انرژی بسان خون و نیروی حیات بخش پیكر اقتصاد و جامعه بشری است. خانه ها و مدرسه هایمان را گرم و یا خنك می كند، بیمارستان ها را روشنی می بخشد و صنایع را با نیروی خویش به پیش می راند. انرژی به صورت های گوناگون خود جوانب مختلف حیات و زندگی را برای ما و دیگر موجودات زنده این سیاره به ارمغان می آورد و این در حالی است كه روشن كردن یك كلید برق تنها چیزی است كه شاید آگاهانه و البته به ندرت در مورد آن بیندیشیم. امروزه در جهان در حال توسعه بیش از دو میلیارد انسان هنوز به سرویس ها و خدمات مدرن پیشرفته تامین انرژی دسترسی ندارند و این در حالی است كه تامین خدمات انرژی پاك و اساسی برای دستیابی به توسعه پایدار و كاهش فقر و نیز برای تضمین سلامت جامعه بسیار ضروری است. علاوه بر این دنیای امروز با چالش بزرگ دیگری نیز دست به گریبان است و این چالش جدی دورنمایی از اقلیم و اوضاع آب و هوای این سیاره است كه در صورت تداوم روند كنونی مصرف سوخت های فسیلی به مرز بحرانی خود وارد خواهد شد. مصرف انرژی های فسیلی و آزادسازی انرژی های نهفته در این قبیل سوخت ها علاوه بر فواید قابل توجه، میراث و ارمغان شومی نیز به همراه دارد و این ارمغان ناخواسته چیزی نیست جز گازهای به اصطلاح «گلخانه ای» كه بسان یك تله حرارتی عمل می كنند. گازهایی نظیر دی اكسیدكربن و متان همچون شیشه یك گلخانه اطراف سیاره زمین را احاطه كرده اند و بخش اعظم انرژی گرمایی خورشید را درون خود به دام می اندازند و به عبارتی یك گلخانه عظیم الجثه در فضا ایجاد می كند.
افزایش انرژی گرمایی خورشید درون جو زمین با افزایش دمای اتمسفر سیاره تبعات ثانویه ای را به دنبال دارد. تغییر و به هم خوردن نظم سیستم های اقلیمی و آب و هوایی یكی از این موارد است كه خود می تواند فجایع بی شمار دیگری نظیر سیلاب های مهیب و خشكسالی های ویرانگر را به همراه آورد. فاجعه دیگری كه در پی افزایش دمای اتمسفر كره زمین رخ می دهد پسروی یخ های قطبی و ذوب شدن یخچال های دائمی موجود در هر دو قطب زمین است كه می تواند بسیاری از خشكی های كم ارتفاع و جزایر را در آینده ای نه چندان دور با مشكلات جدی و عدیده ای مواجه كند. این روند در درجه نخست به سبب مصرف فزاینده افسارگسیخته سوخت های فسیلی توسط جهان صنعتی رخ ننموده است و علاوه بر آن انتشار گازهای گلخانه ای در كشورهای در حال توسعه نیز به سرعت سیر صعودی و نگران كننده ای را پشت سر می گذارد. از این دو مقوله انرژی در رویارویی جهان با این چالش بزرگ در آستانه هزاره سوم و آغاز قرن بیست و یكم نقشی اساسی و محوری بر عهده دارد و اكنون به راحتی می توان توسط انرژی های جانشین این چالش مهم را برطرف كرد و یا حداقل به طرز چشمگیری كاهش داد. امروزه سوخت های فسیلی شامل نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ منابع اصلی انرژی بشر به شمار می آید. به طوری كه ۹۰درصد انرژی مصرفی مردم كره زمین از طریق این منابع تامین می شود. به طور كلی تمام منابع انرژی به جز منابع فسیلی را «انرژی های جانشین» می نامند كه به دو گروه انرژی های تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر تقسیم می شوند. سوخت های هسته ای و انرژی زمین گرمایی، انرژی های جانشین تجدیدناپذیر هستند و انرژی خورشیدی، نیروی آب، نیروی باد و انرژی حاصل از زی توده بیوماس منابع انرژی تجدیدشونده به شمار می روند. منابع انرژی جانشین تجدیدشونده و تجدیدناشونده در حال حاضر سهم كوچك اما رشدیابنده ای از مصرف كل انرژی مورد نیاز بشر را تشكیل می دهند. از مهم ترین منابع انرژی جانشین می توان به نیروی آب و انرژی هسته ای اشاره كرد كه تقریبا ۱۲ درصد از مصرف انرژی جهان را تامین می كنند. انرژی های جانشین و منابع گوناگون آن از نظر محیط زیستی بسیار حائز اهمیت هستند، زیرا منابع انرژی فسیلی سرانجام به پایان می رسند و بشر جز روی آوردن به دیگر منابع چاره ای ندارد.
از این رو رفتن به سمت انرژی های نو و منابع جدید ضرورت می یابد. در اینجا این انرژی ها را مورد بررسی قرار می دهیم و تاثیر مثبت آنها بر محیط زیست را تحلیل می كنیم.
انرژی هسته ای همانطور كه از نام آن برمی آید شامل انرژی هسته اتم ها است كه از طریق دو نوع فرآیند «شكاف هسته ای» یعنی شكستن اتم به ذرات كوچك تر و «گداخت هسته ای» یعنی تركیب هسته های اتم و تولید هسته های سنگین تر مورد استخراج و استفاده قرار می گیرد. هم اینك انرژی هسته ای یكی از منابع مهم تولید برق به شمار می آید و پیش بینی می شود در آینده اهمیت استفاده و بهره گیری از این منبع با سرعت بیشتری ادامه یابد. در تمام «چرخه هسته ای» از معدن كاوی و فرآوری عنصر رادیواكتیو تا شكافت و مهار آن و همچنین از فرآوری دوباره سوخت هسته ای مصرف شده تا تعطیل كردن نیروگاه و دفع ضایعات رادیواكتیو مقادیر متفاوتی پرتو وارد محیط زیست می شود و بر آن تاثیر می گذارد. از جمله آثار زیست محیطی چرخه سوخت هسته ای می توان موارد زیر را برشمرد: معادن و تاسیسات فرآوری عنصر رادیواكتیو مثل اورانیوم، ضایعات پرتوزا تولید می كنند كه ممكن است محیط زیست را آلوده كند. به طور نمونه مواردی از مصرف سنگ های لاشه معادن اورانیوم در شالوده و بنای ساختمان های برخی از كشورها مشاهده شده كه این منازل را آلوده كرده است. همچنین غنی سازی اورانیوم ۲۳۵ و ساخت واحدهای سوخت نیز ضایعه ای به وجود می آورد كه رفع آن دقت فراوانی لازم دارد. از كاراندازی یا مدرن ساختن یك نیروگاه هسته ای نیز از جمله موارد بسیار مهمی است كه تجربه اندكی در خصوص آن موجود است كه عمر این قبیل نیروگاه ها حداكثر ۳۰ سال است. فرآوری مجدد سوخت های هسته ای مصرف شده و رفع ضایعات هسته ای با ضایعات زیست محیطی قابل توجهی همراه است كه باید مورد توجه جدی قرار گیرد. فرآیند بازنگری و ارزیابی زیست محیطی در این خصوص وسیع و پرخرج است و این فرآیند اغلب حول محور صدمات مرتبط یا احتمال بروز برخی حوادث از قبیل زلزله و آسیب به نیروگاه متمركز می شود. حوادث نیروگاه های هسته ای مشابه آنچه كه در نیروگاه «چرنوبیل» به وقوع پیوست را نیز باید به عنوان یكی از منابع آلاینده جدی محیط مورد توجه قرار داد. به طور كلی می توان گفت تجربه بشر در ارتباط با آثار ویرانگر استفاده از انرژی هسته ای هنوز هم بسیار اندك است و هنوز آثار كامل آنچه با شكافت اتم در سال ۱۹۴۲ آغاز شده به خوبی معلوم نشده است
انرژی گرمازمینی یعنی تبدیل مفید حرارت درون زمین به گرمای منازل یا برق كه البته كنترل حرارت درونی زمین چیز ناشناخته ای نیست. این نوع از انرژی جانشین از سال ۱۹۰۵ در كشور ایتالیا مورد استفاده قرار گرفته و امروزه از گرمای طبیعی درون زمین در تولید برق كشورهای ژاپن، نیوزیلند، روسیه، آمریكا و كانادا و چند كشور دیگر استفاده می شود. اگر استخراج گرمای زمین از میزان تجدیدپذیری طبیعی آن پیشی بگیرد انرژی گرمازمینی را می توان تجدیدناشونده دانست. آثار زیست محیطی انرژی گرمازمینی به اندازه سایر انرژی ها گسترده نیست. اما در عین حال اهمیتی ویژه دارد. آثار زیست محیطی استقرار تاسیسات انرژی گرمازمینی در یك منطقه شامل سروصدای محلی ، انتشار گاز و آشفته شدن زمین بر اثر حفاری و احداث خط لوله و جاده است.
خوشبختانه استفاده از این انرژی نیازمند حل مواد خام یا پالایش متداول در سوخت های فسیلی نیست. علاوه بر این استفاده از انرژی گرمازمینی با ایجاد ذرات معلق آلاینده كه در مورد سوخت های فسیلی مطرح است یا با ایجاد ضایعات رادیواكتیو مرتبط با انرژی هسته ای همراه نخواهد بود.
منابع انرژی تجدیدشونده یعنی انرژی مستقیم خورشید، آب، باد و زی توده بیوماس دارای این وجه اشتراك عمده هستند كه همگی از مشتقات انرژی خورشید به شمار می روند، البته اگر انرژی خورشید را در مفهوم وسیع ترش توصیف كنیم، تمامی انرژی های تجدیدشونده را شامل می شود و این انرژی ها همگی به این علت تجدیدشونده محسوب می شوند كه ممكن است خورشید آنها را در یك محدوده زمانی برای استفاده بشر تجدید كند. امتیاز اصلی این نوع از انرژی این است كه تمام شدنی نیستند و استفاده از آنها با كمترین آثار زیست محیطی همراه است. به جز سوزاندن زی توده و مشتقات آن یعنی ضایعات شهری سایر انواع مشتقات انرژی خورشیدی بر میزان گاز كربنیك هوا نمی افزاید و در نتیجه در اتمسفر زمین تغییرات اقلیمی به وجود نمی آورد. با وجود تمام مزایا این قبیل منابع دارای ضعف ویژه ای نیز هستند و این نقطه ضعف این است كه بسیاری از انواع انرژی خورشیدی متناوب بوده و از لحاظ مكانی متغیر هستند زیرا همگی به تابش خورشید وابسته اند و علاوه بر این بعضی از این انواع در حال حاضر از سوخت های فسیلی و هسته ای بسیار گران تر تمام می شود. یك جنبه مهم دیگر استفاده از منبع تجدید شونده برتری آن از نظر زمان لازم در برپایی و كاربرد فناوری است
به طوری كه اغلب این منابع در مقایسه با توسعه منابع جدید دیگر و یا ساخت نیروگاه های فسیلی و هسته ای زمان كوتاه تری را طلب می كنند. تقریبا می توان گفت ۱۵ درصد از انرژی اولیه خورشید وارد هوای كره زمین می شود، اما مقدار واقعی آن در هر نقطه بسته به فصل سال و پوشش ابر بسیار متغیر است. فناوری جدیدی به نام «فتوولتائیك» وجود دارد كه توسط مواد نیمه هادی انرژی خورشید را به برق تبدیل می كند. به طوری كه هنگامی كه نور خورشید به سلول های صفحات مخصوص این سیستم برخورد می كند الكترون ها را به جریان می اندازد و برق تولید می شود و در بسیاری از نقاط جهان به خوبی قابل استفاده است و حتی در برخی از وسایل نیز همچون ماشین حساب كاربرد فراوان دارد. این تكنولوژی در چند سال اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است و كارایی این نوع انرژی در حال حاضر ۳۰ درصد برآورد می شود كه در صورت گسترش این فناوری حتی به ۴۰ درصد نیز قابل افزایش است و بهای استفاده از این انرژی در آینده بسیار پایین خواهد بود و در نتیجه در سطحی گسترده می توان از این انرژی پاك استفاده كرد بدون اینكه كوچك ترین ضرری برای محیط زیست داشته باشد. یكی دیگر از فناوری های انرژی خورشیدی تولید هیدروژن است به طوری كه در این روش به كمك صفحات جمع كننده انرژی خورشید و جریان برق تولید شده آب را تجزیه و هیدروژن تولید می كنند و جالب اینكه هیدروژن را به عنوان یك سوخت مهم می توان در تمام مسیرهایی كه سوخت فسیلی مصرف می شود، مانند مصرف در موتور اتومبیل های سبك و سنگین و یا گرم كردن آب و ساختمان و غیره مورد استفاده قرار داد. هنگامی كه هیدروژن با استفاده از خورشید تولید می شود، یك منبع تجدیدشونده محسوب می شود و یك سوخت پاك است كه سهمی در افزایش گرمای جهانی و آلودگی هوا و در مجموع ضرری برای محیط زیست ندارد. در مجموع می توان اینگونه نتیجه گیری كرد كه انرژی های جانشین تجدیدشونده همچون نور خورشید، آب، كه مهم ترین منبع انرژی برای قرن اخیر است و انرژی باد به طوری كه كشور آلمان تصمیم دارد تا ۶۰ درصد انرژی خود را از باد تامین كند و همچنین سوخت هیدروژنی، مهم ترین منابع تامین انرژی برای ساكنان زمین هستند زیرا علاوه بر فواید مهم خود كمترین آلودگی زیست محیطی را به دنبال خواهند داشت.
