نوآوری انرژی، کلید کاهش آلایندهها
قدرت طاهری– نقش انرژیهای تجدیدپذیر در کاهش آلودگی هوا در شهرها باتوجه به شتاب شهرنشینی و وخامت کیفیت هوا به یک حوزه تمرکز حیاتی تبدیل شده است. منابع انرژی تجدیدپذیر(مانند خورشیدی، بادی، برق آبی، زمینگرمایی و زیستتوده) جایگزینهای مناسبی برای سوختهای فسیلی ارائه میدهند که سهم قابلتوجهی در آلودگی هوای شهری دارند.
با انتقال به این منابع انرژی پاکتر شهرها میتوانند انتشار آلایندههای مضر را کاهش داده، سلامت عمومی را بهبود و اثرات نامطلوب تغییرات آبوهوایی را کاهش دهند و این موضوع بحثهای مربوط به پایداری شهری و سیاست بهداشت عمومی بهطور فزایندهای مرتبط میکند.
شایان ذکر است که اجرای فناوریهای انرژی تجدیدپذیر با کاهش قابل توجه آلایندههای هوا مانند ذرات معلق و دیاکسید نیتروژن مرتبط بوده که به دلیل تشدید بیماریهای تنفسی و قلبی عروقی از مهمتری عوامل بیماریهای مذکور هستند. بهعنوان مثال سرمایهگذاری در انرژیهای تجدیدپذیر نشان داده که پتانسیل کاهش قابل توجه انتشار کربن را دارند بهطوری که با انجام پروژهها در کلانشهرها پیشبینی میشود که انتشاراتی معادل حذف صدهاهزارخودرو از جادهها را حذف کنند. این انتقال نهتنها برای بهبود کیفیت هوای شهری بسیار مهم بوده بلکه مزایای اجتماعی-اقتصادی قابلتوجهی ازجمله کاهش هزینههای مراقبتهای بهداشتی و افزایش بهرهوری بهدلیل جمعیت سالمتر را نیز ارائه میدهند.
باوجود وعده انرژیهای تجدیدپذیر در مبارزه با آلودگی هوا چالشهای متعددی ازجمله موانع سیاسی و نظارتی، محدودیتهای اقتصادی و تصورات غلط عمومی در مورد فناوریهای تجدیدپذیر همچنان پابرجاست. نفوذ صنعت سوختهای فسیلی بر سیاست اغلب انتقال به انرژی پاکتر را پیچیده میکند درحالیکه هزینههای اولیه بالا و محدودیتهای زیرساختی موانع بیشتری را ایجاد میکنند. پرداختن به این مسائل از طریق سیاستهای نوآورانه، مشارکت جامعه و پیشرفتهای تکنولوژیکی برای بازکردن پتانسیل کامل انرژیهای تجدیدپذیر در محیطهای شهری ضروری است. درنتیجه ادغام انرژیهای تجدیدپذیر در شهرها یک رویکرد چندوجهی برای رسیدگی به آلودگی هوا ارائه میدهد که همچنان یک بحران مهم بهداشت عمومی است. با افزایش آگاهی از اثرات بهداشتی مرتبط با کیفیت پایین هوا حرکت به سمت منابع انرژی تجدیدپذیر نه تنها یک ضرورت زیستمحیطی بوده بلکه یک سرمایهگذاری حیاتی در رفاه جمعیتهای شهری نیز محسوب میشود. اجرای موثر و تعهد پایدار به این ابتکارات تجدیدپذیر میتواند راه را برای شهرهای پاکتر و سالمتر در آینده هموار کند.
انواع انرژیهای تجدیدپذیر
انرژی تجدیدپذیر شامل منابع مختلفی است که بهطور مداوم بازتولید میشوند و عامل بسیار مهمی در کاهش آلودگی هوا در محیطهای شهری هستند. انواع اصلی انرژیهای تجدیدپذیر شامل انرژی خورشیدی، بادی، برق آبی، زمینگرمایی و زیستتوده است.
منابع اصلی انرژی تجدیدپذیر انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی با استفاده از سلولهای فتوولتائیک یا سیستمهای حرارتی خورشیدی نور خورشید را مهار میکند. این انرژی بهطور گسترده برای تولید برق مسکونی و تجاری و همچنین برای کاربردهای گرمایشی استفاده میشود. این شکل از انرژی بهویژه در محیطهای شهری بهدلیل دردسترسبودن پشتبامها برای نصب پنلهای خورشیدی برای کاهش اتکا به سوختهای فسیلی سودمند است.
انرژی بادی
انرژی بادی از طریق تبدیل جریانهای باد به برق از طریق توربینها تولید میشود. مزارع بادی خشکی و دریایی میتوانند بهطور قابلتوجهی به تامین انرژی در شهرها کمک کنند بهویژه در مناطقی که الگوهای بادی ثابت دارند.
گسترش انرژی بادی به دلیل پتانسیل آن برای کاهش قابل توجه انتشار گازهای گلخانهای مورد توجه قرار گرفته است.
انرژی برق آبی
انرژی برق آبی از آب جاری برای تولید برق استفاده میکند. این یکی از قدیمیترین و تثبیتشدهترین اشکال انرژی تجدیدپذیر است. درحالیکه نیروگاههای بزرگ برق آبی رایج هستند راه حلهای نوآورانه در مقیاس کوچک مانند سیستمهای میکرو هیدرو برای محیطهای شهری درحال توسعه هستند. این سیستمها میتوانند انرژی را از سیستمهای توزیع آب و تصفیهخانههای فاضلاب بازیابی کرده و به تلاشهای کاهش آلودگی کمک بیشتر کنند.
انرژی زمینگرمایی
انرژی زمینگرمایی به گرمای داخلی زمین متصل میشود تا برق تولید و گرمایش مستقیم را فراهم کند. این منبع انرژی تجدیدپذیر میتواند بهویژه درمناطقی با فعالیت زمینگرمایی موثر باشد و یکمنبع انرژی پایدار با حداقل انتشار(گازهای مخرب) ارائه داده و به کیفیت هوای پاکتر شهری کمک میکند.
انرژی زیستتوده
انرژی زیستتوده از مواد آلی مانند ضایعات گیاهی و حیوانی تولید میشود. میتوان آن را به سوختهای زیستی تبدیل یا بهطور مستقیم برای تولید انرژی استفاده کرد. مطالعات نشان دادند که افزایش مصرف انرژی زیستتوده میتواند بهطور قابلتوجهی انتشار کربن را کاهش داده و نقش آن را در استراتژیهای انرژی پایدار شهری برجسته کند. انرژی زیستتوده همچنین با کاهش سطح آلایندههای مضر با بهبود کیفیت هوا مرتبط میباشد.
منابع انرژی تجدیدپذیر اضافی
علاوهبر انواع اصلی ذکرشده در بالا منابع دیگری مانند انرژی جزر و مدی و موجی بهعنوان گزینههای مناسب برای تولید انرژی شهری درحال ظهور هستند. این فناوریها از نیروهای اقیانوسی برای تولید انرژی پاک استفاده کرده و بیشتر به ابتکارات پایداری شهری کمک میکنند. ازطریق تنوعبخشیدن به منابع انرژی تجدیدپذیر شهرها میتوانند بهطور موثر وابستگی خود به سوختهای فسیلی و سطح آلودگی هوا را کاهش دهند و محیطی سالمتر برای ساکنان خود بهوجود آورند.
منابع آلودگی هوا در شهرها
آلودگی هوای شهری یک مساله حیاتی است که بر بهداشت عمومی، محیط زیست و تغییرات آب و هوایی تاثیر میگذارد. با ادامه رشد و صنعتیشدن شهرها منابع آلودگی هوا بهطور فزایندهای پیچیده و رایج میشوند.
عوامل اصلی آلودگی هوای شهری انتشارات حملونقل
حملونقل یک منبع قابل توجه آلودگی هوای شهری عمدتا بهدلیل انتشار گازهای خروجی وسایل نقلیه است. این انتشارات آلایندههای مضر مانند اکسیدهای نیتروژن (NOx) و ذرات معلق (PM) را آزاد میکنند که برای کیفیت هوا و سلامت عمومی مضر هستند. وسایل نقلیه معمولی با موتور احتراق داخلی (ICE) گازهای گلخانهای (GHG) و سایر اشکال آلودگی را تولید میکنند درحالیکه هدف از حرکت بهسمت وسایل نقلیه الکتریکی (EV) کاهش این انتشارات با حذف آلایندههای خروجی است.
فعالیتهای صنعتی و تجاری
صنایعی که داخل یا نزدیک مناطق شهری قرار دارند بهطور قابلتوجهی به آلودگی هوا کمک میکنند. کارخانهها و فرآیندهای صنعتی انواع مختلفی از آلایندهها ازجمله ترکیبات آلی فرار (VOCs) و اکسیدهای گوگرد (SOx) را منتشر میکنند که میتوانند کیفیت هوا را بهطور قابلتوجهی کاهش دهند. علاوه بر این پختوپز تجاری و سایر فعالیتهای صنعتی باعث تولید انتشاراتی میشوند که به بار آلودگی شهری اضافه میکنند.
فعالیتهای ساختمانی
مکانهای ساختمانی منبع دیگری از آلودگی هوا هستند؛ جایی که گردوغبار و انتشار گازهای خروجی ماشینآلات به سطوح کلی آلودگی در شهرها کمک میکنند. اختلالات ناشی از ساختوساز میتواند منجر به افزایش ذرات معلق در هوا شود که خطراتی برای سلامتی ساکنان مجاور ایجاد میکند.
استفاده از سوخت خانگی
در بسیاری از مناطق شهری سوزاندن سوختهای فسیلی برای گرمایش و پختوپز نیز در آلودگی هوا نقش دارد.
این شامل استفاده از گاز طبیعی، نفت و سوختهای جامد مانند زغال سنگ و چوب است که آلایندهها را مستقیما در جو آزاد کرده و کیفیت هوا را بیشتر خراب میکنند.
شهرنشینی و تقاضای انرژی
سرعت بالای شهرنشینی منجر به افزایش تراکم جمعیت میشود که به نوبه خود تقاضای انرژی برای حملونقل، گرمایش و برق را افزایش میدهد. این افزایش تقاضا منجر به احتراق بیشتر سوختهای فسیلی شده و درنتیجه مشکلات آلودگی هوا در شهرها تشدید میشود.
اثرات بهداشتی آلودگی هوای شهری
اثرات آلودگی هوا در مناطق شهری عمیق بوده بهطوری که درصد قابلتوجهی از جمعیت در معرض سطوحی از کیفیت هوا هستند که از دستورالعملهای سازمان بهداشت جهانی فراتر میرود.
در شهرهای کم درآمد خطرات بهداشتی بهویژه شدید بوده و منجر به بیماریهای تنفسی و سایر مشکلات سلامتی درمیان جمعیتهای آسیبپذیر میشود.
درواقع بیش از ۹۰درصد از مردم در سراسر جهان هوایی تنفس میکنند که بهطور بالقوه مضر در نظر گرفته شده و سالانه منجر به مرگ زودرس میلیونهانفر ناشی از بیماریهای مرتبط مانند سکته مغزی و بیماریهای قلبی میشود.
تاثیر انرژیهای تجدیدپذیر بر آلودگی هوا
منابع انرژی تجدیدپذیر با کاهش قابلتوجه وابستگی به سوختهای فسیلی نقش مهمی در بهبود کیفیت هوای شهری ایفا میکنند. انتقال به انرژی تجدیدپذیر با کاهش آلایندههای مضر هوا مانند ذرات معلق (PM2/5) و دی اکسید نیتروژن (NO2) مرتبط بوده که از عوامل اصلی بیماریهای تنفسی و قلبی عروقی هستند. آمار نشان میدهد که اتخاذ انرژی تجدیدپذیر میتواند منجر به کاهش قابلتوجهی در انتشار گازهای گلخانهای شود که باعث هوای پاکتر و بهبود وضعیت بهداشت عمومی خواهد شد.
کاهش آلایندهها
حرکت بهسمت منابع انرژی تجدیدپذیر مانند خورشیدی و بادی اثربخشی خود را در کاهش انتشار گازهای گلخانهای و آلایندههای هوا نشان داده است. بهعنوان مثال پیشبینی میشود که سرمایهگذاری سال۲۰۲۳ در انرژی تجدیدپذیر در نیویورک انتشار کربن را ۶/۱میلیونتن متریک کاهش دهد که معادل حذف تقریبا ۳۴۰هزارخودرو از جادههاست. این کاهش بسیار مهم بوده زیرا خطرات بهداشتی مرتبط با آلودگی هوا ازجمله التهاب مزمن، کاهش عملکرد ریه و افزایش بروز آسم در کودکان را کاهش میدهد.
مزایای سلامتی
مزایای سلامتی ناشی از بهبود کیفیت هوا بهدلیل استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر عمیق است. آلودگی هوا بهویژه ناشی از NO2 و PM2/5 با مسائل مختلف بهداشتی مانند آسم، سرطان ریه و بیماریهای قلبی عروقی مرتبط است. کاهش این آلایندهها از طریق استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر میتواند منجر به کاهش بستریشدن در بیمارستان، هزینههای مراقبتهای بهداشتی و افزایش بهرهوری شود و مزایای اجتماعی، اقتصادی هوای پاکتر را برجسته میکند.
رویکردهای خلاقانه و پیامدهای سیاستی
برای بهبود بیشتر کیفیت هوا استراتژیها و سیاستهای نوآورانه همراه با استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر مورد نیاز است. این رویکردها باید
بر اساس دادههای شبکههای پایش کیفیت هوا برای ارزیابی اثربخشی آنها باشد. سیاستگذاران تشویق میشوند تا شیوههای موفق اجرا شده در کشورهای پیشرو را بررسی و بر تحقیق و توسعه در انرژیهای تجدیدپذیر برای دستیابی به کاهش قابل توجه آلودگی هوا تمرکز کنند .
چارچوب سیاست و مقررات
کاهش موثر آلودگی هوا در مناطق شهری از طریق منابع انرژی تجدیدپذیر بهطور قابلتوجهی تحت تاثیر یک چارچوب سیاست و مقررات جامع است. ذینفعان مختلف ازجمله تنظیمکنندهها، سیاستگذاران، ارائهدهندگان خدمات انرژی و موسسات مالی نقشهای بههمپیوستهای در شکلدهی این چارچوب ایفا میکنند که هدف آن ترویج تولید انرژی پاکتر و اجرای شیوههای پایدار است .
ابتکارات سازمان بهداشت جهانی
سازمان بهداشت جهانی (WHO) با اذعان به نیاز فوری به رسیدگی به اثرات بهداشتی آلودگی هوا قطعنامه A68/8 را در مجمع جهانی بهداشت در سال۲۰۱۵ تصویب کرد. این ابتکار بر نیاز به اقدامات هماهنگ بین کشورهای عضو سازمان بهداشت جهانی همراه با نقشه راهی برای اقدام که در سال بعد ایجاد شد، تاکید دارد. سازمان جهانی بهداشت از کشورها با ارائه سیاستهای مبتنی بر شواهد و ایجاد ظرفیت نهادی حمایت میکند و هدف آن استفاده از استدلالهای بهداشتی برای بسیج بخشهای مختلف برای مبارزه با آلودگی هواست.
چشمانداز آینده
آینده انرژیهای تجدیدپذیر در کاهش آلودگی هوا در مناطق شهری مشروط به حمایت مستمر سیاستها و مشارکت جامعه امیدوارکننده بهنظر میرسد. از آنجا که شهرها با چالشهای تغییرات آب و هوایی و کاهش کیفیت هوا روبهرو شدند گذار به منابع انرژی تجدیدپذیر بهطور فزایندهای ضروری تلقی میشود. مطالعات نشان میدهد که دستیابی به انرژی با عدم تولید CO2 تا اواسط قرن کنونی برای بسیاری از مناطق ازجمله اروپا ضروری بوده و انتظار میرود ساختارهای حکمرانی محلی را برای ارتقای بیشتر چارچوبهای انرژی تجدیدپذیر خود مهیا کند.
همسویی سیاستها و مشارکت جامعه
جنبه مهم این گذار همسویی آییننامههای منطقهبندی با اهداف پایداری خواهد بود زیرا این مقررات بهطور قابلتوجهی بر پذیرش پروژههای انرژی تجدیدپذیر در سطح جامعه تاثیر میگذارد.
تحقیقات بر نیاز به اقدامات هماهنگ برای مشارکت موثر جوامع محلی و رسیدگی به مخالفت با توسعه انرژیهای تجدیدپذیر تاکید دارد. بینشهای حاصل از شیوههای مشارکت جامعه بهویژه در زمینه انرژی تجدیدپذیر در مقیاس تاسیسات نشان میدهد که دیدگاههای توسعهدهندگان درمورد مشارکت میتواند بهطور قابلتوجهی بر پذیرش و موفقیت پروژه تاثیر بگذارد.
نوآوریهای فناوری و تحقیق
تحقیق و توسعه مستمر برای بهبود راهکارهای ذخیره انرژی و افزایش کارایی سیستمهای انرژی تجدیدپذیر ضروری است. رویکردهای نوآورانه برای ذخیره انرژی ازجمله تاسیسات بزرگ و اشکال جدید حاملهای انرژی مانند هیدروژن درحالحاضر برای به حداکثر رساندن پتانسیل منابع تجدیدپذیر و کاهش محدودیتهای ذاتی میکرو تاسیسات مورد بررسی قرار میگیرند و پیشرفتهای فناوری نقش مهمی در تسهیلگذار دارند.
مزایای زیستمحیطی و ملاحظات اقتصادی
تحلیلهای تجربی نشان میدهد که افزایش استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر میتواند منجر به کاهش قابل توجه شاخصهای آلودگی شود و درنهایت به بهبود کیفیت هوا و سلامت عمومی کمک کند. پیامدهای اقتصادی اینگذار را نمیتوان نادیده گرفت زیرا تولید انرژی پایدار فرصتهایی را برای ایجاد شغل و رشد اقتصادی ارائه میدهد؛ بهویژه در چارچوب جوامع محلی که نقش فعالی در تولید انرژی به عهده دارند .
چالشها و نیازهای تحقیقاتی
باوجود چشمانداز مثبت موانع متعددی باید برطرف شود تا از ادغام موفقیتآمیز انرژیهای تجدیدپذیر در محیطهای شهری اطمینان حاصل شود. درک عوامل اجتماعی-اقتصادی موثر بر پذیرش ابتکارات تجدیدپذیر در جامعه برای غلبه بر مقاومت و ترویج پذیرش گستردهتر ضروری خواهد بود. تحقیقات آینده باید بر ارزیابی اثرات تغییرات سیاست در سطوح مختلف حکمرانی و ارزیابی رابطه بین ویژگیهای جوامع وگذار انرژی متمرکز شود.
حکمرانی چند سطحی
یکرویکرد حکمرانی چند سطحی در تسهیلگذار انرژی محلی ضروری است. اجرای موفقیتآمیز سیاستها وابسته به اقدامات مقامات محلی بوده که باید مقررات کشوری را بپذیرند. این پذیرش امکان توسعه سیاستهای حمایتی برای برنامهریزی کاربری اراضی و اقدامات بهرهوری انرژی را فراهم کرده و بهطور موثری به اهداف انرژیهای تجدیدپذیر کمک میکند. طرحهای توسعه استانی مانند طرحهای جامع و اقدام اقلیمی اهداف و اقدامات خاصی را ترسیم میکنند که رشد جامعه را افزایش و در عین حال شیوههای پایدار را رواج میدهند.
چالشها و موانع
گذار به انرژیهای تجدیدپذیر در مناطق شهری با چالشها و موانع متعددی روبهرو بوده که باید برای تسهیل اجرای موثر مورد توجه قرار گیرند. این موانع را میتوان به چندحوزه کلیدی محدودیتهای فضایی، عوامل اقتصادی، موانع سیاسی و نظارتی، پذیرش اجتماعی و مسائل فنی یکپارچهسازی دستهبندی کرد:
محدودیتهای فضایی
محیطهای شهری اغلب از فضای محدود موجود رنج میبرند که چالش قابلتوجهی برای تاسیسات انرژی تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ ایجاد میکند. برخلاف مناطق روستایی یعنی جاییکه زمینهای وسیع را میتوان به نیروگاههای خورشیدی یا مزارع بادی اختصاص داد شهرها با ساختمانها و زیرساختهای متراکم مشخص میشوند و استقرار سیستمهای انرژی تجدیدپذیر کافی برای تامین تقاضای محلی را دشوار میکند.
عوامل اقتصادی
هزینههای اولیه بالای مرتبط با پروژههای انرژی تجدیدپذیر مانع قابلتوجهی برای پذیرش آنهاست. باوجود کاهش هزینههای فناوریهایی مانند پنلهای خورشیدی و توربینهای بادی سرمایهگذاریهای اولیه قابل توجه مورد نیاز بهویژه در مناطق درحالتوسعه با منابع مالی محدود میتواند مانع از گرایش سرمایهگذاری در این زمینه بشود. علاوهبراین وجود یارانههای سوخت فسیلی بازارهای انرژی را غیر واقعی ساخته و منابع تجدیدپذیر را کمتر رقابتی میکند. بهگفته صندوق بینالمللی پول، یارانههای جهانی سوخت فسیلی در سال۲۰۱۷ تقریبا به ۲/۵تریلیوندلار رسید که بهطور قابلتوجهی مانع از رشد ابتکارات انرژی تجدیدپذیر میشود.
موانع سیاسی و نظارتی
چارچوبهای سیاستی و نظارتی نقش مهمی در استقرار انرژیهای تجدیدپذیر ایفا میکنند. در بسیاری از موارد مقررات قدیمی یا بیشازحد محدودکننده میتواند مانع از توسعه پروژه های تجدید پذیر شوند. فرآیندهای پیچیده صدور مجوز و محدودیتهای منطقهبندی تلاشها برای ایجاد تاسیسات جدید انرژی تجدیدپذیر را پیچیده میکند. ناهماهنگی اختیارات، برنامهریزی و صدور مجوز در حوزههای استانی و کشوری این مسائل را بیشتر تشدید کرده و منجر به تاخیر در اجرای پروژهها میشوند. برای غلبه بر بازار انرژیهای سنتی و ترویج و بهکارگیری انرژیهای تجدیدپذیر به اراده سیاسی قوی و حمایت از دستاندرکاران انرژیهای تجدید بهویژه بخشخصوصی فعال در این زمینه نیاز است تا در زمینه انرژی تحولات قابل توجه و تغییرات مثبتی اتفاق بیافتد.
*پژوهشگر انرژیهای تجدیدپذیر
