برای تامین انرژی همه دنیا، چه مساحتی از زمین مورد نیاز است؟

اهمیت ندارد ما چگونه برق تولید می‌کنیم، تولید آن فضا را اشغال می‌کند. زغال سنگ نیازمند معادن، و نیروگاه‌هایی برای تبدیل آن به برق است. نیروی هسته‌ای نیازمند معادن اورانیوم، تسهیلات برای پالودن اورانیوم، یک راکتور و یک مکان برای ذخیره‌ی امن سوخت مصرف شده است. انرژی‌های تجدید پذیر نیازمند توربین‌های بادی یا پنل‌های خورشیدی است. پس چه مقدار فضا لازم است تا تمام دنیا را تامین نیرو کنیم ؟ پایداری منابع انرژی مختلف را کاوش کنید. [نوشته شده توسط الیزابت کوکس و جورج زایدان، کارگردانی شده…

اهمیت ندارد ما چگونه الکتریسیته تولید می‌کنیم، این کار فضا را اشغال می‌کند. الکتریسیته از زغال سنگ نیازمند معادن، و نیروگاه‌هایی برای سوزاندن و تبدیل گرما به الکتریسیته است. انرژی هسته‌ای معادن اورانیوم، تسهیلات برای پالودن اورانیوم، یک راکتور، و مکانی برای ذخیره‌ی امن سوخت مصرفی می‌خواهد. انرژی‌های تجدیدپذیر نیازمند توربین‌های بادی یا پنل‌های خورشیدی است.

مقدار فضا وابسته است به منبع انرژی. مثلا شما می‌خواهید یک لامپ ۱۰ واتی را با سوخت‌های فسیلی مانند زغال سنگ روشن کنید. سوخت‌های فسیلی می‌تواند تا ۲۰۰۰ وات بر هر متر مکعب تولید کنند، پس روشن کردن این لامپ فقط به فضایی به اندازه یک کارت بانکی نیاز دارد. با نیروی هسته‌ای، شما شاید فقط به مساحتی به اندازه کف دستانتان نیاز داشته باشید. با نیروی خورشیدی، شما حداقل به زمینی به اندازه ۰/۳ متر مکعب نیاز دارید – دو برابر اندازه یک سینی کافه‌تریا. نیروی بادی تقریبا به ۷ متر مکعب نیازمند است – تقریبا نصف اندازه‌ی یک جای پارک – تا یک لامپ را روشن کند.

وقتی که فضای مورد نیاز برای تامین شهرها، کشورها، و کل دنیا، رو در نظر بگیرید، اعداد سریعی زیاد می‌شوند. امروزه، دنیا ۳ تریلیون وات الکتریسیته استفاده می‌کند. برای تامین نیرو به کل دنیا فقط با سوخت‌های فسیلی، شما حداقل به ۱۲۰۰ کیلومتر مکعب فضا نیاز دارید – تقریبا به اندازه‌ی جزیره گرند باهاما. با نیروی هسته‌ای، شما در کمترین مقدار به تقریبا چهار برابر فضا نیازمند هستید – تقریبا ۴۰۰۰ کیلومتر مکعب، مقداری کوچکتر از مساحت دلاوِر. با نیروی خورشیدی، حداقل به ۹۵۰۰۰ کیلومتر مکعب نیاز دارید، تقریبا برابر با مساحت کره‌ی جنوبی. با نیروی بادی،شما به ۲ میلیون کیلومتر مکعب نیاز دارید – تقریبا برابر با اندازه مکزیک.

برای هر منبع نیرو، تنوعی وجود دارد در مقدار انرژی که در هر متر مکعب می‌تواند تولید کند، ولی این اعداد به ما یک دید کلی درباره‌ی فضای مورد نیاز می‌دهند. البته، ساخت زیرساخت در یک صحرا، یک جنگل بارانی، یک شهر، یا حتی در دریا چشم اندازهای کاملا متفاوتی هستند. و منابع انرژی فضایی که اشغال می‌کنند را به میزان متفاوتی به انحصار خود در می‌آورند. نیروی بادی را در نظر بگیرید. توربین‌های بادی باید از هم فاصله داشته باشند -گاهی نیم کیلومتر با هم فاصله دارند- تا آشفتگی یک توربین بهره‌وری دیگران را کم نکند. پس، بیشتر زمین مورد نیاز برای تولید نیروی بادی هنوز برای استفاده‌های دیگر در دسترس است.

ولی مقدار پایه فضا هنوز مهم است، چونکه شهرها و مناطق پرجمعیت دیگر درخواست الکتریسیته زیادی دارند، و فضای نزدیک آنها اغلب محدود است. زیرساخت برقی فعلی ما هنگامی بهترین عملکرد را دارد که الکتریسیته در مکان و زمان مورد نیاز تولید می‌شود، به جای ذخیره یا ارسال شدن در فواصل طولانی.

هنوز، نیاز‌های فضا تنها بخشی از مسئله هستند. در سال ۲۰۲۰، ۲/۳ الکتریسیته ما از سوخت‌های فسیلی به دست آورده می‌شود. هر سال تولید برق باعث تقریبا ۲۷٪ از بیش از ۵۰ میلیارد تن گازهای گلخانه‌ای است که ما به جو زمین اضافه می‌کنیم، که باعث تسریع تغییرات اقلیمی و تمام ضررهای آن می‌شود. پس با اینکه سوخت‌های فسیلی به کمترین فضای تکنولوژی‌های فعلی ما نیاز دارند، ما نمی‌توانیم به متکی بودن به آنها ادامه دهیم.

هزینه نیز بحث دیگری است. نیروگاه‌های هسته‌ای گازهای گلخانه‌ای منتشر نمی‌کنند و به فضای زیادی احتیاج ندارند، ولی آنها بسیار گرانتر از پنل‌های خورشیدی و توربین‌های بادی هستند، و ضایعاتی برای دفع دارند. انرژی‌های تجدید پذیر تقریبا هیچ هزینه‌ی نهایی ندارند – برخلاف نیروگاه‌های تامین شده توسط سوخت‌های فسیلی شما نیاز ندارید برای تولید الکتریسیته، به خرید سوخت ادامه دهید. ولی شما به باد و نور خورشید زیادی احتیاج دارید، که در بعضی از مناطق نسبت به مناطق دیگر بیشتر در دسترس هستند.

هیچ روش واحدی بهترین گزینه برای تامین انرژی تمام دنیا و در عین حال حذف انتشار گازهای گلخانه‌ای نخواهد بود. برای بعضی از اماکن، شاید نیروی هسته‌ای بهترین گزینه برای جایگزینی سوخت‌های فسیلی باشد. دیگران، به عنوان مثال ایالات متحده، دارای منابع طبیعی مورد نیاز برای تامین بیشتر یا تمام الکتریسیته خود از انرژی‌های تجدیدپذیر هستند. و در همه جا، ما باید تلاش کنیم تا منابع نیروی خود را بهتر کنیم: در مورد نیروی هسته‌ای امنتر کردن، و در مورد انرژی‌های تجدید پذیر آسانی ذخیره کردن و حمل و نقل.