“وضعیت انرژی باد در کشورهای جهان اسلام”
دکتر فتح الله پورفیاض (استاد دانشگاه تهران)
بحث حاضر درباره وضعیت انرژی باد در کشورهای جهان اسلام است. یکی از مشکلات جهان در حال حاضر بحث محیط زیست و یکی از منابع اصلی آلودگی در جهان بحث انرژی است که در حال حاضر سوخت‌های فسیلی بخش قابل توجهی از سبد جهانی انرژی را تشکیل می‌دهند. یکی از انرژیهای تجدیدپذیر بحث انرژی باد است، بحث انرژی باد چیست؟ همان‌طوری که می‌دانید وقتی باد داریم به نوعی این حرکت باد یک انرژی جنبشی‌ای دارد و از انرژی جنبشی آن میشود استفاده کرد. به‌صورت خیلی ساده اگر بخواهیم بگوییم انرژی باد را به وسیلهی پرههایی میتوان تبدیل به انرژی مکانیکی کرد و انرژی مکانیکی را به وسیلهی ژنراتورهایی تبدیل به انرژی الکتریکی کرد.
اما منشأ باد در اتمسفر جهان چیست؟ منشأ انرژی باد مثل خیلی از انرژیها در جهان انرژی خورشیدی است و از انرژی خورشیدی نشأت میگیرد. انرژی خورشیدی که وقتی به اتمسفر زمین میتابد به واسطهی موقعیت جغرافیایی هر منطقه ممکن است یک منطقه گرمتر از منطقهی دیگر باشد. همین گرم بودن یک منطقه نسبت به منطقهی دیگر باعث یک فرآیندی به نام کانوکشن یا کانوکتیو میشود که به زبان ساده اتاقی را در نظر بگیرید که سطح آن را گرم کنیم؛ گرم کردن سطح آن باعث میشود که هوای نزدیک به سطح گرم شود و با هوای سرد بالا در واقع جا به جا و این باعث حرکتی در داخل هوای اتاق شود. اتمسفر زمین نیز به همین صورت است؛ یعنی ممکن است یک بخشی از آن گرم شود و یک بخشی از آن در واقع سرد بشود همین باعث یک جریانی از هوا میشود.
دو الگوی خیلی ساده برای اتمسفر زمین است که البته خیلی پیچیدهتر از این است، منتها در این دو الگو آن را خیلی ساده کردهاند. یک الگو این است که هوای منطقهی استوایی به واسطهی گرم بودن آن منطقه گرم میشود و هوای قطب را هم که سرد است، هوای سرد را هم یکی بحث نسیم ساحل به آن میگویند و یکی هم بحث نسیم کوهپایه و دره که در این مناطق در روز و شب هوای نزدیک ساحل و هوای دریا متفاوت هستند. مثلاً در روز هوای سطح زمین یا ساحل گرم و هوای دریا سرد است و این باعث چرخش اتمسفر میشود و در شب هم برعکس اتفاق میافتد. در کوهپایه و دره هم همین اتفاق میافتد و این باعث چرخش میشود. به‌هر حال ما منبع انرژی داریم که می‌توانیم از این منبع انرژی استفاده کنیم چون بحث دائمی بودن آن است و دائماً تکرار میشود، به‌عنوان انرژی تجدیدپذیر است؛ یعنی پایان‌پذیر نیست و قابل تکرار است.
بحث تاریخچه‌ی استفاده از توان باد را هم به‌صورت خیلی خلاصه اگر بخواهیم بگوییم به سه عصر تقسیم میشود: عصر قدیم و عصر میانه و به نوعی عصر قرن نوزدهم و بیستم. استفاده از توان باد سابقه‌ی طولانی‌ای دارد که در عهد عتیق حدود ۵۵۰۰ سال قبل از انرژی باد برای کشتی‌ها استفاده می‌کردند، کشتی‌های بادبانی استفاده می‌کردند. به‌صورت خیلی محدود هم ممکن بود از انرژی باد برای آبیاری استفاده کنند. در عصر میانه که حدود قرن هشتم- نهم میلادی است شروع به استفاده از انرژی مکانیکی باد کردند؛ از جمله در ایران تقریباً اولین آسیابهای بادی در سیستان عملی بود. همین‌طور که می‌دانید در سیستان طوفان‌های خیلی شدیدی می‌آید و ممکن است باعث خسارت شود. در قدیم هم از همین انرژی استفاده کردند و از آسیابهای بادی برای آسیاب کردن، آبیاری، پمپ کردن استفاده کردند. آسیابهای بادی‌ای که در قدیم در ایران بوده یک نمونه‌ی آن از نوع درگ بوده‌اند، محورشان محور عمودی بودند. به واسطهی اینکه بتوانند از این انرژی استفاده کنند با توجه به اینکه نیروی درگ اگر تمام پره توربین در معرض باد قرار بگیرد باعث میشود که انرژی بخش دیگر آن، از چرخش ممانعت ایجاد شود؛ یعنی باعث شود که نچرخد. به‌خاطر همین تقریباً نیمی از این پره‌ها را می‌پوشاندند و نیمی از این پره‌ها در معرض باد قرار می‌گرفتند تا انرژی باد باعث چرخش این پره‌ها شود، این پره‌ها هم بیشتر از نوع بادبانی بودند، از نوع پارچه‌ای بودند که استفاده می‌کردند. البته راندمان این نوع توربین‌ها پایین است منتها در واقع ساده‌ترین نوع توربین هستند.
در قرن نوزدهم شروع کردند از انرژی باد، انرژی الکتریکی تولید کنند. در این زمینه هم کشور دانمارک کشور پیشرو بوده، هر چند در آن طرح موزه هم باز اکثراً از این نوع توربین‌ها برای کارهایی مثل آبیاری و پمپ کردن آب استفاده می‌کردند ولی در قرن نوزدهم به‌صورت خیلی محدودی شروع به تولید الکتریکی از این انرژی کردند، که یک نمونه از این توربین‌ها طول آن حدود ۱۰ متر بوده است. این نوع توربین‌ها شروع استفاده از انرژی باد برای تولید الکتریسیته بوده که در قرن بیستم به اوج رسیده است. از این توربین‌ها برای تولید الکتریسیته استفاده کردند. قرن نوزدهم به دو بخش ۱۹۰۰ تا ۱۹۷۳ تقسیم میشود. ۱۹۰۰ تا ۱۹۷۳ و ۱۹۷۳ به بعد که در ۱۹۰۰ تا ۱۹۷۳ استفاده‌ی بیشتری از انرژی باد برای تولید الکتریسیته کردند و از ۱۹۷۳ که دیگر بحران انرژی نفت شروع شده و اهمیت انرژی آن موقع خیلی بیشتر خودش را نشان داده است، آن زمان هم مخصوصاً در کشورهای غربی، کشورهایی مثل دانمارک تمرکز روی انرژیهای تجدیدپذیر از جمله انرژی باد کردند.
در این بازه‌ی زمانی توربین‌های باد خیلی توسعه پیدا کردند و در نهایت نوع مدرن جدیدشان نزدیک ۲۰۰۰ استارت خورده شد و نوع مدرنشان به‌صورت توربین‌های سه پره‌ای هستند که خیلی از نمونه‌هایی که در حال حاضر می‌بینید از این نوع هستند، سه پره‌ای و از نوع محور افقی. توربین‌های باد به دو دسته‌ی محور افقی و محور عمودی تقسیم می‌شوند که منظور محور افقی یعنی محور چرخشان به‌صورت افقی است و محور عمودی هم یعنی محور چرخشان به‌صورت عمودی است که در حال حاضر محور افقی نوع معمول و تجاری شده است. بحث ظرفیت تولید انرژیهای باد در کشورهای جهان اسلام منابعی که بوده تا ۲۰۱۷ بود، با توجه به اینکه برای کشورهای مختلف بود برای مقایسه کردن من تا ۲۰۱۷ مخصوصاً برای ایران را تا ۲۰۱۷ آوردم که در این نمودار ظرفیت تولید بر حسب مگاوات برای مجموع کشورهای اسلامی را نشان می‌دهد از ۲۰۱۸ تا ۲۰۱۷ که مقایسه‌ای کردیم بین تولید در جهان و جهان اسلام که نمودارهای آبی تولید در کشورهای جهان اسلام است و همین‌طوری که در نمودار مشخص است مقدار تولید آن نسبت به تولید در جهان خیلی کمتر است؛ به‌خاطر همین مقادیر آن را در این جدول آوردم که عدد آن را بتوانید ببینید.
در سال ۲۰۱۸ مجموع تولیدات در کشورهای جهان اسلام ۹۶۷ مگاوات بوده که در مقایسه با تولید در دنیا ۱۱۵۳۶۴ مگاوات حدود ۸۴/۰ درصد کل جهان بوده که مقدار خیلی کمی است؛ منتها چیزی که هست به مرور زمان درصد، یعنی سهم تولید کشورهای جهان اسلام در کل جهان به مرور از ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۷ افزایش پیدا کرده یعنی از حدود ۸۴/۰ درصد به تقریباً حدود ۲/۰ درصد رسیده که این پیشرفت می‌تواند امیدبخش باشد ولی باز هم هنوز مقدار خیلی کمی یعنی ۲۰۱۷ حدود دو درصد کل تولید انرژی باد در دنیا در کشورهای جهان اسلام بوده؛ شاید یکی از دلایل آن بحث عمده‌ی کشورهای جهان اسلام منابع انرژی فسیلی دارند و تمایل کمتری به تولید انرژیهای تجدیدپذیر دارند.
در این نمودار هم بحث نرخ رشد در کشورهای جهان اسلام را با نرخ رشد در جهان مقایسه کردیم که همان‌طوری که می‌بینید غیر از ۲۰۱۱ در تمام سال‌ها، ۲۰۰۹، ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۷ نرخ رشد در کشورهای جهان اسلام بیش از نرخ رشد در کل جهان بوده که این می‌تواند امیدبخش باشد، امیدوار کننده باشد؛ چون یکی از مسائل بحث نرخ رشد است که نشان می‌دهد چقدر اهمیت دارد.
در نمودار ۱۰ کشور top یا همان ۱۰ کشور اولی‌ای که بیشترین ظرفیت تولید انرژی باد را دارند در این نمودار نشان داده که در این جدول پایین اعداد را نشان دادیم که همان‌طوری که از نمودار مشخص است کشور ترکیه با تولید ۶۵۱۶ مگاوات ظرفیت تولید هستند، خیلی بیشتر از کشورهای دیگر تولید می‌کند. کشور ترکیه بیش از حتی مجموع دیگر کشورها تولید می‌کند. در این زمینه خیلی پیشرو است، شاید یکی از دلایل آن هم بحث این است که سوخت‌های فسیلی در این کشور کم هستند و به نوعی وابسته به انرژی، از این بابت انرژیهای تجدیدپذیر را گسترش می‌دهد. نکته‌ی دیگری که هست کشورهای با ظرفیت بالا در کشورهای جهان سوم اکثراً کشورهایی هستند که منابع نفت و گاز آنها کم است. در ترکیه، مراکش، پاکستان، مصر، تونس، اردن و ایران، تقریباً از بین این کشورها ایران است که هم منابع نفت دارد، گاز دارد و در این زمینه هم تا ۲۰۱۷، ۱۹۱ مگاوات برق تولید کرده است (البته ظرفیت تولید آن بوده است) که تا سال ۲۰۱۷- ۲۰۱۸ هم حدود ۲۵۰ مگاوات شده است.
نکته‌ی دیگر نرخ رشد این کشورها است. من سه تا کشور اولی و کشور ایران را آوردم و در سال‌های مختلف از ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۷ را آوردم که کشور ترکیه اولین کشوری است در ۲۰۰۸، ۳۶۴ مگاوات ظرفیت تولید انرژی بادی داشته تا ۲۰۱۷ که شده تقریباً ۶۵۱۶ مگاوات و رشد قابل توجهی داشته است. کشور مراکش با اینکه کشور آفریقایی است با توجه به اینکه از نظر منابع انرژی مثل بقیه‌ی کشورهای جهان اسلام نیست در این نوع انرژی پیشرفت خوبی داشته است، ۲۰۱۸، ۱۱۴ مگاوات ظرفیت تولید داشته است، تا ۲۰۱۷ به ۱۰۱۷ مگاوات رسانده که این هم باز قابل توجه است، در این چند سال حدوداً ۱۰ برابر شده است. پاکستان هم از ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۷ از ۶ به ۷۹۲ مگاوات ظرفیت تولیدش را رسانده که بین کشورهای جهان اسلام بیشترین رشد را داشته است، اینکه در چند سال متوالی ممکن است ظرفیت تولید ثابت باشد و یک‌دفعه در یک سال افزایش پیدا کند به خاطر نیروگاه‌هایی است که احداث می‌کنند و ممکن است در یک سال چند نیروگاه به بهره‌برداری برسد و یک‌دفعه ظرفیت تولید انرژی افزایش پیدا کند. کشور مصر هم یکی از کشورهای اسلامی است که در این زمینه پیشرو است؛ در سال ۲۰۰۸، ۳۹۰ مگاوات ظرفیت تولید داشته تا ۲۰۱۷ که تقریباً ۷۵۰ مگاوات شده است که این هم رشد قابل توجهی داشته، حدوداً این رشد کمی کمتر از دو برابر بود. کشور ایران هم ظرفیت تولیدش از ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۷ از ۶۳ مگاوات به ۱۹۱ مگاوات رسیده که ۲۰۱۸ حدود ۲۵۰ مگاوات شده است. نرخ رشد آن خوب است ولی میزان تولید آن هنوز با توجه به پتانسیل زیادی که کشور ما دارد خیلی کم است و جای پیشرفت دارد.
نکته‌ای که در زمینه‌ی انرژیهای تجدیدپذیر باید گفت، مخصوصاً در خصوص سیاست‌های کشور خودمان، این است که بحث انرژیهای تجدیدپذیر در حال حاضر بحث صرفاً اقتصادی نیستند مخصوصاً برای کشوری مثل کشور ما که منابع انرژی، نفت و گاز دارد؛ یعنی در مجموع نفت و گاز اولین کشور دنیا است، البته در منابع گاز دوم است و نفت حدود چهارم است ولی مجموعشان اول است.
از نظر اقتصادی انرژیهای تجدیدپذیر قابل رقابت با انرژیهای فسیلی نیستند ولی نکته‌ای که مهم است بحث آینده‌ی انرژی است. آینده‌ی انرژی هم نه پنجاه، شصت یا صد سال دیگر، ممکن است ۳۰ -۲۰ سال دیگر بحث اینکه انرژیهای تجدیدپذیر انرژیهای فسیلی رو به پایان هستند و حداقل ۲۰-۳۰ سال دیگر قیمت آنها ممکن است افزایش پیدا کند. آن زمان است که نیاز به انرژیهای تجدیدپذیر داریم. بنابراین چیزی که در این مقطع زمانی اهمیت دارد یعنی از نظر سیاست‌گذاری انرژی، بحث تکنولوژی انرژیهای تجدیدپذیر است که به دو صورت اتفاق میافتد، یا تحقیق و پژوهش که باید در این زمینه تمرکز کنیم یا بحث انتقال تکنولوژی که سیاست‌گذاران باید در این زمینه توجه زیادی بکنند و جدا از مسائل اقتصادی از موضوع انرژی و انرژیهای تجدیدپذیر حمایت کنند.
