برق یکی از ارکان اصلی زندگی مدرن است که از روشنایی خانهها تا تأمین انرژی صنایع، نقش کلیدی ایفا میکند. روشهای مختلفی برای تولید برق در سراسر جهان وجود دارد که هر کدام ویژگیها، مزایا و چالشهای خاص خود را دارند. در این مقاله، روشهای رایج تولید برق را به زبانی ساده و روان معرفی میکنیم و با استفاده از آخرین دادههای سال ۲۰۲۴، نقش هر روش در تولید برق جهانی را بررسی میکنیم.
فهرست مطالب
ترکیب جهانی تولید برق در سال ۲۰۲۴
بر اساس گزارشهای Ember و IEA، ترکیب جهانی تولید برق در سال ۲۰۲۴ به شرح زیر است:
| منبع تولید برق | درصد سهم در سال ۲۰۲۴ |
|---|---|
| زغالسنگ | ۳۵٪ |
| گاز طبیعی | ۲۳٪ |
| نفت و سایر فسیلیها | ۲٪ |
| نیروی آبی | ۱۴٪ |
| هستهای | ۹٪ |
| بادی | ۸٪ |
| خورشیدی | ۷٪ |
| زیستتوده | ۴٪ |
| سایر منابع | ناچیز |
این دادهها نشاندهنده تسلط سوختهای فسیلی و رشد سریع منابع تجدیدپذیر است.
۱. سوختهای فسیلی: زغالسنگ، گاز طبیعی و نفت
سوختهای فسیلی، شامل زغالسنگ، گاز طبیعی و نفت، همچنان بزرگترین منبع تولید برق در جهان هستند. در سال ۲۰۲۴، زغالسنگ حدود ۳۵ درصد و گاز طبیعی حدود ۲۳ درصد از برق جهانی را تأمین کردند (IEA). در این روش، سوخت در نیروگاهها سوزانده میشود تا گرما تولید کند. این گرما آب را به بخار تبدیل میکند که توربینهای متصل به ژنراتورها را به حرکت درمیآورد. سوختهای فسیلی به دلیل دسترسی آسان و زیرساختهای گسترده، پراستفاده هستند، اما انتشار گازهای گلخانهای مانند دیاکسید کربن و آلودگی محیطزیست از معایب اصلی آنهاست. تلاشهای جهانی برای کاهش وابستگی به این منابع به دلیل نگرانیهای زیستمحیطی در حال افزایش است.
نفت، اگرچه نقش کمتری دارد (حدود ۲ درصد)، در برخی مناطق خاص برای تولید برق استفاده میشود. با این حال، به دلیل هزینه بالا و تأثیرات زیستمحیطی، استفاده از آن در حال کاهش است.
۲. نیروی هستهای
نیروی هستهای از فرآیند شکافت هستهای برای تولید برق استفاده میکند. در این روش، هسته اتم (معمولاً اورانیوم) شکافته میشود و گرمای زیادی آزاد میکند. این گرما برای تولید بخار و چرخاندن توربینها به کار میرود. در سال ۲۰۲۴، نیروی هستهای حدود ۹ درصد از برق جهانی را تأمین کرد (Ember). این روش به دلیل تولید کم کربن و قابلیت اطمینان بالا، بهویژه در کشورهایی مانند فرانسه که بخش عمده برق خود را از این روش تأمین میکنند، محبوب است. با این حال، مدیریت زبالههای هستهای، هزینههای بالای ساخت نیروگاه و نگرانیهای ایمنی از چالشهای این روش هستند.
۳. نیروی آبی
نیروی آبی از انرژی جنبشی آب جاری، معمولاً از طریق سدها، برای تولید برق استفاده میکند. آب ذخیرهشده در مخازن سدها آزاد میشود و توربینهای متصل به ژنراتورها را میچرخاند. نیروی آبی بزرگترین منبع تجدیدپذیر تولید برق در جهان است و در سال ۲۰۲۴، حدود ۱۴ درصد از برق جهانی را تأمین کرد (IEA). این روش به دلیل هزینههای عملیاتی پایین و قابلیت اطمینان بالا، بهویژه در کشورهایی مانند نروژ و پاراگوئه که بخش عمده برق خود را از نیروی آبی تأمین میکنند، بسیار ارزشمند است. با این حال، ساخت سدها میتواند به اکوسیستمهای رودخانهای و جوامع محلی آسیب برساند.
۴. نیروی بادی
نیروی بادی از انرژی جنبشی باد برای چرخاندن پرههای توربین استفاده میکند که به ژنراتورها متصل هستند و برق تولید میکنند. در سال ۲۰۲۴، نیروی بادی حدود ۸ درصد از برق جهانی را تأمین کرد (Ember). این روش در سالهای اخیر رشد چشمگیری داشته و در کشورهایی مانند دانمارک و آلمان سرمایهگذاری زیادی در آن شده است. نیروی بادی پاک، تجدیدپذیر و بدون انتشار گازهای گلخانهای است، اما به شرایط آبوهوایی وابسته است و در مناطقی با باد ناپیوسته ممکن است کارایی کمتری داشته باشد.
۵. نیروی خورشیدی
نیروی خورشیدی از نور خورشید برای تولید برق استفاده میکند، عمدتاً از طریق سلولهای فتوولتائیک (PV) که نور را مستقیماً به برق تبدیل میکنند یا سیستمهای حرارتی خورشیدی که گرما تولید میکنند. در سال ۲۰۲۴، نیروی خورشیدی حدود ۷ درصد از برق جهانی را تأمین کرد و رشد سریعی داشت (Ember). تولید برق خورشیدی در سه سال گذشته دو برابر شده و به بیش از ۲۰۰۰ تراواتساعت رسیده است. این روش به دلیل فراوانی نور خورشید و کاهش هزینههای فناوری، بهسرعت در حال گسترش است. با این حال، وابستگی به نور خورشید و نیاز به فضای زیاد برای نصب پنلها از محدودیتهای آن است.
۶. زیستتوده
زیستتوده از مواد آلی مانند چوب، ضایعات کشاورزی یا محصولات انرژیزا برای تولید برق استفاده میکند. این مواد میتوانند مستقیماً سوزانده شوند یا به بیوگاز تبدیل شوند تا نیروگاهها را تغذیه کنند. در سال ۲۰۲۴، زیستتوده حدود ۴ درصد از برق جهانی را تأمین کرد (IEA). زیستتوده به دلیل تجدیدپذیر بودن ارزشمند است، اما تأثیرات زیستمحیطی آن به نحوه مدیریت منابع بستگی دارد. استفاده نادرست از زیستتوده میتواند به جنگلزدایی یا انتشار گازهای گلخانهای منجر شود.
۷. نیروی زمینگرمایی
نیروی زمینگرمایی از گرمای داخلی زمین برای تولید بخار یا گرم کردن آب استفاده میکند که توربینها را به حرکت درمیآورد. این روش تجدیدپذیر و قابل اعتماد است، اما تنها در مناطقی با منابع زمینگرمایی مناسب، مانند ایسلند، قابل استفاده است. اگرچه سهم آن در تولید برق جهانی کم است، اما در مناطق مناسب، منبع پایداری برای تولید برق محسوب میشود.
۸. سایر روشها
روشهای کمتر رایج مانند نیروی جزر و مدی و موج از انرژی حرکت امواج و جزر و مد اقیانوس برای تولید برق استفاده میکنند. این روشها هنوز در مراحل اولیه توسعه هستند و سهم بسیار کمی در تولید برق جهانی دارند. با این حال، با پیشرفت فناوری، ممکن است در آینده نقش بزرگتری ایفا کنند.
نتیجهگیری
ترکیب جهانی تولید برق در حال تغییر است. سوختهای فسیلی همچنان نقش غالب را دارند، اما منابع تجدیدپذیر مانند نیروی آبی، بادی و خورشیدی بهسرعت در حال رشد هستند. در سال ۲۰۲۴، منابع کمکربن (تجدیدپذیر و هستهای) بیش از ۴۰ درصد از برق جهانی را تأمین کردند که نشاندهنده حرکت به سمت آیندهای پایدارتر است. انتظار میرود که با ادامه این روند، تا سال ۲۰۴۰ منابع تجدیدپذیر از سوختهای فسیلی پیشی بگیرند (Ember). درک این روشها به ما کمک میکند تا پیچیدگیهای بخش انرژی و تلاشهای جهانی برای کاهش اثرات زیستمحیطی را بهتر درک کنیم.
