ایجاد سیستم‌های انرژی چرخشی: یک ضرورت جهانی

مدل خطی متداول «تولید-مصرف-دفع» در تولید و مصرف انرژی دیگر پایدار نیست. این مدل منابع طبیعی را تهی می‌کند، زباله‌های قابل توجهی تولید می‌کند و به تغییرات اقلیمی کمک می‌کند. برای مقابله با این چالش‌ها، گذار به سمت سیستم‌های انرژی چرخشی حیاتی است. سیستم‌های انرژی چرخشی با نگه داشتن منابع در چرخه مصرف برای طولانی‌ترین زمان ممکن، به دنبال به حداقل رساندن زباله و آلودگی هستند. این رویکرد مزایای زیست‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی متعددی را ارائه می‌دهد و راه را برای آینده‌ای پایدارتر و انعطاف‌پذیرتر در زمینه انرژی برای همگان هموار می‌سازد.

سیستم انرژی چرخشی چیست؟

یک سیستم انرژی چرخشی از اصول اقتصاد چرخشی الهام گرفته است. این سیستم با به حداقل رساندن زباله، به حداکثر رساندن بهره‌وری منابع و افزایش طول عمر دارایی‌های مرتبط با انرژی، بر بستن حلقه در تولید و مصرف انرژی تمرکز دارد. برخلاف مدل خطی که به استخراج مداوم منابع جدید متکی است، یک سیستم چرخشی بر استفاده مجدد، بازیافت و بازتولید تأکید دارد. این موضوع صرفاً استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر نیست؛ بلکه بهینه‌سازی کل زنجیره ارزش انرژی است.

عناصر کلیدی یک سیستم انرژی چرخشی عبارتند از:

• منابع انرژی تجدیدپذیر: اولویت‌بندی انرژی خورشیدی، بادی، آبی، زمین‌گرمایی و زیست‌توده برای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی.
• بهره‌وری انرژی: اجرای اقداماتی برای به حداقل رساندن مصرف انرژی در ساختمان‌ها، حمل‌ونقل و فرآیندهای صنعتی.
• بازیابی حرارت اتلافی: جذب و استفاده مجدد از حرارت اتلافی فرآیندهای صنعتی، نیروگاه‌ها و مراکز داده.
• ذخیره‌سازی انرژی: استفاده از باتری‌ها، نیروگاه‌های تلمبه‌ای-ذخیره‌ای و سایر فناوری‌های ذخیره‌سازی برای متعادل کردن عرضه و تقاضای انرژی.
• تولید پراکنده: به‌کارگیری منابع انرژی غیرمتمرکز، مانند پنل‌های خورشیدی روی بام و ریزشبکه‌ها، برای افزایش انعطاف‌پذیری شبکه و کاهش تلفات انتقال.
• سیستم‌های حلقه بسته: طراحی سیستم‌های انرژی که مواد و قطعات را در پایان عمرشان بازیافت می‌کنند.
• مدرن‌سازی شبکه: ارتقاء شبکه برق با فناوری‌های هوشمند برای امکان‌پذیر ساختن انعطاف‌پذیری، قابلیت اطمینان و بهره‌وری بیشتر.

مزایای سیستم‌های انرژی چرخشی

گذار به سیستم‌های انرژی چرخشی طیف گسترده‌ای از مزایا را ارائه می‌دهد:

مزایای زیست‌محیطی

• کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای: با تکیه بر انرژی‌های تجدیدپذیر و بهبود بهره‌وری انرژی، سیستم‌های چرخشی به طور قابل توجهی انتشار کربن را کاهش داده و به کاهش تغییرات اقلیمی کمک می‌کنند.
• حفاظت از منابع: چرخشی بودن، نیاز به استخراج منابع جدید را کاهش می‌دهد و از اکوسیستم‌های طبیعی و تنوع زیستی محافظت می‌کند.
• کاهش زباله: به حداقل رساندن تولید زباله و ترویج بازیافت، آلودگی و بار دفن زباله را کاهش می‌دهد.
• بهبود کیفیت هوا و آب: کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی منجر به هوای پاک‌تر و آب سالم‌تر شده و سلامت عمومی را بهبود می‌بخشد.

مزایای اقتصادی

• صرفه‌جویی در هزینه‌ها: اقدامات بهره‌وری انرژی و بازیابی حرارت اتلافی می‌تواند هزینه‌های انرژی را برای کسب‌وکارها و مصرف‌کنندگان به طور قابل توجهی کاهش دهد.
• ایجاد شغل: گذار به انرژی چرخشی مشاغل جدیدی در بخش‌های انرژی تجدیدپذیر، بهره‌وری انرژی، بازیافت و سایر بخش‌های مرتبط ایجاد می‌کند. گزارشی از آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA) پیش‌بینی می‌کند که بخش انرژی تجدیدپذیر به تنهایی می‌تواند میلیون‌ها شغل در سطح جهان ایجاد کند.
• افزایش امنیت انرژی: تنوع‌بخشی به منابع انرژی و ترویج تولید پراکنده، وابستگی به سوخت‌های فسیلی وارداتی را کاهش داده و امنیت انرژی را افزایش می‌دهد.
• نوآوری و رقابت‌پذیری: سیستم‌های انرژی چرخشی باعث نوآوری در فناوری‌ها و مدل‌های کسب‌وکار انرژی شده و رقابت‌پذیری اقتصادی را تقویت می‌کنند.

مزایای اجتماعی

• بهبود سلامت عمومی: هوای پاک‌تر و آب سالم‌تر ناشی از کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی، نتایج سلامت عمومی را بهبود می‌بخشد.
• دسترسی به انرژی: تولید پراکنده و ریزشبکه‌ها می‌توانند دسترسی به برق را در مناطق دورافتاده و جوامع محروم فراهم کنند. به عنوان مثال، در برخی از مناطق آفریقا، راه‌حل‌های خورشیدی خارج از شبکه، برق خانه‌ها و کسب‌وکارهایی را که به شبکه اصلی متصل نیستند، تأمین می‌کنند.
• انعطاف‌پذیری جامعه: سیستم‌های انرژی غیرمتمرکز، انعطاف‌پذیری جامعه را در برابر اختلالات در شبکه برق افزایش می‌دهند.
• عدالت اجتماعی: سیستم‌های انرژی چرخشی می‌توانند با ایجاد شغل و فراهم کردن دسترسی به انرژی مقرون‌به‌صرفه برای همه، عدالت اجتماعی را ترویج دهند.

چالش‌های پیاده‌سازی سیستم‌های انرژی چرخشی

علی‌رغم مزایای متعدد، گذار به سیستم‌های انرژی چرخشی با چندین چالش روبرو است:

چالش‌های فناورانه

• در دسترس بودن محدود برخی فناوری‌ها: برخی از فناوری‌های انرژی چرخشی، مانند ذخیره‌سازی پیشرفته انرژی و جذب کربن، هنوز در حال توسعه هستند یا به طور گسترده به کار گرفته نشده‌اند.
• تناوب‌پذیری انرژی‌های تجدیدپذیر: انرژی خورشیدی و بادی منابع متناوب هستند و برای تضمین عرضه مطمئن به ذخیره‌سازی انرژی یا تولید پشتیبان نیاز دارند.
• یکپارچه‌سازی با شبکه: یکپارچه‌سازی تولید پراکنده و منابع انرژی تجدیدپذیر متغیر با شبکه برق موجود می‌تواند پیچیده باشد.

چالش‌های اقتصادی

• هزینه‌های اولیه بالا: اجرای پروژه‌های انرژی چرخشی اغلب نیازمند سرمایه‌گذاری‌های اولیه قابل توجهی است، به ویژه در زیرساخت‌های انرژی تجدیدپذیر و ارتقاء بهره‌وری انرژی.
• فقدان تأمین مالی: دسترسی به منابع مالی می‌تواند مانعی برای بسیاری از پروژه‌های انرژی چرخشی باشد، به خصوص در کشورهای در حال توسعه.
• عدم قطعیت در قیمت‌های انرژی: نوسانات قیمت انرژی می‌تواند توجیه سرمایه‌گذاری در فناوری‌های انرژی چرخشی را دشوار کند.

چالش‌های سیاستی و نظارتی

• فقدان سیاست‌های حمایتی: بسیاری از کشورها فاقد سیاست‌ها و مقرراتی هستند که از توسعه و استقرار سیستم‌های انرژی چرخشی حمایت کنند. این شامل مواردی مانند تعرفه‌های تشویقی، مشوق‌های مالیاتی و فرآیندهای ساده‌سازی صدور مجوز برای پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر است.
• موانع نظارتی: مقررات موجود ممکن است مانع توسعه تولید پراکنده، ریزشبکه‌ها و سایر راه‌حل‌های انرژی چرخشی شود.
• فقدان تعاریف و معیارهای استاندارد: نبود تعاریف و معیارهای استاندارد برای انرژی چرخشی، پیگیری پیشرفت و مقایسه رویکردهای مختلف را دشوار می‌سازد.

چالش‌های اجتماعی و رفتاری

• عدم آگاهی: بسیاری از مردم از مزایای سیستم‌های انرژی چرخشی یا چگونگی مشارکت خود در این گذار آگاه نیستند.
• مقاومت در برابر تغییر: ممکن است مقاومتی در برابر پذیرش فناوری‌ها یا مدل‌های کسب‌وکار جدید مرتبط با انرژی چرخشی وجود داشته باشد.
• موانع رفتاری: رفتار مصرف‌کننده می‌تواند مانعی برای بهره‌وری انرژی و کاهش زباله باشد.

راهبردهایی برای ایجاد سیستم‌های انرژی چرخشی

غلبه بر این چالش‌ها نیازمند یک رویکرد چندجانبه با مشارکت دولت‌ها، کسب‌وکارها و افراد است. در اینجا برخی از راهبردهای کلیدی ارائه می‌شود:

چارچوب‌های سیاستی و نظارتی

• تعیین اهداف بلندپروازانه برای انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری انرژی: دولت‌ها باید اهداف روشن و بلندپروازانه‌ای را برای هدایت گذار به سیستم‌های انرژی چرخشی تعیین کنند. به عنوان مثال، بسیاری از کشورهای اروپایی اهدافی را برای دستیابی به کربن خنثی تا سال ۲۰۵۰ تعیین کرده‌اند که نیازمند سرمایه‌گذاری‌های قابل توجهی در انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری انرژی است.
• ارائه مشوق‌های مالی برای پروژه‌های انرژی چرخشی: دولت‌ها می‌توانند اعتبارات مالیاتی، یارانه‌ها و کمک‌های بلاعوض را برای تشویق سرمایه‌گذاری در انرژی‌های تجدیدپذیر، بهره‌وری انرژی و بازیابی حرارت اتلافی فراهم کنند.
• توسعه مقررات حمایتی برای تولید پراکنده و ریزشبکه‌ها: مقررات باید به گونه‌ای طراحی شوند که توسعه تولید پراکنده و ریزشبکه‌ها را تسهیل کرده و در عین حال پایداری و قابلیت اطمینان شبکه را تضمین کنند.
• ایجاد سازوکارهای قیمت‌گذاری کربن: مالیات بر کربن یا سیستم‌های سقف و تجارت (cap-and-trade) می‌توانند کسب‌وکارها و مصرف‌کنندگان را برای کاهش ردپای کربنی خود تشویق کنند.
• ترویج اصول اقتصاد چرخشی در سیاست انرژی: دولت‌ها باید اصول اقتصاد چرخشی را در سیاست انرژی ادغام کنند، مانند ترویج استفاده مجدد و بازیافت مواد مرتبط با انرژی.

نوآوری و استقرار فناوری

• سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه فناوری‌های پیشرفته انرژی چرخشی: دولت‌ها و کسب‌وکارها باید در تحقیق و توسعه برای توسعه فناوری‌های انرژی چرخشی کارآمدتر، مقرون‌به‌صرفه‌تر و قابل اعتمادتر سرمایه‌گذاری کنند. این شامل زمینه‌هایی مانند ذخیره‌سازی پیشرفته انرژی، جذب کربن و فناوری‌های شبکه هوشمند است.
• حمایت از استقرار انرژی‌های تجدیدپذیر و ذخیره‌سازی انرژی: دولت‌ها می‌توانند از طریق تعرفه‌های تشویقی و اعتبارات مالیاتی، مشوق‌هایی برای استقرار پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر و ذخیره‌سازی انرژی فراهم کنند.
• ترویج پذیرش فناوری‌های بهره‌وری انرژی: دولت‌ها می‌توانند مشوق‌هایی برای کسب‌وکارها و مصرف‌کنندگان جهت پذیرش فناوری‌های بهره‌وری انرژی، مانند لوازم خانگی کم‌مصرف و عایق‌کاری ساختمان، فراهم کنند.
• توسعه زیرساخت شبکه هوشمند: سرمایه‌گذاری در زیرساخت شبکه هوشمند می‌تواند بهره‌وری، قابلیت اطمینان و انعطاف‌پذیری شبکه را بهبود بخشد.

مدل‌های کسب‌وکار و تأمین مالی

• توسعه مدل‌های کسب‌وکار نوآورانه برای انرژی چرخشی: کسب‌وکارها باید مدل‌های کسب‌وکار نوآورانه‌ای را توسعه دهند که چرخشی بودن را ترویج می‌کنند، مانند مدل‌های «انرژی به عنوان سرویس» و مدل‌های انرژی «پرداخت به ازای مصرف».
• جذب سرمایه‌گذاری خصوصی در پروژه‌های انرژی چرخشی: دولت‌ها و کسب‌وکارها باید برای جذب سرمایه‌گذاری خصوصی در پروژه‌های انرژی چرخشی با یکدیگر همکاری کنند، مثلاً از طریق مشارکت‌های دولتی-خصوصی و اوراق قرضه سبز.
• فراهم کردن دسترسی به منابع مالی برای شرکت‌های کوچک و متوسط (SMEs): شرکت‌های کوچک و متوسط اغلب در دسترسی به منابع مالی برای پروژه‌های انرژی چرخشی با چالش روبرو هستند. دولت‌ها و مؤسسات مالی باید حمایت هدفمندی را برای این شرکت‌ها فراهم کنند.

آموزش و آگاهی‌بخشی

• افزایش آگاهی در مورد مزایای انرژی چرخشی: دولت‌ها، کسب‌وکارها و سازمان‌های غیردولتی باید آگاهی عمومی و سیاست‌گذاران را در مورد مزایای انرژی چرخشی افزایش دهند.
• ارائه آموزش و تعلیم در زمینه فناوری‌ها و شیوه‌های انرژی چرخشی: مؤسسات آموزشی باید برای آماده‌سازی نیروی کار برای این گذار، آموزش‌هایی در زمینه فناوری‌ها و شیوه‌های انرژی چرخشی ارائه دهند.
• مشارکت دادن جوامع در طرح‌های انرژی چرخشی: مشارکت دادن جوامع در طرح‌های انرژی چرخشی می‌تواند به ایجاد حمایت برای این گذار کمک کرده و تضمین کند که مزایای آن به طور عادلانه تقسیم می‌شود.

نمونه‌هایی از سیستم‌های انرژی چرخشی در عمل

چندین طرح در سراسر جهان پتانسیل سیستم‌های انرژی چرخشی را نشان می‌دهند:

• سیستم‌های گرمایش و سرمایش منطقه‌ای: شهرهایی مانند کپنهاگ، دانمارک، از سیستم‌های گرمایش منطقه‌ای استفاده می‌کنند که با حرارت اتلافی فرآیندهای صنعتی و نیروگاه‌های زباله‌سوز تغذیه می‌شوند. این امر وابستگی به سوخت‌های فسیلی برای گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
• همزیستی صنعتی: در کالوندبورگ، دانمارک، شبکه‌ای از شرکت‌ها مواد زائد و انرژی را با یکدیگر مبادله می‌کنند و یک سیستم حلقه بسته ایجاد می‌کنند. به عنوان مثال، یک نیروگاه حرارت را برای یک پالایشگاه فراهم می‌کند و پالایشگاه نیز به نوبه خود گاز را به نیروگاه می‌رساند.
• پروژه‌های ذخیره‌سازی انرژی: پروژه هورنسی یک در بریتانیا از مزارع بادی فراساحلی و سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری برای تأمین عرضه پایدار و قابل اعتماد انرژی تجدیدپذیر به شبکه استفاده می‌کند.
• ریزشبکه‌های اجتماعی: در جوامع دورافتاده آلاسکا، ریزشبکه‌هایی که با منابع انرژی تجدیدپذیر مانند خورشید و باد کار می‌کنند، دسترسی به برق را فراهم کرده و وابستگی به ژنراتورهای دیزلی را کاهش می‌دهند.
• نیروگاه‌های زباله‌سوز (تبدیل زباله به انرژی): در سطح جهان، نیروگاه‌های زباله‌سوز زباله‌های جامد شهری را به برق و حرارت تبدیل می‌کنند، که باعث کاهش زباله‌های دفنی و فراهم کردن منبعی از انرژی تجدیدپذیر می‌شود. در کشورهایی مانند آلمان و سوئد، سوزاندن زباله بخش قابل توجهی از ترکیب انرژی آنها را تشکیل می‌دهد و فناوری‌های پیشرفته تضمین می‌کنند که انتشار گازهای آلاینده به حداقل برسد.

نقش افراد

در حالی که دولت‌ها و کسب‌وکارها نقشی حیاتی ایفا می‌کنند، افراد نیز می‌توانند از طریق اقدامات ساده به ایجاد سیستم‌های انرژی چرخشی کمک کنند:

• کاهش مصرف انرژی: هنگام خروج از اتاق چراغ‌ها را خاموش کنید، وسایل الکترونیکی را در صورت عدم استفاده از برق بکشید و از لوازم خانگی کم‌مصرف استفاده کنید.
• سرمایه‌گذاری در انرژی‌های تجدیدپذیر: پنل‌های خورشیدی را روی سقف خود نصب کنید یا انرژی تجدیدپذیر را از شرکت برق خود خریداری کنید.
• حمایت از حمل‌ونقل پایدار: هر زمان که ممکن است پیاده‌روی کنید، دوچرخه‌سواری کنید یا از حمل‌ونقل عمومی استفاده کنید. خرید یک وسیله نقلیه الکتریکی را در نظر بگیرید.
• کاهش زباله: برای به حداقل رساندن تولید زباله، مواد را بازیافت و کمپوست کنید.
• حمایت از تغییر: از سیاست‌ها و طرح‌هایی که سیستم‌های انرژی چرخشی را ترویج می‌دهند، حمایت کنید.

نتیجه‌گیری

ایجاد سیستم‌های انرژی چرخشی برای دستیابی به آینده‌ای پایدار و انعطاف‌پذیر در زمینه انرژی ضروری است. با پذیرش اصول اقتصاد چرخشی، می‌توانیم انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهیم، منابع را حفظ کنیم، شغل ایجاد کنیم و سلامت عمومی را بهبود بخشیم. در حالی که چالش‌ها همچنان باقی هستند، مزایای گذار به سیستم‌های انرژی چرخشی بسیار بیشتر از هزینه‌هاست. با همکاری یکدیگر، دولت‌ها، کسب‌وکارها و افراد می‌توانند جهانی را ایجاد کنند که با انرژی پاک، پایدار و چرخشی کار می‌کند.

سفر به سوی آینده‌ای با انرژی چرخشی یک ماراتن است، نه یک دو سرعت. این امر نیازمند تلاش مداوم، نوآوری و همکاری است. اما پاداش‌های آن – جهانی پاک‌تر، سالم‌تر و مرفه‌تر – ارزش این تلاش را دارد.