نقش انرژی خورشیدی در کاهش تولید آلاینده‌های زیست محیطی

برای توصیف عملکرد و اثر گلخانه‌ای باید موازنه انرژی بین زمین و فضا مورد مطالعه قرار گیرد. تابش‌های خورشیدی پس از عبور از فضا به جو زمین رسیده و قسمت اعظم آن توسط زمین جذب می‌شود. جذب این انرژی توسط زمین باعث گرم شدن کره زمین خواهد شد که این به نوبه خود باعث تابش امواجی از طرف زمین به فضا می‌شود. طبق قوانین فیزیکی، طول موج تابش‌های تولید شده از زمین با پرتو‌های رسیده به سطح زمین متفاوت است. این بدان معناست که مثلاً اگر زمین تابش‌های مرئی را دریافت می‌کند، هنگام تابشِ خود پرتو‌های گوناگونی تولید می‌کند که طول موج آن‌ها با طول موج پرتو‌های مرئی متفاوت است.

مشاهده شده است که زمین پس از گرم شدن، تابش‌های فروسرخ از خود منتشر می‌کند. قسمتی از این تابش‌های فرو سرخ از جو عبورکرده و قسمتی دیگر توسط گاز‌های گلخانه‌ای موجود در جو جذب شده و مجدداً توسط همین گاز‌ها به سطح زمین ازتابیده می‌شود. در حقیقت گاز‌های گلخانه‌ای که نسبت به نور مرئی شفاف بودند با تغییر طول موج پرتوها، به صورت نیمه شفاف عمل کرده و تمام تابش‌های فروسرخ بازتابیده از سطح زمین را از خود عبور نداده و مجدداً مقداری از آن‌ها را به زمین بر میگردانند. گاز‌های گلخانه‌ای که در این پدیده دخالت می‌کنند عبارتند از:

بخارآب
دی اکسیدکربن
اکسید نیتروژن
متان
اُزون
کلروفلوئوروکربن‌ها
پِروفلوئوروکربن‌ها
هیدروفلوئوروکربن‌ها

از طرفی، بنابر پروتکل مونترال ۴ از سال ۱۳۷۳ به بعد، هیدروفلوئوروکربن‌ها و پِروفلوئوروکربن‌ها به عنوان جایگزین گاز‌های مخرب لایۀ اُزون ۵ مورد استفاده قرار گرفته اند و قبل از آن مصرف آن‌ها در دنیا ناچیز بوده است. در مجموع گاز‌های گلخانه‌ای باعث باقی ماندن کسری از انرژی خورشیدی رسیده به زمین در داخل جو می‌شوند. این نقل و انتقال انرژی باعث ثابت ماندن دمای زمین در حد مناسبی می‌شود به طوری که اگر اثرگلخانه‌ای در جو زمین وجود نداشت دمای کرة زمین سردتر نسبت بهحال می‌شد. چنین کاهش دمایی باعث آن می‌شود که زمین غیر قابل سکونت شود. از طرف دیگر چنانچه گاز‌های گلخانه‌ای گاز‌های گلخانه‌ای به هر نحو در داخل جو زیادتر از حد متعارف شود، موازنۀ انرژی زمین به هم خورده و باعث باقی ماندن انرژی بیشتری در داخل جو زمین می‌شود. این امر گرم شدن زمین را به دنبال دارد.

 

در حال حاضر با توجه به انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و اثرات آن بر روی گرمایش زمین و تخریب زیست بوم، استفاده از منابع سوخت فسیلی با توجه به ارزان بودن آن جهت تولید برق، میزان انتشار آلایندگی زیاد می‌گردد و خطری جدی را برای زیست بوم و تغییر اقلیم ایجاد می‌کند که مناسب نمی‌باشد. به همین جهت مجامع بین المللی راه حل‌هایی برای کاستن از سرعت تخریب زیست بوم انسان و کاهش آلودگی‌های زیست محیطی پیشنهاد کردند که در همین راستا در حوزه تولید انرژی الکتریکی به تولید برق با منابع تجدیدپذیر مانند نیروگاه برق خورشیدی روی آوردند. اهمیت یافتن همین اثر آلوده کنندگی در سوخت‌های فسیلی بود که کشور‌های جهان را به سمت انعقاد پیمان کیوتو سوق داد. در نتیجه‌ی این پیمان کشور‌ها ملزم به رعایت الزاماتی در کاهش آلایندگی محیط زیست شدند. همچنین مشوق‌هایی مانند مکانیسم توسعه پاک برای پروژه‌های دوستدار محیط زیست وضع شد.

نتایج بدست آمده از انتشار آلایند‌ها قبل از بهره برداری در نیروگاه‌های خورشیدی در قبال تولید انرژی الکتریکی، آلودگی مستقیمی ایجاد نمی‌کنند فقط در طول مراحل ساخت این نیروگاه‌ها از موادی مانند فولاد، بتن، آلومینیوم و ... استفاده‌می‌گردد که تولید و انتقال آن‌ها نیازمند مصرف سوخت می‌باشد که خود باعث آلودگی می‌گردد که میزان انتشار گاز‌های گلخانه‌ای چرخه حیات نیروگاه‌های خورشیدی ۳۰ گرم در هر کیلووات ساعت محاسبه شده است. بخش اصلی انتشار گاز‌های گلخانه‌ای درنیروگاه‌های آبی مربوط به ساخت این نیروگاه بخصوص ساخت سد آن است، میزان انتشار گاز‌های گلخانه‌ای بستگی به اندازه مخزن، نوع و مقدار پوشش گیاهی مغروق در آب، نوع خاک، عمق آب و اقلیم دارد. به طور کلی انتشارگاز‌های گلخانه‌ای در طی چرخه عمر نیروگاه آبی حدود ۳۴ گرم در هر کیلووات ساعت است. انتشار گاز‌های گلخانه‌ای ناشی از فعالیت‌های قبل از بهره برداری نیروگاه‌های سیکل ترکیبی بسیار ناچیز است.

به نظر می‌آید چنانچه نیاز به بررسی جامعی در حوزه‌ی تولید الکتریسیته و در مورد برق خورشیدی در کشور باشد، در نظرگرفتن اثر تحولات زیست محیطی بر توسعه‌ی این بخش به عنوان فرصتی برای برق خورشیدی لازم است. که در طی این گزارش به بررسی آلایندگی‌های قبل و بعد از بهره برداری در نیروگاه‌های مختلف می‌پردازد و از نتایج بدست آمده مشخص شد که برق خورشیدی با ویژگی‌هایی که دارد از طرفی می‌تواند به عنوان منبعی پاک برای تولید الکتریسیته به عنوان جایگزین مناسب سوخت‌های فسیلی استفاده گردد و از طرف دیگر می‌تواند از منافع اقتصادی حاصل از معاهدات بین المللی مانند پیمان کیوتو بهره‌مند شود.

لازم به ذکر است در سال‌های آتی با پایان یافتن دوره تعیین شده برای پروتکل کیوتو، پروتکل جایگزین آن به تصویب خواهد رسید و اجرایی خواهد شد. در این پروتکل که در حال تدوین پیش نویس می‌باشد، کشور ایران عضو پروتکل خواهد بود فلذا همانند سایر کشور‌های عضو برای مقدار کربن دی اکسید تولیدی اضافه بر سهم خود باید مقدار جریمه آن را پرداخت کند. با درنظر داشتن این مقادیر ظاهرا قیمت برق تولیدی از انرژی خورشیدی بسیار مقرون به صرفه خواهد شد.