انرژی های تجدیدپذیر می توانند باعث تخریب محیط زیست شوند

20 ژانویه 2023

تقریبا 150 کیلومتر دورتر از ساحل یورکشایر، نسل جدیدی از توربین های بادی دور از ساحل که در داگر بنک ساخته می شود، ارتفاعی بیش از برخی آسمان خراشها خواهند داشت.

همراه با انبوهی صفحات خورشیدی و خودروهای برقی، این شاهکارهای مهندسی بشر ستون فقرات یک اقتصاد سبز خواهند بود که همراستا با ترک سوخت های فسیلی ظهور یافته است.

لیکن همچنانکه ما رویکرد توقف انتشار کربن را به نام نجات سیاره مان در پیش گرفته ایم، درباره اقدامات لازم برای نیل به این هدف تنش زیادی بروز کرده است.

بر طبق نظر سازمان جهانی انرژی (IEA) و بانک جهانی، حرکت بسوی منابع انرژی تجدیدپذیر متضمن رشد بی سابقه استخراج کانی‌های گرانقیمت از خاک بوده است.

چه لیتیوم و کبالت مورد نیاز برای برای باتری ها باشد و یا عناصر خاکی نادر مورد استفاده در آهنرباهایی که در موتور توربین ها و خودروهای برقی بکار می روند، ما نخواهیم توانست بدون اینها به فناوری های سبز مورد نیاز خود برسیم.

علاوه براین، پژوهشگران و برگزارکنندگان کارزارهای زیست محیطی هشدار می دهند که معادن تولید کننده این کانی ها مشکلات زیست محیطی خاص خود پدید آورده اند، بدترین نمونه این مشکلات ویران شدن چشم اندازها، آلودگی آب و تخریب مزارع است. این صنعت چالش های ژئوپولتیکی برای بریتانیا و متحدان آن بوجود آورده است زیرا چین بر زنجیره تامین کانی های نادر تسلط دارد.

هنری سندرسن نویسنده و روزنامه نگار کسب و کار بر این عقیده است که غلبه بر این تناقضات یکی از بزرگترین چالش های پیش روی کسب . کارها و سیاست گذاران است. به گفته او: "معدن کاوی دارای اثراتی است و برای اغلب جوامع محلی امر مطلوبی نیست." ایجاد موازنه بین نیاز به معادن عناصر نادر و مقاومت جوامع محلی امر ساده ای نیست.

رشد انفجاری معدنکاوی

حجم عظیم کانی ها و فلزات مورد نیاز تحول سبز که متضمت برقی سازی گسترده حمل و نقل و تولید انرژی است، حیرت آور است.

کانی هایی مانند لیتیم، کبالت و نیکل برای باتری های ذخیره کننده انرژی محرک میلیاردها خودروی برقی مورد نیاز هستند. مس برای خطوط انتقال برق همه جا مورد نیاز است. فلزات نادر خاکی برای ساخت آهنرباهایی که نقشی اساسی در بخش های چرخنده توربین های بادی و موتورهای برقی دارند بکار می رود. در حالی که یک خودروی عادی به حدود 34 کیلوگرم کانی نیاز دارد، در یک خودروی برقی حدود 207 کیلوگرم یا شش برابر بیشتر کانی کمیاب بکار می رود. در این میان، یک توربین بادی دور از ساحل 13 برابر بیشتر کانی کمیاب برای تولید هر مگاوات برق نسبت به یک نیروگاه گازی نیاز دارد. موسسه جهانی انرژی چنین پیش بینی کرده است که تقاضا برای کانی های اساسی تا سال 2050 به 42.3 تن یعنی شش برابر میزان کنونی خواهد رسید. این امر منجر به انفجاری در معدن کاوی در سالهای آتی خواهد شد. در سراسر اروپا بویژه در کشوری مانند پرتغال که منابع بزرگ لیتیم موجود است، مقاومت زیادی از سوی جوامع محلی در برابر معدنکاوی بروز کرده است. صدور مجوز برای معدنکاوی در کشورهای اتحادیه اروپا بسادگی صورت نمی پذیرد. اروپا هم اکنون در زمینه دستیابی به کانی های کمیاب کاملا به چین وابسته است. بیش از 90 درصد فلزات کمیاب خاکی توسط چین استخراج و تولید می شود. همچنین بین 50 تا 70 درصد لیتیوم و 45 درصد نیکل جهانی توسط چین به بازار عرضه می شود. به کمک یارانه های سخاوتمندانه دولتی شرکتهای چینی کشورهای دیگر از استرالیا تا شیلی را برای معادن فلزات کمیاب جسته اند. حاصل این معدن کاوی ها میلیون ها تن مواد سمی بوده که در دامان طبیعت رها شده است.

منبع

https://news.yahoo.com/green-revolution-fuelling-environmental-destruction-185418967.html

نیروگاه توربین گازی چگونه کار می‌کند؟

نیروگاه توربین گازی چگونه کار می‌کند؟

ترجمه و گردآوری: اصغر ناصری

توربین‌های گازی در بسیاری از نیروگاههای سوخت گازی امروزی نصب شده اند. با وجود پیچیدگی، تمام انواع این موتورهای حرارتی از سه بخش اصلی تشکیل شده‌اند:

- کمپرسور، که هوا را به درون موتور می‌کشد، آن را تحت فشار قرار داده و به داخل اتاق احتراق با سرعت چند صد کیلومتر در ساعت می‌راند.

- سیستم احتراق که بطور معمول حلقه‌ای از پاشنده‌های سوخت است که جریان ثابتی از سوخت رابه درون اتاقهای احتراق می‌پاشند که در آنجا به هوا مخلوط می‌شوند. این مخلوط در دمایی بالای 1000 درجه سلسیوس می‌سوزد. احتراق جریانی از گاز داغ و پرفشار تولید می‌کند که به داخل بخش توربین وارد شده و در آنجا انبساط می‌یابد.

- توربین یک آرایه پیچیده از پره‌های ثابت و دوار با مقطع ایرفول است. با عبور گازهای داغ از لابلای پره‌های توربین و انبساط آن، پره‌های دوار محور توربین را به گردش در می‌آورند. پره‌‌های توربین یک کارکرد دوگانه دارند: کمپرسور را به گردش در می‌آورند تا هوای تحت فشار بیشتری به داخل بخش احتراق وارد سازند؛ و یک مولد را می‌گردانند که تولید انرژی می‌نماید.

بخش های مختلف یک توربین گازی

طرح شماتیک یک نیروگاه توربین گازی

توربینهای گازی زمینی بر دو نوعند: 1) موتورهای با قاب سنگین و 2) موتورهای آیرودینامیکی (aeroderivative). موتورهای قاب سنگین نسبت تراکم پایین تری داشته (معمولا زیر 20) و اندازه نسبتا بزرگی دارند. در اینجا منظور از نسبت تراکم، نسبت فشار هوای تخلیه شده از کمپرسور به فشار هوای ورودی است. موتورهای آیرودینامیکی اقتباسی از موتورهای جت هستند و در نسبتهای تراکم بسیار بزرگ عمل می کنند (معمولا بیشتر از 30). این موتورها بسیار جمع و جورند و وقتی میزان برق کمی مورد نیاز باشد بکار می‌روند. یک توربین با قاب بزرگتر خروجی توان بیشتری دارد و میزان انتشار آلاینده ها از آنها نیز بالاست. این توربینها باید طوری طراحی شوند که میزان آلاینده هایی مانند گازهای اکسید نیتروژن از آنها کم باشد.

کلید اصلی نیل به بازدهی بالای نسبت سوخت مصرفی به توان در توربینها، دمای کاری است. دماهای بالاتر به معنی بازدهی بالاست که به نوبه خود، عملکرد اقتصادی تری را به دنبال دارد. گاز جریان یافته از درون یک نیروگاه توربینی می‌تواند دمایی در حد 1200 درجه سلسیوس داشته باشد لیکن برخی فلزات بکار رفته در توربین تنها تا دمای 900 درجه سلسیوس مقاومت می‌کنند. بنابراین از هوای ورودی توسط کمپرسور باید برای خنک کردن اجزای توربین استفاده کرد که بازدهی گرمایی نهایی را کاهش می‌دهند.

روش دیگری برای ارتقای بازدهی، نصب یک مولد بخار بازیابی دما (Heat Recovery Steam Generator) یا HRSG برای بازیافت انرژی گازهای خروجی از توربین است. این ماژول، گرمای اتلافی از سیستم تخلیه را جذب کرده و از آن برای پیش گرمایش هوای خروجی از کمپرسور قبل از اینکه وارد اتاق احتراق شود، استفاده می‌کند. این ماژول برای تولید بخار از گرمای گازهای خروجی نیز استفاده می‌کند بدین صورت که این گرما به بویلرهای حاوی آب هدایت می‌شود. بخار فشاربالای تولید شده توسط این بویلرها یک توربین بخار را می‌گردانند که از آن برق اضافی تولید می‌شود. به چنین نیروگاهی، نیروگاه سیکل ترکیبی گفته می‌شود.

یک توربین گازی ساده بازدهی حدود 25 تا 30 درصد دارد. در حالیکه نیروگاه سیکل ترکیبی می‌تواند به بازدهی بالای 60 درصد دست یابد. میزان انتشار آلاینده‌ها نیز بسیار کمتر خواهد بود.

طرح شماتیک یک نیروگاه سیکل ترکیبی