English
سوئیچ را می چرخانید. زغال سنگ در کوره می سوزد، که آب را به بخار تبدیل کند. این بخار یک توربین را می چرخاند، که یک ژنراتور را فعال می کند، و الکترون ها را از طریق سیم هل می دهد. این جریان از طریق صدها مایل کابل برق پخش شده و به خانه شما می رسد.
در سراسر جهان، تعداد بی شماری از افراد هر ثانیه این کار را انجام می دهند – سوئیچ را می چرخانند، وصل می شوند، دکمه “روشن” را فشار می دهند. درنتیجه بشریت به چه مقدار برق نیاز دارد؟ مقداری که جمعاً استفاده می کنیم به سرعت در حال تغییر است، بنابراین برای پاسخ به این سوال، باید بدانیم که نه تنها جهان امروز چقدر برق استفاده می کند، بلکه در آینده نیز چه مقدار مورد نیازمان است.
اولین قدم درک چگونگی اندازه گیری برق است که کمی مشکل است. ژول یک واحد انرژی است، اما ما معمولاً برق را فقط با ژول اندازه گیری نمی کنیم. در عوض، ما آن را در وات اندازه گیری می کنیم. وات به ما می گوید که در هر ثانیه برای تأمین انرژی چه مقدار انرژی لازم است. یک ژول در ثانیه برابر با یک وات است. برای تأمین برق یک تلفن هوشمند حدود ۱ وات، هزار برای تأمین انرژی خانه خود، یک میلیون برای یک شهر کوچک و یک میلیارد برای یک شهر متوسط لازم است.
برای تأمین انرژی کل جهان از سال ۲۰۲۰ ، ۳ تریلیون وات برق لازم است. اما تقریباً یک میلیارد نفر به برق قابل اعتماد دسترسی ندارند. با صنعتی شدن کشورها و پیوستن افراد بیشتر به شبکه، انتظار می رود تقاضای برق تا سال ۲۰۵۰ حدود ۸۰٪ افزایش یابد.
این عدد تصویر کاملی نیست. همچنین باید از برق به روش های کاملاً جدیدی استفاده کنیم. در حال حاضر، ما با سوزاندن سوخت های فسیلی، انتشار مقدار ناپایدار گازهای گلخانه ای که به گرم شدن کره زمین کمک می کنند، بسیاری از موارد را تأمین می کنیم. برای اطمینان از آینده پایدار بشریت، باید این انتشار گازهای گلخانه ای را به طور کامل از بین ببریم. اولین قدم برای انجام این کار، در بسیاری از صنایع، تغییر از سوخت های فسیلی به انرژی الکتریکی است. ما باید ماشین ها را برقی کنیم، ساختمانهایی که با کوره های گاز طبیعی گرم می شوند را به پمپ های حرارتی برقی تبدیل کنیم و مقدار زیادی از گرما را که در فرآیندهای صنعتی استفاده می شود را برقی کنیم. بنابراین گفته شد، نیازهای جهانی برق می توانند تا سال ۲۰۵۰ سه برابر شوند.
اگر قصد داریم مشکلات ناشی از سوخت های فسیلی را برطرف کنیم، نیاز داریم تمام این برق را از انرژی پاک تامین کنیم. امروزه تنها یک سوم برق تولیدی ما از منابع پاک تأمین می شود. سوخت های فسیلی ارزان و راحت است، حمل آن آسان است و در صورت تقاضا به راحتی به برق تبدیل می شود. بنابراین چگونه می توانیم این فاصله را کاهش دهیم؟
باد و انرژی خورشیدی برای مکانهایی که باد و آفتاب زیادی دارند بسیار عالی عمل می کند، اما ما نمی توانیم نور خورشید یا باد را ذخیره و حمل کنیم و با همان راهی را که نفت را ذخیره و حمل می کنیم. برای استفاده کامل از انرژی این منابع در زمان های دیگر یا مکان های دیگر، باید آن را در باتری ها ذخیره کرده و زیرساخت شبکه برق خود را برای انتقال آن در فواصل طولانی بهبود ببخشیم.
در همین حال، نیروگاه های هسته ای از شکافت هسته ای برای تولید برق بدون کربن استفاده می کنند. گرچه هنوز گران تر از گیاهانی است که سوخت های فسیلی را می سوزانند، اما می توانند در هر جایی ساخته شوند و به منابع انرژی متناوب مانند خورشید یا باد بستگی ندارند. محققان در حال حاضر برای بهبود دفع زباله های هسته ای و ایمنی نیروگاه های هسته ای تلاش می کنند.
احتمال دیگری وجود دارد که ما از دهه ۱۹۴۰ برای آن تلاش می کنیم: همجوشی هسته ای. این شامل باهم خرد کردن اتمهای نور می شود، بنابراین آنها ذوب می شوند و انرژی آزاد شده را مهار می کنند. در این شیوه حوادث نگران کننده همجوشی هسته ای نیستند و باعث تجزیه مواد زاید رادیواکتیو با عمر طولانی نمی شوند. همچنین نگرانی های حمل و نقل مرتبط با باد، خورشید و سایر منابع انرژی تجدیدپذیر را ندارد. دستیابی به موفقیت بزرگ در اینجا می تواند انقلابی در انرژی پاک ایجاد کند.
همین امر در مورد شکافت هسته ای، خورشیدی و باد صادق است. دستیابی به موفقیت در هر یک از این فناوری ها، و به ویژه در همه آنها با هم، می تواند جهان را تغییر دهد: نه تنها به ما کمک می کند تا منبع برق خود را سه برابر کنیم، بلکه ما را قادر به حفظ آن می کند.
برای مشاهده منبع مقاله کلیک کنید
