان ابری می‌شود. انرژی‌های زمین گرمایی، امواج دریا، جزر و مد و برق‌آبی این مشکل را ندارند و در تمام 24 ساعت شبانه‌روز و 7 روز هفته به طور پیوسته برق تولید می‌کنند اما این روش‌ها مشکلات دیگری دارند. استفاده از امواج دریا و جزر و مد برای کشورهایی که در خشکی محصور هستند غیرممکن است.

از طرفی کشورهایی نیز که دارای مرز آبی هستند ممکن است شرایط مطلوب از جمله ارتفاع موج مناسب را نداشته باشند. بهره‌گیری از انرژی زمین گرمایی نیز فقط برای کشورهایی مقدور است که در مکان جغرافیایی مناسبی مانند کنار آتشفشان‌ها یا صفحات پوسته زمین قرار گرفته باشند. کمبود آب به علت خشکسالی‌های متوالی و اثرات نامطلوب زیست‌محیطی از مواردی است که کاربرد سدها را محدود می‌کند.

کشور ما از معدود کشورهایی است که می‌تواند از اکثر این روش‌ها استفاده کند. نیاکان ما از گذشته‌های دور از انرژی بادی و انرژی آب جاری برای آسیاب کردن غلات یا پمپاژ آب استفاده می‌کردند. با وجود این در حال حاضر بجز تولید برق به روش برق‌آبی ـ که آن هم به علت کاهش بارندگی‌ رو به کاهش است ـ استفاده قابل توجهی از انرژی‌های نو نمی‌شود. بیشتر فعالیت‌های صورت گرفته در این حوزه در قالب کارهای پژوهشی و در مقیاس کوچک صورت گرفته است.

تولید انرژی و مصرف آب  

هر روز بخش‌های بیشتری از جهان با کاهش بارندگی و خشکسالی روبه‌رو می‌شود. از این رو، در نظر گرفتن میزان آب مصرف شده برای تولید انرژی از عوامل مهمی است که هنگام انتخاب روش تولید انرژی باید به آن توجه کرد. در نیروگاه‌های حرارتی با تولید گرما به وسیله نور خورشید، انرژی گرمایی درون زمین، سوزاندن سوخت‌های فسیلی یا زیست توده، شکافت یا گداخت هسته‌ای آب به بخار تبدیل می‌شود و سپس بخار آب توربین‌ها را می‌چرخاند. چرخیدن توربین باعث چرخیدن ژنراتور و در نتیجه تولید برق می‌شود. در این روش تولید برق، آب نقشی کلیدی دارد. تولید سوخت‌های زیستی از جمله اتانول و بیودیزل نیز به آب فراوانی برای کشت گیاهانی مانند ذرت نیاز دارد. همچنین در صورت وقوع خشکسالی‌های شدید و متوالی تولید الکتریسیته به روش برق‌آبی نیز ممکن نخواهد بود؛ این مشکلی است که در چند سال گذشته ایالت کالیفرنیای آمریکا که با یکی از سخت‌ترین خشکسالی‌های خود مواجه است، با آن دست به گریبان است.

پیش به سوی استفاده از انرژی خورشیدی

یکی از مزیت‌های بزرگ انرژی باد و سلول‌های خورشیدی بخصوص برای کشورهای خشکی مانند ایران نیاز نداشتن به آب برای تولید برق است. با توجه به کاهش منابع آب کشور در سال‌های اخیر و قرار گرفتن شرایط آب بسیاری از استان‌ها در وضعیت تنش آب و بهره‌مندی بیشتر استان‌ها از نعمت تابش آفتاب، تغییر الگوی مصرف انرژی به سوی استفاده بیشتر از منابع انرژی‌های نو و بویژه انرژی خورشیدی باید در دستور کار قرار گیرد.

در این زمینه ابتدایی‌ترین کار می‌تواند طراحی پنجره‌های بزرگ‌تر برای آپارتمان‌ها و دفاتر کار باشد. معماری ساختمان‌ها می‌تواند به گونه‌ای انجام شود که از حداکثر نور خورشید برای روشنایی واحدهای ساختمان در روز استفاده شود. به این ترتیب ضمن بهره‌گیری از حداکثر روشنایی آفتاب در طی روز، از انرژی برق برای روشنایی اتاق‌ها در روز کمتر استفاده خواهد شد و در مجموع لامپ‌های گرمازای کمتری که برای تولید برق‌شان انرژی زیادی مصرف شده روشن خواهد شد. همین می‌تواند گام کوچک ما برای محدود کردن منابع تولیدکننده گرما در سیاره‌مان باشد.