درسنامه کامل انسان و محیط زیست فصل 4 انرژی، حرکت، زندگی

میزان مصرف سالانه انرژی در جهان تقریبا معادل 10میلیارد تن نفت خام است

انرژی الکتریکی، مهم ترین شکل از انرژی است که زندگی امروزی ما به آن وابسته است

برای مثال، پرواز هواپیماها، انجام فعالیت های بانکی مانند برداشت پول از عابر بانک، فعالیت های گوناگون پزشکی و فعالیت پاالیشگاه ها نمونه هایی از این وابستگی است

اغلب برای گرم کردن خانه ها، مراکز اداری، علمی و صنعتی، پخت وپز و همچنین حرکت وسایل نقلیه از سوخت های فسیلی مانند نفت ، زغال سنگ و گاز طبیعی استفاده می شود

در این روش، سوخت فسیلی را می سوزانند و با استفاده از گرمای حاصل از آن، آب را تبخیر می کنند و با بخار آب حاصل توربین را می چرخانند.  

بیش از نیم میلیون نیروگاه بزرگ در سراسر جهان به طورشبانه روز و بی وقفه کار می کنند تا انرژی الکتریکی مورد نیاز انسان هارا تأمین کنند

در سراسر جهان برای تأمین انرژی الکتریکی به طور عمده از سوخت های فسیلی استفاده می کنند

افزایش جمعیت و گسترش شهرها، صنایع گوناگون مانند حمل ونقل، نظامی، نساجی، دارو ، غذا و فعالیت های کشاورزی .

آلودگی هوای شهر ، این هوای آلوده، بوی بدی دارد، چهره شهر را زشت می کند، پوسیدگی خودروها وفرسودگی ساختمان ها را به دنبال دارد و سبب ایجاد انواع بیماری های تنفسی مانند تنگی نفس، آسم و ... می شود . 

 با اب باران ایجادno2نیتروژن دی اکسید   so3 این نوع باران در اثر واکنش گازهایی مانند گوگرد تری می شود. معادله های نمادی زیر تشکیل سولفوریک اسید و نیتریک اسید را نشان می دهند  

SO3(g) +H2O(l) → H2SO4(aq)

NO2(g) +H2O(l) → HNO3(aq)+NO(g )

بررسی های دانشمندان علوم نشان می دهد که در طول دو سده اخیر، میانگین دمای کره زمین افزایش یافته و کره زمین گرم تر شده است. این پدیده به گرمایش جهانی شهرت یافته است

فصل ها زودتر از زمان طبیعی فرا رسد

زمستان کوتاه تر شود؛

آتش سوزی خود به خود و طبیعی جنگل ها افزایش پیدا کرده

چرخه های طبیعی مختل شوند

افزایش گاز دی اکسید کربن و گرم شدن کره زمین

پژوهش های دانشمندان نشان می دهد که در طول سده های اخیر مقدار کربن دی اکسید هوا کره در حال افزایش است

آنها معتقدند که افزایش میانگین دمای کرٴه زمین ناشی از افزایش گاز کربن دی اکسید است

هر چه مقدار این گازها در هوا کره بیشتر باشد، دمای کره زمین بالاتر خواهد رفت

همچنین اگر مولکول های کربن دی اکسید و آب در هوا کره نباشند، میانگین دمای کره زمین از14 درجه سلسیوس به 18 - درجه سلسیوس خواهد رسید رد پای محیط زیستی  میزان آثاری که هر فرد روی محیط زیست می گذارد،

برای مثال رد پای کربن دی اکسید نشان می دهد که چه میزان کربن دی اکسید در اثر فعالیت های گوناگون یک فرد وارد هوا کره می شود

هر چه مقدار این رد پا بزرگ تر باشد، زمان بیشتری طول می کشد تا کره زمین کربن دی اکسید اضافی را مصرف کند و آثار آن را جبران نماید

رد پای محیط زیستی تولید انرژی الکتریکی با استفاده از سوخت های فسیلی بسیار بزرگ است

نیاز روزافزون به انرژی و ایجاد مشکالت و بحران های محیط زیستی سبب شده است دانشمندان، متخصصان و سیاستمداران به تکاپو بیفتند و به دنبال یافتن راهکارهای مناسبی برای حل مسائل و مشکلات باشند

1 استفاده بهینه از منابع انرژی

2 - اصلاح الگوهای مصرف و سبک زندگی

3 – به کارگیری سوخت های سبز

4جستجو یافتن و مصرف انرژی های پاک و تجدیدپذیر

5 - تصویب سیاست جهانی ، ملی و پیروی از آنها

در به کارگیری این منبع انرژی، گاز کربن دی اکسید تولید نمی شود

در حال حاضر، برق بادی حدود 1 درصد از کل مصرف برق در آلمان را تشکیل می دهد

قدیمی ترین روش استفاده از انرژی باد، به ایران باستان باز می گردد

برای نخستین بار، ایرانیان موفق شدند با استفاده از نیروی باد، چرخ چاه را به گردش درآورند

احتمالا ، نخستین ماشین بادی توسط ایرانیان باستان ساخته شده است

یونانیان برای خرد کردن دانه ها و مصریها، رومیها و چینی ها برای قایقرانی و آبیاری از انرژی باد استفاده می  کرده اند . در قرن13 میلادی ، این فناوری توسط سربازان در زمان جنگهای صلیبی به اروپا برده شد

دسترسی به انرژی زمین گرمایی اطراف آتشفشا نها بیشتر است .

انرژی زمین گرمایی : هر چه از سطح زمین پایین تر برویم، زمین گر متر می شود و دما افزایش پیدا می کند .

ازگرمای درون زمین که بخشی ازآن از مواد ذوب شده در در دل زمین نشئت می گیرد ،انرژی زیادی دارد و بسیار پرقدرت است که انرژی زمین گرمایی نامیده می شود .

اگر بتوانیم با استفاده از این گرما، آب را بخار کنیم و توربین ها را به حرکت درآوریم و یا آب گرم را به طور مستقیم توسط لوله های دوجداره به خانه ها انتقال دهیم در آن صورت بدون مصرف سوخت فسیلی می توانیم، انرژی الکتریکی تولید کنیم .

کشور ایسلند، جزیر های آتشفشانی و سردسیر است به طوری که مردم برای زندگی کردن، در سرتاسر سال به سامانه های گرمایشی نیاز دارند.. متخصصان این کشور در جستجوی یافتن راه های تولید انرژی با کمترین آثار محیط زیستی، انرژی زمین گرمایی را انتخاب کرده اند .

خورشید بزر گترین و مهمترین منبع انرژی است به طوری که روزانه مقادیر بسیار زیادی از انرژی را به شکل پرتوهای الکترومغناطیس به سوی زمین گسیل می دارد. این انرژی که به انرژی خورشیدی معروف است .

اما متخصصان و دانشمندان علوم تجربی و مهندسان با استفاده از مواد شیمیایی،سلولهای خورشیدی کوچکی ساخته اند که نور خورشید را جذب و سپس آن را به جریان برق تبدیل می کند

برای اینکه انرژی الکتریکی بیشتری تولید شود، تعداد زیادی از این صفحات را کنار هم می گذارند و صفحات خورشیدی بزر گتری را می سازند و در هر جا که نیاز دارند، از آن استفاده می کنند .

استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید انرژی الکتریکی ردپای محیط زیستی ما را کاهش می دهد

اما نکته مهم و قابل توجه این است که ساخت و استفاده از سلو لهای خورشیدی به دانش و فناوری بالایی نیاز دارد.

بیشتر شهرهای کشور ما در طول سال از هوای صاف و آفتابی برخوردارند. این موضوع یکی از مهمترین شرایط بهر ه برداری از انرژی خورشیدی را امکا ن پذیر کرده است. 

سوختهای سبز، منابع انرژی تجدیدپذیری هستند که به عنوان جایگزینی برای سوخت فسیلی مطرح شد ه انده این سوختها ،مواد شیمیایی اکسیژن داری هستند که از تخمیر پسماندهای گیاهی همانند شاخ و برگ گیاه نیشکر، سویا و همچنین دانه های روغنی به دست می آیند.

بیواتانول یکی از این مواد است که به عنوان سوخت در خودروها استفاده می شود .

 برزیل یکی از کشورهای پیشرو در تولید سوختهای سبز است .

در این کشور، روشهای مختلفی برای تولید الکل (به عنوان سوخت ) از تخمیر گیاهان استفاده می شود .

این الکل هم به صورت خالص و هم مخلوط با بنزین به کار می رود.

از تخمیر نیشکر، اتانول به دست می آورند که می تواند جایگزین مناسبی برای بنزین باشد .

در آمریکای شمالی ، اتانول به طور عمده از بقایای ذرت به دست می آید

مزایا:

استفاده از اتانول در مقایسه با گازوئیل از هزینه کمتر و راندمان بالاتری برخوردار است.

معایب:

زمین های زیادی به خاطرکاشت گیاهانی که به عنوان سوخت زیستی از آنها استفاده می شود، تغییر کاربری داده اند یا پاک تراشی شده اند .

بخشهای زیادی از جنگلهای بارانی برزیل، به دلیل کاشت گیاهان سوخت زیستی، پاک تراشی شده و از بین  رفته اند.