آیا روزی مانند داستان‌های علمی تخیلی می‌توانیم از انرژی‌های جایگزین استفاده کنیم؟

منابع انرژی جایگزین یکی از موضوعات برگزیده همیشگی در ادبیات علمی تخیلی است. شاید معروف‌ترین رمانی که با این موضوع نوشته شده رمان «خود خدایان» (۱۹۷۲) اثر آیزاک آسیموف باشد که در آن دانشمندان برای به دست آوردن توان مورد نیاز شبکه برق مصرفی هم در کیهان ما و هم در یک کیهان موازی (به نام کیهان پارا) از طریق تبادل ماده میان این دو کیهان انرژی تولید می‌کنند. ببینید آسیموف چگونه این فناوری را توصیف می‌کند.

فیزیک کیهان پارا و پلوتونیوم ۱۸۶ در نگاه آسیموف

برهم‌کنش هسته‌ای قوی که قوی‌ترین نیروی شناخته شده در کیهان ما به شمار می‌رود در کیهان پارا حتی از این هم قوی‌تر است؛ چه بسا یکصد بار قوی‌تر باشد. این بدان معنی است که پروتون‌ها راحت‌تر در برابر جاذبه الکترواستاتیکی خودشان چسبیده به یکدیگر باقی می‌مانند و اینکه هسته نیازمند نوترون‌های کمتری برای برقراری پایداری است. پلوتونیوم ۱۸۶ که در کیهان آن‌ها پایدار است، نسبت به کیهان ما که برهم‌کنش هسته‌ای در آن کارایی کمتری دارد، محتوی پروتون‌های خیلی بیشتر یا نوترون‌های خیلی کمتری است.

فکت نایاب: آیزاک آسیموف، که خود دکترای بیوشیمی داشت، در این رمان از مفاهیم واقعی فیزیک ذرات استفاده کرد تا نشان دهد چگونه تغییر در ثابت‌های فیزیکی می‌تواند منبعی لایتناهی از انرژی ایجاد کند.

پلوتونیوم ۱۸۶ یک‌بار دیگر در کیهان ما، شروع به گسیل پوزیترون کرده و در جریان این تابش انرژی آزاد می‌سازد، ضمن آنکه با هر پوزیترون تابیده شده، یک پروتون درون هسته به یک نوترون تبدیل می‌شود. سرانجام، بیست پروتون به ازای هسته به نوترون تبدیل شده و پلوتونیوم ۱۸۶ به تنگستن ۱۸۶ تبدیل می‌شود که براساس قوانین کیهان ما پایدار است.

در این فرایند، بیست پروتون به ازای هسته‌ها حذف شده‌اند. این‌ها با بیست الکترون روبه‌رو شده، با آن‌ها ترکیب شده و نابود می‌شوند و در نتیجه انرژی بیشتری تولید می‌کنند، به‌طوری که به ازای هر هسته پلوتونیوم ۱۸۶ که به سمت ما فرستاده می‌شود، کیهان ما در نهایت بیست الکترون کمتر دارد.

وضعیت فعلی منابع انرژی تجدیدپذیر روی زمین

تا اینجا، اصلاً مثل این نیست که می‌خواهیم مسئله کمبود جهانی انرژی را با کمک فرازمینی‌ها حل کنیم، چه رسد به کیهان‌های موازی. اما منابع انرژی جایگزین – باد، آب، خورشید و گرمای زمین – روی زمین چه می‌شوند؟

راجر کنراد، تحلیلگر انرژی و ویراستار Utility Forecaster، خبرنامه کاربردی صنعت، پیش‌بینی می‌کند که تا سال ۲۰۱۰، یک سوم انرژی ما از راه سوزاندن زغال‌سنگ، نیمی از راه گاز طبیعی و یک دهم از انرژی هسته‌ای تولید خواهد شد. تنها یک درصد توان شبکه مصرفی از راه سوزاندن نفت و پنج درصد به صورت نیروی هیدروالکتریکی و بقیه از راه منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد یا زمین‌گرمایی تولید خواهد شد.

تاریخچه و چالش‌های انرژی باد و چرخ‌های آبی

آسیاب‌های بادی بیش از ۱۳۰۰ سال است که مورد استفاده قرار می‌گیرند، نخست در سال ۷۰۰ پس از میلاد در سرزمین پارس به کار گرفته شده و سپس به‌وسیله فرانسوی‌ها در سال ۱۹۸۰ میلادی به اروپا معرفی شدند. مشکل آسیاب‌های بادی، مانند دیگر منابع انرژی جایگزین، این است که آن‌ها کاملاً به شرایط آب و هوایی وابسته‌اند: آسیاب‌های بادی هنگامی که باد نوزد هیچ انرژی تولید نمی‌کنند. از سوی دیگر، باد یک منبع انرژی تجدیدپذیر است. باد به‌وسیله گرمایش متغیر جو زمین توسط خورشید تولید می‌شود، بنابراین تا وقتی آفتاب می‌تابد و زمین جو دارد، باد هم خواهد بود.

چرخ‌های آبی که منبع انرژی قدیمی‌تری نسبت به آسیاب‌ها هستند، هیچ وابستگی به وضع آب و هوا ندارند، اما مقید به مکان‌هایی نزدیک جریان‌های تند آبی هستند. خوشبختانه، جایی روی زمین هست که آب همیشه با انرژی جنبشی غیرقابل محاسبه در آن جریان دارد: اقیانوس. اگر تا به حال برای شنا به اقیانوس رفته باشید و امواج آن شما را کوبیده یا دچار کشش جریان آب زیر دریا شده باشید، این نیرو را احساس کرده‌اید. امروزه مهندسان در چندین کشور در سراسر جهان در حال ساخت دستگاه‌هایی هستند که می‌توانند نیروی امواج، موج‌های مرده و جزر و مدهای اقیانوسی را به انرژی سودمند تبدیل کنند.

فناوری‌های مدرن مهار انرژی اقیانوس و امواج

یکی از این دستگاه‌ها به نام پمپ موجی Seadog از انرژی مکانیکی موج‌های مرده برای پمپ کردن آب دریا به توربین‌های هیدروالکتریکی مستقر در خشکی استفاده می‌کند. آب از میان توربین‌ها گذشته، تیغه‌ها را می‌چرخاند تا الکتریسیته تولید شود و سپس به دریا باز می‌گردد. اما توربین‌ها باید نزدیک ساحل باشند؛ نمی‌توانید پمپ موجی Seadog را در آریزونا برپا کنید. دستگاه دیگری که قرار است از امواج اقیانوس الکتریسیته درست کند شامل شناورهایی است که به ژنراتور وصل هستند. با عبور امواج، شناورها بالا و پایین رفته و جریانی از شاره هیدرولیک را به وجود می‌آورند. جریان شاره انرژی ژنراتور الکتریکی مهر و موم شده در محفظه ضد آب روی سطح اقیانوس را تأمین می‌کند. یک کابل الکتریسیته را از ژنراتور به ترانسفورماتوری که در ساحل نصب شده می‌رساند.

شناورها ۴.۵ متر قطر و ۱۲ متر درازا دارند. هر کدام می‌تواند بیش از پنجاه کیلووات برق تولید کند که برای روشن کردن پنجاه خانه کافی است. به‌طور طبیعی، مناطقی که بیشتر می‌توانند از این فناوری بهره‌مند شوند عبارتند از شهرهای کوچک و بزرگی که نزدیک اقیانوس هستند.

در سال ۲۰۰۳، یک سامانه مبتنی بر موج تولید برق، کار برق‌رسانی به خانه‌ها را در منطقه آرکتیک نروژ آغاز کرد. جریان‌های مدی در کانال دریای کوالسوند تیغه‌های ۱۰ متری توربینی را که به کف اقیانوس پیچ شده می‌گردانند. در مدت ۱۲ ساعت در هر روز وقتی مد بالا آمده و پایین می‌رود، این‌ها آب را با سرعت ۲.۴ متر در ثانیه به داخل کانال فرستاده و از آن خارج می‌کنند. سامانه توربینی کوالسوند حدود ۱۱ میلیون دلار هزینه در برداشته. این سامانه تقریباً هفتصد هزار کیلووات ساعت انرژی در سال تولید می‌کند که برای روشن کردن و گرما دادن به حدود سی خانه مناسب است.

رویاهای آرتور سی کلارک و انرژی گرمایی اقیانوس

آرتور سی کلارک تولید برق از اقیانوس را در داستان کوتاهش به نام «درخشندگان» به سال ۱۹۶۲ پیش‌بینی کرد. وی انرژی گرمایی را به جای جنبشی برای تبدیل به برق در رویا دید:

جاه‌طلبانه‌ترین تلاشی که تاکنون برای مهار کردن انرژی گرمایی دریا انجام شده … به حقیقت شگفت‌انگیزی وابسته است. حتی در مناطق گرمسیری استوایی نیز دریا در عمق ۱.۶ کیلومتری تقریباً در نقطه انجماد است. جایی که حرف میلیاردها تن آب است، این اختلاف دما نشان‌گر مقدار بسیار زیادی انرژی است ضمن آنکه چالش ظریفی پیش روی مهندسان کشورهایی قرار دارد که تشنه انرژی هستند.

بیش از یکصد سال است که می‌دانیم جریان‌های الکتریکی در بسیاری از مواد در صورتی جریان می‌یابند که یک انتها گرم و انتهای دیگر سرد شود و از دهه ۱۹۴۰ نیز مهندسان روسی روی استفاده عملی از این اثر «ترموالکتریکی» کار می‌کرده‌اند.

دستگاه نخستین آن‌ها چندان کارآمد نبود – اگر چه آن‌قدر خوب بود که بتواند انرژی هزاران رادیو را به‌وسیله لامپ‌های کروسن تأمین نماید. اما در سال ۱۹۷۴ آن‌ها به پیشرفت بزرگ و همچنان محرمانه‌ای دست یافتند. گرچه من عناصر نیرو را در انتهای سرد سامانه جای دادم، اما هرگز براستی آن‌ها را ندیدم؛ آن‌ها کاملاً در رنگ ضد خورنده‌ای پوشیده شده بودند. تنها می‌دانم آن‌ها شبکه بزرگی درست کردند مانند بسیاری از رادیاتورهای بخار مدل قدیمی که به هم پیچ می‌شدند.

نکته کنجکاوی‌برانگیز: تفاوت دمای اعماق اقیانوس و سطح آن پتانسیل تولید برقی معادل دو برابر کل مصرف فعلی بشر را دارد؛ به شرطی که بر چالش خوردگی تجهیزات توسط آب شور غلبه کنیم.

انرژی زمین‌گرمایی؛ از گرانیت‌های داغ تا فیلم ماتریس

مشکل پایستگی انرژی گرمایی این است که تنها در مناطقی کار می‌کند که گرمای کافی روی زمین بوده یا آبی که بتوان از آن برای تبدیل کارآمد به نیروی برق استفاده کرد، به اندازه کافی وجود داشته باشد. متأسفانه، تنها چند منطقه زمین فعالیت زمین‌گرمایی کافی دارد که بتوان از آن انرژی به عنوان منبع انرژی جایگزین استفاده کرد. استرالیا ذخایر انرژی زمین‌گرمایی بزرگی در گرانیت مدفون شده در ۹.۶ تا ۱۶ کیلومتری سطح زمین دارد. یک کیلومتر مربع از گرانیت داغ در دمای ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد دارای انرژی زمین‌گرمایی برابر چهل میلیون بشکه نفت است. ایسلند نیز میدان‌های زمین‌گرمایی غنی به همراه چندین رودخانه پرسرعت دارد که برای تولید نیروی هیدروالکتریکی (برق آبی) ایده آل هستند. در نتیجه، دو سوم انرژی ایسلند از منابع انرژی جایگزین (تجدیدپذیر) به ویژه آب و زمین‌گرمایی تولید می‌شود دستاورد بزرگی که با هیچ کشور دیگری قابل مقایسه نیست.

باد و دیگر منابع انرژی تجدیدپذیر یک پنجم برق دانمارک را تولید می‌کنند. از سویی پژوهشگران در تایلند در حال توسعه روشی برای تبدیل روغن خرما به ماده‌ای جایگزین برای سوخت دیزل هستند. نیروگاه‌های برق جدیدی برای سوزاندن براده‌های چوب، ساقه‌های ذرت و پوست خشک میوه‌ها به جای نفت، زغال‌سنگ یا گاز طبیعی طراحی می‌شوند.

در فیلم ماتریس، گروهی از انسان‌ها که برای آزادی در برابر رایانه‌ها می‌جنگند و زندگی زمینی را به شهری زیرزمینی به نام زایون که نزدیک مرکز زمین قرار دارد آورده‌اند، انرژی را از گرمای مواد مذابی که نزدیک آن‌ها جریان دارد به دست می‌آورند. انرژی زمین‌گرمایی برای به کار انداختن شهری با جمعیتی نزدیک به ۲۵۰ هزار نفر کفایت می‌کند.

انرژی خورشیدی؛ از فرزند خورشید تا سلول‌های فوتوولتایی

انرژی خورشیدی نیز نمونه‌ای عمومی میان نویسندگان علمی تخیلی و نیز آن‌هایی است که در پی یافتن منابع انرژی جدید هستند. جیمز گان در داستان «فرزند خورشید» به سال ۱۹۷۷ یک پروژه انرژی خورشیدی را چنین توصیف می‌کند:

جانسون گفت «همه با پروژه انرژی خورشیدی آشنا هستند. این پروژه سری نیست.» مهندس گفت، «فکر نکنم اینطور باشد.» او نگاهی به میز فلزی با نقش و نگارهای چوبی چاپ شده روی آن انداخت انگار در دلش آرزو می‌کرد کاش آن میز یک تخته رسم بود. «این یک پروژه تجربی است و ما نشان داده‌ایم که می‌دانیم می‌توانیم مقادیر زیادی انرژی از خورشید به دست بیاوریم.» جانسون پرسید «پس چرا پروژه هنوز در مرحله آزمایش است؟» مرد جوان در حالی‌که چانه‌اش را می‌مالید و ریش کم‌پشتش را با انگشت‌هایش می‌خاراند گفت «راستش مشکلی وجود دارد که آن را حل نکرده‌ایم.» مشکل نور خورشید؟ نه، انرژی را همیشه می‌توان با پمپ کردن آب، تجزیه آن به هیدروژن و اکسیژن، با باطری یا چرخ لنگر ذخیره کرد. مشکل ما با بخش اقتصادی آن است: سوزاندن زغال‌سنگ آسان‌تر است حتی اگر هزینه کنترل‌های زیست محیطی و آسیب را نیز به آن بیفزایید باز حدود یک پنجم ارزان‌تر است. از سویی انرژی هسته‌ای هزینه‌ای کمتر از آن دارد. اشکال دیگر انرژی خورشیدی این است که سلول‌های خورشیدی برای تبدیل مستقیم نور خورشید به برق، یا بازده کمتری دارند و یا بسیار گران تمام می‌شوند.»

با وجودی که زمین ۱۴۸ میلیون کیلومتر از خورشید دور است، اما نزدیک به هشتاد و پنج تریلیون کیلووات انرژی ثابت از خورشید دریافت می‌کنیم که برابر است با سوزاندن ۱۱۵۰ میلیارد تن زغال‌سنگ در سال. با این حال انرژی خورشیدی به روزهای آفتابی وابسته است، و مناطق زیادی در دنیا وجود دارند که آب و هوای کافی آفتابی برای استفاده از انرژی خورشیدی در شبکه برق یا به عنوان یک مکمل در اختیار دارند.

کارآمدترین سامانه‌های انرژی خورشیدی از نوعی بشقاب یا بازتابنده برای گیرش و متمرکز ساختن پرتوهای خورشیدی استفاده می‌کنند. آینه‌ها نور خورشید را روی لوله‌ای متمرکز می‌سازند که از مرکز یک ناودان می‌گذرد و روغن موجود در لوله را به این شکل گرم می‌کنند. گرمای روغن به آب منتقل شده و آن را برای تولید بخار به جوش می‌آورد. بخار برای تولید برق به کار گرفته می‌شود. روغن خنک شده به لوله بازگردانده می‌شود تا بتوان دوباره آن را با پرتوهای خورشیدی گرم کرد.

در یک سلول خورشیدی، فوتون‌ها به سیلیکون برخورد کرده و کاری می‌کنند تا الکترون‌های ماده به حرکت درآیند. این حرکت به توزیع نامتوازن الکترون‌ها در سیلیکون می‌انجامد. وقتی یک سیم بین دو سمت سلول وصل می‌شود الکترون‌ها از آنجا که تمرکز بیشتر است (قطب منفی) به آنجا که کمتر است (قطب مثبت) جریان پیدا می‌کنند و یک جریان الکتریکی به وجود می‌آورند. فرایند فوتوولتایی سیلیکون را خالی از الکترون نمی‌کند، از این‌رو سلول خورشیدی به‌طور نامحدود بدون آنکه مصرف و تمام شود جریان تولید می‌کند. هرچند سیلیکون یکی از عناصر فراوان است، اما تولید صنعتی سلول‌های فوتوولتایی گران است. این از آن روست که این سلول‌ها به سیلیکون فراخالصی نیاز دارند که باید آن را از راه فرایندی گران و هزینه‌بر به دست آورد.

یکی از دلایل کاربرد تجاری محدود انرژی خورشیدی هزینه آن است: ناکارآمدی‌های فرایند تبدیل انرژی خورشیدی، قیمت انرژی خورشیدی را بر پایه دلار به کیلووات بسیار گران‌تر از زغال‌سنگ، گاز طبیعی، نفت یا هسته‌ای می‌کند. اما هزینه فزاینده انرژی‌های معمول همراه با فناوری‌های خورشیدی کارآمدتر و جدیدتر به سرعت در حال تبدیل انرژی خورشید به رقیبی جایگزین از نظر هزینه برای سوخت‌های فسیلی و اتمی است.

همچنین سلول‌های خورشیدی کوچک شده و از نظر وزنی در حال سبک شدن هستند که این نیز خود ساخت مبدل‌های انرژی خورشیدی قابل حمل را شدنی می‌سازد. یک گروه پژوهشی در اتحادیه اروپا صفحات سبک انعطاف‌پذیر خورشیدی درست کرده که نازک‌تر از فیلم عکاسی هستند و می‌توان به آسانی آن‌ها را در هر ساختار و بافتی به کار گرفت. همچنین می‌شود آن‌ها را به صورت توپی‌های استوانه‌ای پارچه‌مانند تولید کرد که قابل بریدن و چسباندن روی پشت‌بام به عنوان منبع انرژی خورشیدی باشند.

بیوماس و تبدیل زباله به انرژی؛ راهکاری برای آینده

سوزاندن زباله – یا به عبارت سیاسی درست، بیوماس – منبع انرژی شدنی اما هنوز مشکل‌داری است. یکی از مشکلات آن بازدهی است: سوزاندن بیوماس به گونه‌ای که بخش زیادی از انرژی آن به توان قابل استفاده تبدیل شود. مشکل دوم آلودگی است: آزاد نشدن یا عدم تولید آلاینده‌ها هنگام سوزاندن بیوماس فناوری گازی کردن یکی از روش‌های تبدیل بیوماس به انرژی است. سامانه‌های گازی‌سازی از راه سوزاندن فرآورده‌های هرز با پایه کربن مانند زباله‌های زیستی، زباله‌های کشاورزی و فاضلاب شهری انرژی تولید می‌کنند. ماده ارگانیک موجود در زباله با بخار و اکسیژن در دما و فشار زیاد واکنش نشان می‌دهد که به‌طور شیمیایی آن را به گاز سنتزی تبدیل می‌کند. بیوماس به گونه‌ای خاکستر می‌شود که سوزاندن آن «گاز سنتزی» یا سینگاز تولید می‌کند. سینگاز دارای هیدروژن، مونوکسید کربن دی اکسید کربن و نیتروژن است. محتوای انرژی بالایی داشته و می‌توان آن را فشرده و برای استفاده‌های آینده مانند به راه انداختن موتور توربین ذخیره کرد. یا می‌توان آن را به‌طور کاتالیکتی برای تولید اتانول، گاز طبیعی یا آمونیاک بی‌آب تبدیل کرد. دماهای بسیار زیاد، مواد غیر ارگانیک موجود در زباله مانند فلزات و پلاستیک‌ها را خاکستر می‌کنند. این خاکستر بدون اثر شیمیایی بوده و دارای گستره‌ای از کاربردها در صنایع ساختمانی است.

پساب را نیز می‌توان به انرژی تبدیل کرد. در این فرایند، آب به درون یک پیل سوختی با الکترودهای گرافیتی و غشای کاتالیزوری از جنس کربن، پلاستیک و پلاتین پمپ می‌شود. میکروب‌های داخل پساب با شکستن قند، پروتئین‌ها و چربی‌ها به‌وسیله آنزیم‌های خود الکترون‌های آزاد تولید می‌کنند. در طول این فرایند، تا هفتاد و هشت درصد پسماند موجود در آب از آن خارج می‌شود. الکترون‌های آزاد در این بین ده تا پنجاه میلی‌وات به ازای متر مربع از سطح الکترود، توان تولید می‌کنند.

مزرعه صنوبر آبی که یک مزرعه لبنیات در ورمونت ایالات متحده است از سامانه بیوماس برای تولید برق خود استفاده می‌کند. آن‌ها کود حاصل از ۱۵۰۰ گاو خود را گرما می‌دهند تا گاز متان تولید کنند که گردآوری شده و به عنوان نیروی پیشران یک ژنراتور از آن استفاده می‌شود. صاحب مزرعه تخمین می‌زند که گاوهایش سرانجام برق لازم برای بیش از سیصد خانوار را تأمین خواهند کرد. از سویی چنانچه نگران بوی گند هستید، خارج کردن متان از کود، شر بوی بد را کم می‌کند.

همچنین در رنتن ایالت واشینگتن در حومه سیاتل، نزدیک هفتصد هزار خانه روزانه هشتاد و شش میلیون گالن فاضلاب را روانه سامانه پسابی می‌کنند. نزدیک به سی میلیون گالن از این پساب به مخازنی فرستاده می‌شود که در آن‌ها باکتری‌ها بیشتر پسماند را به متان تبدیل می‌کنند. گاز متان به هیدروژن و دی اکسید کربن شکسته می‌شود. هیدروژن به عنوان سوخت در یک نیروگاه پیل سوختی هزار مگاواتی به کار گرفته می‌شود که می‌تواند برق کافی برای هزار خانه را تولید کند.

گاز متان را می‌توان با استفاده از فناوری توسعه یافته به‌وسیله ویکتور پوپوف از مؤسسه فناوری غرب از زباله‌های دفن شده نیز به دست آورد. زباله دفن شده به‌وسیله یک غشا لایه قابل نفوذ میانی بین دو لایه غیر قابل نفوذ تبدیل می‌شود تا مانع از آن شود که هوا با متان آلوده شود. دی اکسید کربن بیرون آمده از زباله دفن شده به درون لایه نفوذپذیر پمپ شده که در آنجا کمی بالاتر از فشار جو قرار دارد و این مانع از آن است که هوا به درون زباله کشیده شود. با پمپ شدن متان به خارج از زمین، دی اکسید کربن از راه لوله‌ای به درون زباله دفن شده از راه غشا کشیده می‌شود.

چالش‌های زیست‌محیطی؛ آیا انرژی‌های نو همیشه پاک هستند؟

انگیزه جستجو برای یافتن انرژی‌های جایگزین این باور است که این منابع پاک‌تر از سوزاندن زغال‌سنگ، نفت و دیگر هیدروکربن‌ها هستند. اما موضوع همیشه این نیست. سدهای برق آبی می‌توانند در برخی موارد گازهای گلخانه‌ای – دی اکسید کربن و متان – بیشتری نسبت به نیروگاه‌های برق معمولی تولید کنند که با سوخت‌های فسیلی کار می‌کنند. وقتی آب پشت سد به جریان می‌افتد، آب گیاهان را در بر می‌گیرد. گیاهان می‌پوسند و متان نامحلول تولید می‌شود که وقتی آب وارد چرخه توربین کارخانه برق آبی می‌شود به داخل جو رها می‌شود.

حتی آسیاب‌های بادی هم خالی از اشکال نیستند: مطالعه‌ای در دانشگاه پرینستون نشان داد که مزارع بادی بزرگ با ده هزار توربین، براستی می‌توانند با زیاد کردن شکل‌گیری ابر و باران، تغییری ناخواسته در الگوی آب و هوایی منطقه ایجاد کنند.

تحلیل فنی؛ چالش بازگشت سرمایه در انرژی‌های نو

بزرگترین مانع در برابر جایگزینی کامل سوخت‌های فسیلی، پارامتر اقتصادی «هزینه تراز شده انرژی» (LCOE) است. همان‌طور که در متن اشاره شد، سیلیکون فراخالص برای سلول‌های خورشیدی گران است و سدهای برق‌آبی هزینه احداث هنگفتی دارند. تا زمانی که هزینه مهار جریان‌های طبیعی (آب، باد، خورشید) از استخراج و سوزاندن کربنِ متراکم (زغال‌سنگ و نفت) کمتر نشود، گذار انرژی به کندی صورت می‌گیرد. پیشرفت‌های اخیر در نانوتکنولوژی و صفحات انعطاف‌پذیر، همان‌گونه که در متن آمد، نویدبخش کاهش این هزینه‌هاست.

تأمل فلسفی؛ گذار از ذخیره‌سازی به جریان‌های طبیعی

از منظر ژانر علمی تخیلی، تمدن‌های پیشرفته تمدن‌هایی هستند که به جای «انبار کردن» سوخت، از «جریان‌های موجود» در طبیعت (مانند انرژی هسته‌ای کیهانی در داستان آسیموف) استفاده می‌کنند. گذار بشر از سوزاندن چوب و زغال به سمت باد و خورشید، در واقع حرکتی است از «مصرف دارایی‌های ساکن زمین» به سمت «هماهنگی با ریتم‌های دائمی کیهان». این گذار نه تنها یک ضرورت فنی، بلکه یک بلوغ فکری برای نژاد بشر است.

نتیجه‌گیری

بشر در آستانه‌ی یک دگردیسی بزرگ قرار دارد. از مهار بادهای سرزمین پارس تا رویای مهار فیزیک ذرات در کیهان‌های موازی، همگی نشان از یک عطش بی‌پایان برای «توان» دارند. گذار به انرژی‌های جایگزین نه فقط یک انتخاب فنی، بلکه تنها راه برای بقا در کیهانی است که منابع فسیلی آن رو به پایان است.

مطالب مرتبط

آیا واقعا می‌توانیم مثل داستان‌های علمی تخیلی از انرژی سیاه‌چاله‌ها استفاده کنیم؟!

آیا می‌توانیم تمدن‌های بیگانه‌ای که از انرژی خورشیدی استفاده می‌کنند را شناسایی کنیم؟

چگونه انرژی خود را مدیریت کنیم؟ راهنمایی برای یافتن انرژی‌ دهنده‌ها و دوری از انرژی‌گیرها

رمزگشایی از افکار انسان؛ وقتی هوش مصنوعی بدون تماس فیزیکی ذهن را می‌خواند

آیا در دنیایی چنین بی‌رحم و آشوب‌ناک باید دنیاهای علمی تخیلی مانند رمان «پایان دوران کودکی» سی کلارک…

انرژی زمین گرمایی یا ژئوترمال geothermal چیست و چطور می‌توانیم از آن استفاده کنیم؟