مباني و مفاهيم بنياني انرژي

 

تعريف انرژي

در ادبیات فنی فارسی تعریف خاصی از انرژی تحت عنوان «انرژی توانایی انجام کار است» ارائه شده و در سطح جامعه رایج است. این تعریف از دقت کافی برخوردار نیست و کار تنها شکل مشخصی از انرژی است.

لذا شکل خاصی از انرژی نمی تواند جامعیت انرژی را منعکس سازد. تعریف دقیق انرژی توسط ماکس پلانک ارائه شده و آن عبارت است از: «انرژی استعداد تاثیر گذاری خارجی  یک سیستم است.»

هرگونه سیستمی و هر شیئی دارای مقدار معینی انرژی است ولی مهم اشکال متنوع و مختلف تظاهر انرژی است که بصورت جرم، نور، حرکت و غیره بروز پیدا می کند. مقدار معینی انرژی ممکن است دارای ارزش و کیفیت متفاوت باشد.

 

1-2- اشكال انرژي

تمام اشكال انرژي در دسترس را مي توان به عنوان انرژي ذخيره شده يا انرژي گذرا دسته بندي كرد. مثالهاي انرژي ذخيره شده عبارتند از : انرژي شيميايي سوختهاي فسيلي، انرژي داخلي يك ماده، انرژي پتانسيل مربوط به موقعيت يك جرم در يك ميدان نيرو، از قبيل ميدان گرانش زمين يا يك ميدان الكترواستاتيكي. انرژي گذرا، انرژي انتقال يافته بين يك سيستم و محيط آن است. حرارت و كار به عنوان انرژيهاي گذرا در مورد تبديل انرژي حرارتي به شمار مي روند.

 

انرژي در اشكال مختلفي ظاهر مي شود :

-        انرژي تشعشع الكترومغناطيسي

-        انرژي شيميايي ( انرژي واكنش شيميايي)

-        انرژي هسته اي ( انرژي اتصال هسته)

-        انرژي مكانيكي ( انرژي پتانسيل، انرژي جنبشي، كار)

-        انرژي داخلي

-        انرژي حرارتي (گرما)

-        انرژي الكتريكي

 

هر شكلي از انرژي مي تواند به هر شكل ديگري از آن تبديل شود.و حوزه تبديل انرژي مي تواند كامل يا جزئي باشد. انرژي مكانيكي، شيميايي و الكتريكي مي تواند به طور كامل به انرژي حرارتي تبديل شود( گرما) در حالي كه تبديل حرارت به انرژي مكانيكي فقط به صورت جزئي است و در يك سيستم تبديل مثل يك توربين يا موتور احتراق داخلي با استفاده از يك سيال عامل ( گاز، بخار) و با تغيير چرخه اي حالت آن اتفاق مي افتد. راندمان اين تبديل انرژي بستگي به تفاوت دما بين سيال عامل سيستم و محيط آن دارد. راندمانهاي معمول در نيروگاههاي زغال سنگي % 44- 38 و در موتورهاي احتراق داخلي و توربينهاي گازي  %32 تا %40 است.

در توليد، تبديل و به كارگيري انرژي، از واژه هايي چون منابع انرژي متداول و غير متداول، انرژي اوليه و ثانويه و انرژي آماده، و انرژي مفيد استفاده مي شود. منابع انرژي متداول عبارتند از: سوختهاي فسيلي (زغال سنگ، لينيت، تورب  ( زغال سنگ نارس)، سوخت نفتي، گاز طبيعي، و چوب) و همچنين انواع سوخت توليدي مصنوعي از قبيل گاز زغال سنگ، گاز مايع، كك، چار و نيز مواد زائد قابل احتراق . منابع انرژي قابل احيا ( كه همچنين غير متداول  و جايگزين ناميده  مي شوند) عبارت هستند از انرژي خورشيدي، باد، آب، حرارت مربوط به زمين، موج و جزر و مد و انرژي مربوط به جسم زنده. يك منبع انرژي قبل از تبديل، انرژي اوليه ناميده مي شود. انرژي خورشيدي و انرژي شيميايي سوختهاي فسيلي مثالي از اين نوع هستند. اشكال انرژي حاصله از تبديل انرژي اوليه، انواع انرژي ثانويه را تشكيل مي دهند.اين نوع انرژيها انرژي الكتريكي، كار، و انرژي حرارتي براي گرم كردن، پختن و خنك كردن هستند. براي محاسبه مقدار انرژي ثانويه بدست آمده از مقدار معيني انرژي اوليه، بازده تبديل يك دستگاه مبدل مثل توربين بخار يا گاز در يك ايستگاه قدرت و يا يك موتور احتراق داخلي مورد استفاده قرار مي گيرد. انرژي مفيد، انرژي فراهم شده جهت استفاده كننده است. مقدار اين انرژي در يك كاربرد به خصوص برابر با انرژي  ثانويه منهاي انرژي اتلافي در سيستمهاي توزيع و جابه جايي انرژي است. انرژي لازم براي منظور خاصي مثل استفاده در وسايط نقليه، موتورها، روشنايي، گرمايش، سرمايش، پختن يا فرآيندهاي تكنولوژي صنعتي، انرژي مفيد ناميده مي شود.

واحد اصلي انرژي، ژول است:

براي مقادير بزرگ انرژي، واحد هاي زير مورد استفاده قرار مي گيرد:

 

انرژي ( به خصوص انرژي الكتريكي) همچنين بر حسب كيلووات ساعت (KWh ) اندازه گيري مي شود. اين واحد  انرژي به صورت زير به يكديگر مربوط مي شود:

1 Kwh=3.6MJ   ,   1 MJ = 0.278 KWh

 

در گزارشهاي آماري به منظور مقايسه انواع مختلف سوخت  انرژي دو مقدار معادل انرژي مي تواند استفاده شود: معادل زغال سنگ و معادل روغن معدني، بنابراين يك تن معادل زغال سنگ و يك تن معادل روغن معدني است. براي مقادير زياد انرژي ( سوخت )، يك ميليون تن معادل روغن استفاده مي شود:

شرح مختصري از اشكال مختلف انرژي در ادامه آمده است.

 

انرژي تابشي الكترومغناطيسي

تمام طيف تشعشع الكترومغناطيس شامل تشعشعg )محدوده طول موج m     ^11-10 £  l) اشعه ايكس (m ^8-10£ l ) تشعشع خورشيدي و حرارتي             (m^4-10£ l) راديو، تلويزيون و موجهاي رادار(m ^2-10£ l ) است.

 

انرژي خورشيدي

انرژي خورشيدي، انرژي الكترومغناطيس با محدوده طول موج 25/0 تا          است. طيف خورشيدي شامل تشعشع ماوراي بنفش، نور مرئي و تشعشع نزديك مادون قرمز است.

كميّت انرژي حامل در يك فوتون نور (تشعشع خورشيدي) توسط رابطه زير داده مي شود:

(1-1)                                                                                    

كه در آن h  ثابت پلانك(Js 10³⁴ × 626/6 )، v فركانس موج بر حسب ، c سرعت نور) m/s 10⁸ × 998/2( و l طول موج بر حسب متر (m) است.

انرژي يك فوتون با طول موج كوتاهتر (به عنوان مثال در محدوده تشعشع ماوراي بنفش) بيشتر از طول موج بلندتر(در محدوده تشعشع نزديك مادون قرمز) است.

قدرت پخش كلي خورشيدkW 10²³ × 4 فقط كسر كوچكي از شار انرژي خورشيدي در زاويه راس 53/0 به زمين مي رسد. در صورتي كه شار انرژي خورشيدي كه به سطح زمين مي رسد خيلي بزرگ است ) kWh 10¹⁸ × 03/1( و از مصرف سالانه انرژي اوليه در دنيا به اندازه حدود 13000 برابر بيشتر        مي باشد.

خورشيد غني ترين منبع نا محدود انرژي بدون آلودگي است ولي مشكل بودن استفاده انرژي خورشيدي به دليل شدت نسبتاً پايين آن و مشخصه آماري تشعشع خورشيدي برخوردي است كه شديداً متاثر از فصل و چرخه روز و شب و ابري بودن آسمان است. اين خصوصيات انرژي خورشيدي برخوردي توسط اندازه سيستمهاي خورشيدي جبران مي شود. بنابراين جمع كننده هاي خورشيدي بايد به اندازه كافي بزرگ باشند تا كميتي از انرژي خورشيدي را جذب كنند كه نه تنها براي مصارف جاري كافي باشد، بلكه به مصرف مواقع با تشعشع كم خورشيد و در شب نيز برسد. اين مقدار اضافي انرژي خورشيدي ذخيره مي شود. عملاً در تمام واحدهاي صنعتي خورشيدي براي تضمين تغذيه انرژي يك سيستم انرژي اضافي (پشتيبان) مورد استفاده قرار مي گيرد. يك متر مربع از مساحت سطح جمع كننده انرژي در محلي با شار خورشيدي ساليانه در حدود   1200مي تواند در حدود KWh 500 گرماي مفيد را با دماي سيال انتقال دهنده گرما برابر با °C60-45 فراهم آورد. براي گرم كردن آب مصرفي خانگي در يك خانواده چهار نفري، يك صفحه تخت جمع كننده به مساحتm² 6-4 و تانك آب گرم با ظرفيت 300-200 ليتر لازم است. مخارج كلي يك چنين واحد صنعتي در آلمان حدود 7000 دلار مي شود. زمان استهلاك اين سيستم بين 12 تا 15 سال است.

محاسبات اقتصاد مهندسي در بخش انرژي

 

سيستم عرضه انرژي مجموعه اي از فن آوريهاي فرآورش، تبديل و انتقال است. يكي از ابعاد مشخص كننده ساختار بخش انرژي فن آوريهاي سيستمهاي انرژي است. شناسايي و انتخاب فن آوري بهينه موضوع عمده تصميم گيري در بخش انرژي است. گزينش فن آوري مناسب در هر يك از سطوح پخش انرژي بر اساس معيارهايي صورت مي پذيرد كه موارد عمده آن توجيه پذيري اقتصادي، سازگاري با محيط زيست و مقبوليت اجتماعي است. توجيه پذيري اقتصادي عرضه حاملهاي انرژي تحت تاثير هزينه توليد و عرضه آنها قرار دارد و يكي از اقلام عمده هزينه، هزينه توليد است. برآورد و تخمين هزينه توليد و عرضه هر يك از حاملهاي انرژي يكي از اطلاعات مهم و مورد نياز در فرآيند تصميم گيري در بخش انرژي است.

سيستم ها و فن آوريهاي مورد بهره برداري در بخش انرژي به دليل ويژگيهاي خود داراي طول عمر خدماتي طولاني هستند و هزينه عملياتي نيز بطور وسيع از مقدار جريان انرژي تبعيت مي كند. هزينه عملياتي تابعي از بازده انرژي است و تغييرات بازده انرژي نيز تحت تاثير حجم سرمايه گذاري قرار دارد. براي درك عميق ارتباط تابعي بين هزينه توليد و عرضه حاملهاي انرژي و ويژگيهاي سيستم هاي فرآورش و تبديل انرژي، روش محاسبه هزينه و توليد انرژي با عنايت به مباني اقتصاد مهندسي مورد بحث قرار    مي گيرد. در قسمت اول، محاسبات در حالت ايستا موضوع بحث است و در بخش دوم ضمن تشريح اهميت بكارگيري روشهاي پويا، نحوه برآورد هزينه به كمك روش پويا توضيح داده مي شود. در قسمت پاياني يك مثال مشخص مورد بحث قرار مي گيرد.

 

4 – 1 تعاريف و مفاهيم

هدف از بكارگيري روشهاي اقتصاد مهندسي

هدف اصلي از انجام محاسبات اقتصاد مهندسي در بخش انرژي آن است كه اطلاعات قابل اتكا و واقعي براي تصميم گيري در مورد سرمايه گذاري تهيه گردد. دسترسي به اطلاعات مزبور كمك مي كند به سوالهاي زير پاسخ داده شود.

الف – ارزيابي اقتصادي هر يك از طرحهاي موضوع سرمايه گذاري

آيا تخصيص منابع مالي لازم براي سيستم مورد نظر داراي توجيه اقتصادي است؟

ب – مسئله انتخاب

سرمايه گذار امكان آن را دارد كه از ميان گزينه هاي مختلف انتخاب كند. كدام گزينه بهترين است؟

ج – موضوع جايگزيني

آيا لازم است تاسيسات موجود با سيستم هاي جديد جايگزين شود؟

از طريق كاربرد روشهاي محاسبات اقتصاد مهندسي مي توان به هر يك از پرسشهاي فوق پاسخ مناسب را ارائه نمود و از اينرو، استفاده از روشهاي اقتصاد مهندسي يك اقدام لازم براي توسعه پايگاه اطلاعاتي در فرآيند  تصميم گيري است.

 

مفاهيم اوليه

برخي از اصطلاحات و مفاهيم اوليه كه بطور وسيع در محاسبات اقتصاد مهندسي بخش انرژي مورد استفاده قرار مي گيرد به ترتيب زير است.

سرمايه گذاري: تخصيص منابع مالي به تجهيزات و تسهيلات مربوط به سيستم هاي انرژي

مخارج : ارزش پولي كالاها، تجهيزات و خدمات خريداري شده در طول يك دوره زماني

درآمد: ارزش پولي فروش كالاها و خدمات در طول يك دوره زماني

هزينه: ارزش استهلاك كالاها و خدمات در فرآيند توليد تا هنگاميكه توليد محصول لازم است

فروش: ارزش پولي كالاها و خدمات حاصل از عمليات فرآيند توليد در يك دوره زماني

هزينه و قيمت جاري: هزينه ها يا قيمتها در زمانهاي مشخص و براساس قیمت روز در آن زمان

هزينه و قيمت واقعي: هزينه يا قيمت كالاها و خدمات در زمانهاي مختلف كه تاثير تورم بر آن حذف شده است. در اين حالت اطلاعات اقتصادي به قيمتهاي ثابت سال پايه ارائه مي شود.

براي توضيح تفاوت عمده بين هزينه ها و قيمتهاي جاري و واقعي با يكديگر به مثال زير اشاره مي شود.

نرخ تورم در يك كشور بطور متوسط برابر 0/3% در سال در طول دو دهه گذشته است. اگر قيمت نفت در سال 2000 برابر 25 دلار براي يك بشكه باشد بهاي نفت خام بر اساس قيمتهاي سال 1980 چه مقدار است؟

براي پاسخ به اين سوال لازم است تاثير نرخ تورم حذف شود. اگر قيمت نفت خام در سال 1980 برابر P₈₀ و نرخ تورم برابر r درصد در سال باشد در آن حالت، قيمت نفت در سال 2000 P₀₀ طبق رابطه (4-1) قابل محاسبه است:

(4-1)                                                                             

 

بنابراين بهاي نفت براساس قيمتهاي 1980 به ترتيب رابطه (4-2) قابل محاسبه است:

(4-2)                                                                                 

 

با توجه به رابطه فوق قيمت نفت كه در سال 2000 برابر 25 دلار براي يك بشكه بوده براساس قيمتهاي سال 1980 برابر 6/12 دلار براي يك بشكه است. لذا، P₀₀=$25 قيمت جاري نفت در سال 2000 است و P80=$12.6 قيمت واقعي نفت خام در سال 2000 براساس قيمتهاي سال 1980 است. هنگاميكه قيمت جاري نفت براساس متوسط نرخ تورم در 20 سال گذشته (1980-2000) طبق رابطه (4-2) تعديل مي شود اثر تورم بر تغييرات قيمت نفت حذف مي گردد و به اين ترتيب، قيمت واقعي كه معادل قيمت جاري است محاسبه مي شود.

 

محاسبه اقتصادي از نظر واحد توليدي: از نقطه نظر صاحب و بهره برداري يك سيستم، محاسبات اقتصادي بايد موارد زير را در بر داشته باشد:

-         ماليات ها و يارانه ها

-         زمان بهره برداري از تاسيسات = زمان استهلاك

 

محاسبات اقتصادي براساس اقتصاد ملي: محاسبات بر اساس مباني اقتصاد كلان (ملي) بايد داراي موارد زير باشد.

-         ماليات يا يارانه ملحوظ نمي شود.

-         زمان بهره برداري از تاسيسات برابر طول عمر آن باشد.

 

مرزبندي بين محاسبات هزينه و سرمايه گذاري

محاسبات مربوط به هزينه و سرمايه گذاري قابل تفكيك از يكديگر هستند. چكيده نقاط تمايز بين محاسبات هزينه و سرمايه گذاري به ترتيب جدول 4-1 است.

جدول 4-1  نقاط تمايز بين محاسبات هزينه و سرمايه گذاري

معيار مرزبندي		محاسبات هزينه	محاسبات سرمايه گذاري توجيه اقتصادي
1	تناوب	بطور مرتب در دوره هاي زماني معين انجام مي گيرد	در مواردمشخص (يعني گسسته) و در صورت لزوم انجام مي گيرد
2	دوره برنامه ريزي	براي يك دوره برنامه ريزي اجرا مي شود (محاسبات دوره اي)	محاسبات چندين دوره زماني را شامل مي شود (محاسبات چند دوره اي)
3	موضوع محاسبات	كل مجتمع توليدي	واحدهاي توليدي مشخص
4	هدف محاسبات	كنترل كوتاه مدت و هدايت كل مجتمع (ارزيابي عمليات مجتمع)	تعيين سودآور بودن (مطلق يا نسبي) يك مورد سرمايه گذاري؛ تعيين زمان بهينه جايگزيني
5	اجزاء محاسبات	هزينه ها و دستاوردها (محصولات)	پرداختها و دريافتها

 

روشهای محاسبات اقتصاد مهندسي

-     دو روش عمده محاسبات اقتصاد مهندسي تحت عنوان ‌«روش ايستا(Static)»  و «روش پويا (Dynamic)» قابل تفكيك هستند. زير مجموعه هاي عمده هر يك از روشها به ترتيب زير است:

الف – روش ايستا

-         مقايسه هزينه

-         مقايسه سود

-         محاسبه استهلاك

-         محاسبه سودآوري

-     در اين نوع محاسبات تفاوت زماني در مورد دريافتها و پرداختها منظور نمي گردد و حجم دريافت و پرداخت در دوره زماني مورد محاسبه ثابت فرض مي شود.

ب – روش پويا

-         ارزش كنوني

-         نرخ داخلي

-         متوسط هزينه سالانه

-         تفاوتهاي زماني از طريق تنزيل نمودن كليه پرداختها و دريافت در نقاط زماني مختلف منظور مي شود.

 

4-2 روش محاسباتی ايستا

 مقايسه هزينه

موضوع اصلي «مقايسه هزينه» محاسبه هزينه سالانه يك واحد توليدي (C) و مقايسه آن با هزينه سالانه واحد ديگر (C_z) است. هزينه سالانه يك واحد توليدي مشتمل بر دو قسمت به ترتيب زير است:

-         الف – هزينه سرمايه اي (C) مشتمل بر هزينه استهلاك و سود سرمايه

-         ب – هزينه عملياتي (B) مشتمل بر هزينه هاي مزد و حقوق، مواد، سوخت و انرژي، تعمير و نگهداري

(C_a = C+ B)

 

براي مثال مقايسه هزينه يك سيستم حرارتي يك خانوار تك واحدي با توجه به اطلاعات مندرج در جدول (4-2) به ترتيب زير خواهد بود.

 

جدول 4 – 2 اطلاعات لازم براي مقايسه هزينه سيستم حرارتي

-         معيار مرزبندي	علائم	واحد	باسوخت نفت	با سوخت گاز
قيمت مستقيم	A	$	50000	4000
بازده	h	%	70	60
طول عمر بهره برداري	n	سال	15	15
قيمت سوخت	p	$/kWh	37%	65%
نرخ سود	i	%	8	8
تقاضاي حرارت	D	kWh	20000	20000

 

 

هزينه هاي سرمايه اي سالانه به ترتيب زير محاسبه مي شود.

(4-4)                                                                                       

: سود محاسباتي سرمايه   

: استهلاك محاسباتي

هزينه عملياتي مرتبط با سوخت و انرژي به ترتيب زير قابل محاسبه است.

(4-5)                                                                                          

با توجه به مجموعه مباحث فوق، هزينه سالانه سيستم حرارتي با سوخت فرآورده نفتي و گاز طبيعي به قرار زير است:

الف – با سوخت فرآورده نفتي

 

-         با سوخت گاز طبيعي

 

بطوريكه مشاهده مي شود سيستم حرارتي با سوخت گاز طبيعي ارزانتر از سيستم حرارتي با سوخت فرآورده نفتي است. روش مقايسه هزينه داراي مزايا و كاستي هايي است كه مي توان آنها را به ترتيب زير جمع بندي نمود.

روش مقايسه هزينه محاسبات سريع و ساده را منعكس مي سازد.

در روش مقايسه هزينه فرض بر آن است كه محصول دو سيستم مورد مقايسه يكسان است و ارزش اقتصادي محصول آنها يكي مي باشد.

اطلاعات مورد مقايسه مقادير متوسط در طول دوره زماني است كه ثابت فرض مي شود. (مانند هزينه هاي متوسط، ضريب بهره برداري و بازده)

مقايسه هزينه يك ميزان و مقياس مطلق براي ارزيابي سرمايه گذاري را منعكس مي سازد. اطلاعاتي در مورد سود دهي سرمايه گذاري ارائه  نمي شود.

 

مقايسه سود

در روش مقايسه سود مقدار متوسط سود سالانه يك پروژه ديگر مقايسه  مي شود. اگر هزينه ها در يك دوره برابر C و فروش برابر S باشد مقدار سود در نقطه زماني معين به ترتيب زير خواهد بود.

P= S - C

 

روش مقايسه سود سالانه امكان مقايسه دو پروژه با توليد متفاوت را فراهم  مي آورد. به این ترتيب مي توان سود يك نيروگاه برق را با يك نيروگاه دو منظوره (برق و حرارت توام) مقايسه نمود. در جدول (4-3) مقايسه سود سرمايه گذاري براي توسعه يك واحد نشان داده شده است.

 

4 – 3  مقايسه سود سرمايه گذاري براي توسعه

موضوع	علائم	واحد	وضع موجود	وضع برنامه ريزي شده
هزينه	C	1000$	2370	3020
فروش	S	1000$	2500	3250
سود	P	1000$	130	230

 

با توجه به ارقام مندرج در جدول، اجراي طرح توسعه سودآور است و وضع برنامه ريزي شده بر وضع موجود ترجيح داده مي شود. چكيده مزايا و كاستي ها روش مقايسه سود به ترتيب زير است.

-         روش محاسباتي ساده و سريع است

-         كاربرد روش مقايسه سود براي ارزيابي طرحهاي توسعه و مقايسه آن با وضع موجود امكان پذير است.

-         عامل زمان در محاسبات منظور نمي شود.

-         اطلاعات در مورد سود دهي طرح و پروژه ها ارائه نمي گردد.

 

محاسبات زمان برگشت سرمايه

حاصل محاسبات زمان برگشت سرمايه، برآورد زمان برگشت سرمايه است كه در طول آن زمان منابع مالي تخصيص يافته برگشت پيدا    مي كند. زمان برگشت سرمايه به كمك رابطه 4-7 قابل محاسبه است.

(4-7)                                                                                             

 

-         C:   منابع مالي تخصيص يافته (سرمايه) ]واحد پول[

-         T:    زمان برگشت سرمايه ]سال[

-         CF: جريان پولي سالانه ]واحد پول در سال[

-     جريان پولي سالانه (CF) حاصل تفاضل فروش متوسط و هزينه متغير متوسط سالانه است كه به ترتيب زير قابل محاسبه مي باشد.

CF = S - V

-         CF: جريان سالانه پولي

-         S: فروش سالانه

-         V: هزينه متغير سالانه

يك پروژه مورد سرمايه گذاري هنگامي مثبت ارزيابي مي شود كه زمان برگشت سرمايه تا حد امكان كوتاه باشد. زمان برگشت سرمايه شاخصي است كه به كمك آن ريسك از دست رفتن سرمايه قابل ارزيابي است. هنگاميكه زمان برگشت سرمايه يك پروژه نسبت به ديگري كوتاهتر باشد ريسك آن نيز كمتر خواهد بود. بطور كلي براي يك پروژه مورد سرمايه گذاري لازم است شرط زير براي توجيه پذير اقتصادي آن برقرار باشد.

T_P  £ T_L

-         T_P: زمان برگشت سرمايه

-         T_L: طول عمر بهره برداري از موضوع سرمايه گذاري

 

جدول 4-4 اطلاعات لازم براي محاسبه زمان برگشت سرمايه جهت انتخاب بين دو پروژه داده شده است.

با توجه به روابطه فوق الذكر زمان برگشت سرمايه به ترتيب زير محاسبه  مي شود.

 

CF=S-V

 

 

جدول 4-4  اطلاعات براي ارزيابي زمان برگشت سرمايه جهت انتخاب پروژه برتر

ردیف	-         موضوع	علائم	واحد	پروژه اول	پروژه دوم
1	-     حجم سرمايه گذاري	C	$	25000	30000
2	-     طول عمر بهره برداري	TL	سال	5	5
3	-     متوسط هزينه متغير	V	$/a	1750	4000
4	-         متوسط فروش	S	$/a	8500	14000

براي پروژه اول

CF₁=8500-1750  = 6750  $/a

 

سال

براي پروژه دوم

CF₂= 1400 – 4000 = 10000   $/a

 

سال 

 

-         ملاحظه مي شود كه پروژه دوم  داراي توجيه اقتصادي بيشتر نسبت به پروژه اول است.

-         خلاصه مزايا و كاستي هاي روش برآورد زمان برگشت سرمايه به ترتيب زير است.

-         زمان برگشت سرمايه برآورد مي شود و اين شاخص را مي توان به عنوان ميزاني براي ارزيابي ريسك بكار گرفت.

-     طول زمان بهره برداري در محاسبات منظور نمي گردد. بعد از پابان زمان برگشت سرمايه، امكان تحصيل سود فراهم خواهد بود.

-         عامل زمان در محاسبات منظور نمي گردد.

مقررات كيفيت سوخت

مقررات كيفيت سوخت

بر يك اساس ملي، منطقه اي و گاهي كاربردي استوار بوده و در تعيين كيفيت آب رودخانه ها، سواحل، درياچه ها و ... بكار مي روند.

در بسياري از كشورهايي كه استانداردهاي كيفيت هوا را اعمال مي كنند به طور همزمان كنترل منابع سوختي نيز صورت مي پذيرد. در مورد اخير، استانداردها براساس نوع سوخت مصرفي ذغال سنگ، محصولات پالايش نفت، سوخت موتورها و...(و نيز با توجه به امكانات تكنيكي و هزينه عمليات پاكسازي سوخت مصرفي)، تعيين شده اند. در ميان كشورهاي OECD، استانداردهاي كيفيت سوخت، متنوع و متفاوت هستند. در برخي از اين كشورها محدوديتهاي شديدي درمورد سوختهاي حاوي درصد زياد گوگرد، سوختهاي نفتي سبك و متوسط (با ميزان گوگرد در حدود 2/0%) و در مورد سوخت نفتي سنگين (ميزان گوگرد در محدوده 1%) اعمال مي شود. در كشوري مانند آلمان محدوده استانداردهاي مذكور بسيار گسترده است و وسايل خانگي و نيز مصرف ذغال سنگ براي گرمايش (حداكثر گوگرد موجود 1%) را در بر مي گيرد.

در مورد استانداردهاي كيفيت سوخت مصرفي در بخش حمل و نقل، محدوديت اصلي در مورد استفاده از بنزين سرب دار و يا حاوي مواد فرار (در موتورهاي بنزين سوز) است. استانداردهاي مرتبط با سوختهاي حامل سرب، در جهت به حداقل رسانيدن ميزان سرب در بنزين براي انواع موتورها است. علاوه بر اين در برخي از كشورها مقررات فصلي استفاده از سوخت در بخش حمل و نقل لازم الاجرا هستند. به عنوان مثال در آمريكا استفاده از بنزين حاوي مواد فرار كمتر در فصل تابستان، به صورت يك قانون وضع شده و اعمال مي گردد.

از آن جايي كه مسأله آلودگي هوا(بخصوص صدمات وارده به لايه ازن) بسيار حاد گرديده، اقدامات شديدي در زمينه كنترل ميزان مصرف نفت و حتي گاز طبيعي در جهان به انجام رسيده است. در اين راستا علاوه بر سرب موجود در بنزين، ميزان نشر آلاينده هايي از قبيل pm، NO_x و CO از اين منبع سوختي نيز به شدت تحت كنترل قرار گرفته اند. به منظور دستيابي به استانداردهاي وضع شده در مورد آلاينده هاي مذكور، بكارگيري تكنولوژيهايي از قبيل مبدلهاي كاتاليتيكي، كاتاليستهاي اكسايش و غيره در بخش حمل و نقل بسيار متداول است. در مورد موتورهاي ديزلي، استانداردهاي نشر بسيار سخت تر است و تاكيد اصلي بر كاهش كاربرد چنين ادواتي است. با توجه به آن كه ميزان تردد و مسافت رانندگي، روز به روز در جهان افزايش مي يابد و به منظور جلوگيري از صدمات زيست محيطي آتي، تهيه سوختهاي جايگزين، استفاده از خودروهاي برقي و غيره، از جمله تدابيري هستند كه براي تغيير كيفيت سوخت انديشيده شده است.

 

قانون استفاده از سوخت

كنترل استفاده از انواع سوخت به عنوان يك استراتژي در جهت كاهش آلودگي هوا، بهبود كيفيت محيط زيست و حفظ سلامت جوامع بشري، به صورت دائمي يا فصلي بكار مي رود. به عنوان مثال مصرف ذغال سنگ (بخصوص در فصل زمستان) در تركيه بسيار محدود شده است. در آمريكا نيز براي مقابله جدي با گسترش سوراخ لايه ازن،استفاده از محصولات نفتي پالايش يافته و نيز ذغال (در مصارف خانگي) محدود شده است. در برخي موارد، ممنوعيتهاي سخت تري در مورد انتشار آلاينده ها تعيين مي شود كه مقطعي است و در اثر افزايش  ناگهاني و شديد آلودگي لازم الاجرا هستند.

 

استانداردهاي نشر مواد آلاينده

در استراتژيهاي مديريت و كنترل كيفيت هوا، آب، خاك و زباله، از ابزار قانوني نظير استانداردهاي نشر استفاده مي شود. در اين استانداردها حداكثر ميزان مجاز انتشار آلاينده ها از منابع اصلي آلودگي محيط زيست (بخش حمل و نقل، نيروگاه و صنعت) تعيين مي شود. در مورد منابع نقطه اي مولد آلودگي، براساس نوع سوخت و تكنولوژيهاي موجود، استانداردهاي شديدتر و دقيقتري وضع شده است.

اخيراً EC، استانداردهاي جديدي در مورد محدود كردن ميزان انتشار SO₂، SO_x و PM از منابع آلاينده متحرك و نيز نيروگاهها (در كشورهاي عضو) تعيين كرده است. اين استانداردها در كشورهاي OECD نيز بكار مي روند.

استانداردهاي نشر مواد آلاينده اغلب با توجه به قابليت كنترل، تكنولوژيهاي «انرژي پاك»، هزينه و تاثير اين تكنولوژيها مشخص مي شوند. اين استانداردها كاملاً به تكنولوژي وابسته بوده و در برخي از موارد حتي استفاده از يك تكنولوژي مشخص و خاص، « بهترين تكنولوژي در دسترس»  يا «بهترين ابزار عملي» را توصيه مي كنند. قانونگزاري در مورد سوانح و تجهيزات (مانند تجهيزات عظيم احتراق) و يا استانداردهاي BAT و BPM، تا حدودي نسبت به استانداردهاي نشر، سخت گيرانه تر است.

 

استانداردهاي مكتوب تكنولوژي

قاطع ترين و مشخص ترين نمود قوانين زيست محيطي، وضع استاندارد مكتوب تكنولوژي است كه نوع يا روش كنترل تكنولوژيكي را كه مي بايست در نقطه اي معين بكار گرفته شود، مشخص مي سازد. اين استانداردها به دليل عدم انعطاف پذيري و مطلق بودن به ندرت بكار برده مي شوند. به عنوان مثال اعمال محدوديتهاي دقيق نشر NO_x در بخش حمل و نقل به مفهوم آن است كه در اين راستا بايستي تنها از تكنولوژي استفاده از يك كاتاليزور خاص، بهره گرفته شود.

 

مجوز

در راستاي اجراي بيانيه اثرات زيست محيطي (EIS) ارائه مجوز، يك عنصر كليدي در كنترلهاي زيست محيطي براي تجهيزات جديد محسوب مي شود. مجوز بر 2 نوع است: 1- مجوز ساخت يا كاربرد تجهيزات 2 – مجوز فروش. در مورد منابع نقطه اي، اعطاي مجوز، منوط به راه اندازي تجهيزات اوليه است. بدين سبب تعيين پيش شرط براي كسب مجوز ضروري بوده و به زمان، مطالعه و تحقيق گسترده نياز دارد. مكانيسم صدور مجوز نه تنها به عنوان گام اوليه در كنترل ، بلكه به عنوان معياري مطمئن براي همگامي با ساير معيارهاي زيست محيطي (شامل محدوديتهاي نشر يا مقررات ايمني) محسوب مي شود.

به طور نظري، اعطاي مجوز جهت فروش محصولات، محدوده وسيعي از انواع محصولات مصرف كننده انرژي (از خودروها تا يخچالها) را در بر مي گيرد. اما در عمل، مجوزهاي فروش موتور خودروها عمدتاً براساس شواهد عملي در آزمايشگاه، صادر مي شوند. مجوزها همچنين براي كنترل انتشار مواد آلاينده از خودروها (با استفاده از آزمايشهاي ساليانه و يا 2 سالانه) در جهت بهبود كيفي كاركرد موتورها بكار مي روند.

 منطقه بندي

 باتوجه به محدوديتهاي جغرافيايي در بكارگيري تجهيزات صنعتي، منطقه بندي در تعيين مكان تجهيزات ثابت بسيار مهم است. چرا كه توسعه صنعتي از طريق تمركز مراكز مذكور در مناطق جغرافيايي با حساسيت كمتر (با توجه به مجوز) مي تواند به طور مشخص، در كنترل آلودگي دخيل باشد. از دير زمان، منطقه بندي و آمايش به عنوان راههاي كنترل تاثيرات سوء توسعه تجهيزات مرتبط با انرژي، شناخته شده اند.

 

مقررات ايمني

مقررات ايمني به منظور به حداقل رسانيدن خطرات فعاليتهاي بخش انرژي طرح شده اند. اين مقررات شامل خطرات شغلي و نيز خطرات منجر به ضرر و زيان جامعه مي شود. خطرات شغلي شامل خطرات كار در منزل و يا خارج از خانه  مي باشد. مقررات ايمني و سلامت در جهت حمايت از مصرف كننده بوده و حتي اگر به عنوان ابزار كنترل زيست محيطي وضع نشده باشند مي توانند بسياري از مقررات خاص زيست محيطي را تحت پوشش قرار دهند. در اكثر فعاليتهاي مرتبط با بخش انرژي (بخصوص توليد و انتقال) مقررات ايمني جهت جلوگيري از صدمات زيست محيطي وجود دارند. صنايع هسته اي مثالي از فعاليتهاي بخش انرژي هستند كه در آنها ايمني و حفاظت از محيط زيست مد نظر قرار گرفته است. خطرات ناشي از وقوع آتش سوزي و انفجار در صنايع نفت و گاز و غيره نيز منجر به توسعه مقررات جدي ايمني شده اند. مقررات ايمني همچنين در بسياري از ابزار قانوني مستقيم نظير اعطاء جواز براي تجهيزات جديد و يا تعيين و برآورده كردن نيازهاي تجهيزات موجود، دخالت مي كند.

 

ابزار اجرايي

مقبوليت و تاثير مقررات زيست محيطي كاملاً به «ابزار اجرايي» بستگي دارند. اين مكانيسمها محدوده وسيعي از لغو جواز، مجازات مالي تا تعقيب جنايي را در بر مي گيرند. قانون هزينه هاي غير قابل برگشت، هنگامي كه قوانين وضع شده توسط آلوده سازها رعايت نشود به اجرا گذارده مي شود. مقدار هزينه فوق عموماً به سود حاصل از منابع غير قابل برگشت تعلق مي گيرد. اغلب هزينه هاي غير قابل برگشت و جرائم مالي، بخشي از روندهاي مديريت محيط زيست در كشورهاي OECD محسوب مي شوند. نمونه هايي از اين هزينه ها در استراليا، فنلاند، نروژ، سوئد و ايالات متحده آمريكا اعمال مي شود. در آمريكا اخيراً هزينه هاي غير قابل برگشت تعيين شده براي زائدات خطرناك، به طرز چشمگيري افزايش يافته است. ميزان هزينه هاي تعيين شده، شامل كليه هزينه ها و صدمات ناشي از آلودگي مي شود كه جهت جلوگيري از خطرات ناشي از آزاد سازي زائدات خطرناك به محيط زيست پرداخت مي شوند.

انرژی و محیط زیست

 

6-1- تعيين و ارزيابي صدمات زيست محيطي ناشي از فعاليتهاي انرژي

مشكلات زيست محيطي كه به طور فزاينده اي طيف وسيعي از آلودگيها، خطرات و تخريب زيست بوم را در بر گرفته اند ابعاد محلي، منطقه اي و جهاني يافته اند. قسمت اعظم مشكلات زيست محيطي ناشي از توليد انرژي، تبديل و استفاده نهايي از آن مي باشد كه اين عوامل يا در بروز مشكلات زيست محيطي دخيل بوده و يا به طور مستقيم مشكل آفرين مي باشند. در ذيل به 11 مورد معضل زيست محيطي اشاره مي شود كه انرژي در ايجاد آنها نقش مهمي را برعهده دارد.

-        اتفاقات عمده زيست محيطي

-         آلودگي آب

-        آلودگي دريا

-        كاربري اراضي و اثر استقرار

-        تشعشع و راديو اكتيويته

-        دفع زائدات جامد

-        آلاينده هاي خطرناك هوا

-        كيفيت محدود هوا

-         رسوب اسيد

-        كاهش ازن استراتوسفري

-        تغييرات جهاني آب و هوا

 

كنش بين انرژي و محيط زيست پيچيده بوده و به طور ثابتي رو به رشد است. افزايش آگاهي در مورد تاثير مشكلات زيست محيطي بر فعاليتهاي اقتصادي (به طور كلي) و انرژي (به طور اخص) به معناي آن است كه بسياري از ملاحظات زيست محيطي كاملاً جديد مي باشند. در نتيجه، آگاهي و دانش در خصوص مكانيزمهاي واقعي اثرات چنين فعاليتهايي كامل و مكفي نبوده و حتي در پاره اي از موارد تعمق برانگيز است. مطالب اين فصل در برگيرنده خطرات موجود در مورد آلاينده ها و همچنين ارتباط علت و معلول ميان فعاليتهاي انرژي، آلودگي و اثرات زيست محيطي است. اهميت فعاليتهاي وابسته به انرژي در رابطه با ايجاد آلودگيهاي عمده در جدول 6-1 خلاصه شده است.

 

6-1-1 اتفاقات عمده زيست محيطي

منازعه عمومي وسيعي در مورد خطرات زيست محيطي ناشي از فعاليتهاي صنايع به انجام رسيده است. اين منازعات عموماً  بر اتفاقات عمده زيست محيطي تمركز يافته اند. افزايش آگاهي عمومي با اصل توسعه ساختارهاي صنعتي كه خود باعث افزايش توليد و افزايش مبادله مواد خطرناك مي گردد، بيشتر در ارتباط است. شهرنشيني و افزايش جمعيت نيز نقش عمده اي در وخيم نمودن اتفاقات عمده زيست محيطي (به صورت مرگ انسانها و همچنين زخمي يا معلول شدن آنها) دارد. در نهايت، گرچه اتفاقات عمده صنعتي هميشه باعث صدمات بزرگ زيست محيطي نمي شوند اما آگاهي از به خطر افتادن منابع اكولوژيكي به ميزان زيادي افزايش يافته است.

در تعيين اتفاقات عمده زيست محيطي، تهيه فهرستي جامع از فعاليتهاي مرتبط با انرژي بدون معنا است. زيرا تمايز اتفاقات واقعي و ادراكي بسيار متغير بوده، علاوه بر آن تعيين ميزان صدمات جوي ناشي از يك واقعه نيز ميسر نمي باشد. پاره اي از مهمترين خطرات ناشي از فعاليتهاي مرتبط با انرژي (واقعي و ادراكي) بدين قرار است:

 

انفجار و حريق در ساحل و در دريا به علت توليد، پالايش ، حمل و نقل و استفاده از نفت و گاز (مانند ايجاد حريق در پالايشگاهها، مخازن ذخيره گاز، انفجار خطوط انتقال و غيره...).

آلودگي دريا در اثر تصادم نفتكشها و همچنين آلودگي آب و خاك در اثر نشت مواد هنگام حمل و نقل به وسيله خط آهن.

آزاد شدن مواد راديو اكتيو در اثر حوادث اتمي در طي فرآيند توليد انرژي اتمي، حمل و نقل، پالايش و يا ذخيره كردن مواد راديو اكتيو (سوخت يا زائدات).

سيل و رانش زمين در اثر خرابي سدهاي برق آبي.

نشست و رانش زمين در اثر فعاليتهاي بهره برداري از معادن و همچنين انفجار در معادن.

 

 

 

جدول 6-1 اهميت فعاليتهاي انرژي در توليد آلاينده هاي هوا

مواد آلاينده	درصد انسانساخت از كل	فعاليتهاي انرژي		سهم آزاد سازي انرژي    (برحسب%)
		% از كل	%از انسانساخت
SO2	^(3)45	^(3)40	^(3)90	-احتراق ذغال سنگ               ^(1^)80 -احتراق نفت                            ^(1)20
NOX	^(3)75	^(3)64	^(3)85	-حمل و نقل                             ^(1)51 - منابع ثابت                           ^(1)49
سرب	^(3)100	^(3)90	^(1)90	-حمل و نقل                              ^(2)80 -احتراق در منابع  ثابت(شامل خاكسترسازي)                           ^(2)20
ذرات معلق	^(3)4/11	^(3)5/4	^(1)40	-حمل و نقل                                ^(1)17 - مصارف برقي                           ^(1)5 - احتراق چوب                            ^(1)12
كربن آلي فرار	^(1)5	^(3)8/2	^(1)55	- صنايع نفت                               ^(1)15 - صنايع گاز                                ^(1)10 - منابع سيار                               ^(1)75
مواد پرتوزا	^(3)10	^(3)5/2	^(3)25	-بهره برداري از معادن اورانيوم                                                  ^(2)25 -احتراق نيروگاههاي اتمي و ذغالي                                                  ^(2)75
Co2	^(4)4	^(3)2/3 – 2/2	^(3)80-55	-گاز طبيعي                                ^(1)15 - نفت                                           ^(1)45 - سوختهاي –جامد                   ^(1)40
N2o	^(3)58-37	^(3)43-24	^(3)75-65	-احتراق سوخت فسيلي  (3)75-60 - سوختن زيست توده ها (3)40-25
Ch4	^(3)60	^(3)24-9	^(3)40-15	-به هدر رفتن گاز طبيعي (3)40-20 - سوختن زيست توده ها (3)50-30

(1)     تخمين براي كشورهاي OECD

(2)     تخمين براي ايالات متحده

(3)     تخمينهاي جهاني

(4)     تخمينهاي جهاني سهم انسانساخت CO₂ در افزايش غلظت CO₂ و گرمايش زميني بسيار بيشتر مي باشد.

 

انفجار خودبخود ذخاير ذغال سنگ و زائدات، هم چنين انفجار در اثر تجمع گاز متان در محلهاي دفن و معادن ذغال سنگ.  موارد فوق را مي توان با افزودن ديگر اتفاقات ، مانند از كار افتادن پروانه مولد انرژي بادي تا آتش سوزي در نيروگاههاي برق فتوولتاييك كه موجب آزاد شدن گازهاي سمي از اجزاء معمولي مي شوند و يا آزاد شدن PCB از بردهاي الكتريكي، كامل كرد.

 

6-1-2  آلودگي آب

كيفيت و كميت منابع آب بخصوص در مورد آبهاي زيرزميني كه نقش      عمده اي در تامين آب آشاميدني و كشاوزي دارند از اهميت ويژه اي برخوردار است. اگر منابع سيار آلودگي در نظر گرفته نشوند(مانند استفاده از آفت كشها در كشاورزي) آلودگي آبهاي سطحي به ميزان قابل توجهي در كشورهاي اروپايي كاهش يافته است.

نسبت به ديگر فعاليتهاي اقتصادي، فعاليتهاي انرژي نقش عمده اي در آلوده كردن آبهاي سطحي ندارند. فعاليتهاي گسترده اي چه در گذشته و چه در حال حاضر براي برطر ف ساختن و كنترل آلودگي آبهاي سطحي و زيرزميني صورت پذيرفته است. منابع آلودگي مرتبط با انرژي به شرح زير است:

توليد انرژي زمين گرمايي و يا نفت در سواحل باعث بروز مشكل دفع مواد نمكي مي شود. گرچه ذخاير زمين گرمايي در مناطق مختلف از لحاظ خواص فيزيكي و شيميايي متفاوت مي باشند ولي سيال زمين گرمايي مي تواند حاوي مواد شيميايي سمي مانند بنزين، آرسنيك، جيوه و اسيد بوريك باشد و از طرفي موجب آزاد شدن گازهايي نظير دي اكسيد كربن و متان گردد.

زهكش اسيدي معادن متروكه و يا در حال بهره برداري و زائدات ناشي از تهيه ذغال سنگ و يا شستشوي ذغال، مي توانند موجب آلودگي آبهاي سطحي شوند.

آلودگي حرارتي كه در اثر تخليه آب سيستمهاي خنك كننده نيروگاهها يا از تجهيزات زمين گرمايي در محيطهاي آبي، ايجاد مي شود مي تواند حيات دريايي را مورد تهديد قرار دهد.

با در نظر گرفتن تعداد نيروگاههاي فعال و همچنين رشد آتي آنها، آلودگي حرارتي در سالهاي 1970 بيشتر مورد توجه قرار داشت. متعاقباً به دليل كاهش رشد ساخت نيروگاههاي جديد اين گونه توجهات به مطالعات ميداني معطوف شد و اقدامي در خصوص كنترل آلودگي حرارتي صورت نگرفت.

در رابطه با آلودگي آبهاي زيرزميني اطلاعات موجود بسيار ناقص بوده و سهم منابع انرژي در آلوده سازي آبها مشخص نگرديده است. بسياري از موارد ياد شده در خصوص آلودگي آبهاي سطحي در اثر فعاليتهاي انرژي مي تواند در مورد آبهاي زير زميني نيز صادق باشد. البته آلودگي آبهاي زيرزميني نسبت به آبهاي سطحي با سرعت كمتري صورت مي پذيرد. مهمترين منبع آلاينده آبهاي زيرزميني در كشورهاي عضو، نشت نفت از منابع زيرزميني ذخيره نفت  مي باشد.

 

6-1-3  آلودگي دريا

فعاليتهاي كشتيراني به عنوان اصلي ترين عامل آلودگي دريا تلقي مي شود. اما نشت نفت به صورت تصادفي در درياها باعث جلب افكار عمومي در رابطه با آلودگي درياها شده است. براساس برآوردهاي به عمل آمده از هريك هزار تن نفتي كه از طريق دريا جابجا مي شود حدود يك تن به دريا راه مي يابد. چنانچه برآورد فوق صحيح باشد ساليانه حدود 1/1 ميليون تن نفت از طريق حمل و نقل وارد دريا مي شود. ميزان نفتي كه در اثر تصادم نفتكشها وارد آب دريا مي شود معادل چهارصد هزار تن برآورد گرديده است. سكوهاي اكتشاف نفت در سطح جهاني به عنوان منابع عمده آلوده كننده درياها محسوب نمي شوند گرچه توليد نفت از چنين سكوهايي در برگيرنده يك چهارم كل نفت توليدي در جهان است.

نشت نفت مي تواند اثرات مخرب و بسيار جدي برخليجها، دماغه ها، درياهاي محصور در خشكي (مانند خليج مكزيك، خليج فارس يا درياي شمال) داشته باشد چرا كه آبهاي ساحلي چنين مناطقي از نظر ماهيگيري، جهانگردي و يا صنعت بسيار مهم است. تاكنون تشخيص جامعي از اثرات واقعي نشت نفت بر زيست بوم دريايي صورت نگرفته است. انجام تحقيقات بيشتر براي پي بردن به اثرات مخرب نفت در درياهاي آزاد لازم و ضروري مي باشد.

 

6-1-4  كاربري اراضي و اثر استقرار

فشارهاي ناشي از فعاليتهاي اقتصادي موجب شده است تا توجه بيشتري به زمينهاي مساعد براي كشت، خانه سازي يا زيست بوم طبيعي معطوف شود. در بخش انرژي ، مكان معادن (شامل زمينهايي كه بر روي معادن زيرزميني قرار دارند و احتمال فرو نشست آنها مي رود)و مخازن برقابي، بيشترين توجه را به خود جلب نموده اند. توجه خاصي نيز به زمينهاي وسيع، جهت بهره برداري از انرژيهاي تجديد پذير مانند انرژي خورشيد، باد و زيست توده (چوب ، ذغال و نيشكر) شده است چرا كه توليد اين نوع انرژي به سطح زيادي از زمين نياز دارد بنابراين مي تواند در ديگر كاربريهاي زمين اختلال ايجاد نمايد.

ديگر فعاليتهاي مرتبط با انرژي، شامل فرآيندهاي پيچيده صنعتي، تصفيه سوخت و توليد برق (علاوه بر توجهات كاربري زمين)، مورد بررسي مكانيابي متناسب با ملاحظات زيست محيطي نيز قرار مي گيرند. در بسياري از موارد ريشه مخالفت با استقرار يك صنعت، ادغامي از ملاحظات كاربري زمين، آلودگي و تصادفها  مي باشد كه به آساني قابل تفكيك و ارزيابي نمي باشند. علاوه بر فعاليتهاي انرژي كه به صورت سنتي در زمره مشكلات مكانيابي قرار گرفته اند(مانند نيروگاههاي برق يا پالايشگاهها) مشكلات عديده اي در رابطه با مكانيابي دفع زائدات جامد ناشي از عمليات مختلف كنترل آلودگي و زائدات راديواكتيو به وجود آمده است.

بدون شك تمامي فعاليتهاي مرتبط با انرژي به نوعي در مكانيابي تاثير داشته و ميزان مقبوليت آنها رشد فزاينده اي يافته است. به عنوان مثال در باره اثرات ميداني مغناطيسي خطوط انتقال برق 800 كيلو وات بر انسان و حيوانات اختلاف نظر وجود دارد. گرچه شواهد موجود در باره اثرات سوء چنين ميدانهاي مغناطيسي بسيار كم است اما وضعيت آتي پروژه هاي جديد انتقال برق (بخصوص در آمريكاي شمالي) چندان روشن نيست. كيفيت ديد هوا از ديگر مسايلي است كه تشخيص و تعيين اثرات آن مشكل مي باشد و در اين رابطه  مي توان از مه در پاركهاي ملي و ديگر نواحي داراي چشم انداز نام برد. تعيين ميزان ديد، عوامل ايجاد كننده تاري و ارائه طريق براي برطرف نمودن آن بسيار مشكل است.

 

6-1-5  تشعشع و راديو اكتيویته

تقريباً حدود 90% از كل تشعشعات، داراي منشاء طبيعي مي باشند. عليرغم موضوع فوق، تشعشعات انسانساخت بيشتر مورد توجه قرار گرفته است. فعاليتهاي انرژي 25% از كل تشعشعات انسانساخت را به وجود مي آورند (به عبارت ديگر 2% از كل تشعشعات). هر چند كه احتراق سوختهاي فسيلي باعث آزاد شدن مواد پرتوزا مي گردد اما توجه به چرخه سوخت اتمي در قالب تشعشعات ناشي از فعاليتهاي انسانساخت مرتبط با انرژي به مراتب بيشتر است.

استخراج اورانيوم از معادن باعث آزاد شدن رادون كه داراي پتانسيل خطرزايي حرفه اي هستند، مي گردد و همچنين پساب ناشي از پردازش اين ماده مي تواند باعث آلودگي آبهاي زيرزميني شود. چنين فعاليتهايي فقط 25% از كل تشعشعات مرتبط با فعاليتهاي انرژي را در بر مي گيرد و اين در واقع معادل 5/0 درصد از كل تشعشعات راديو اكتيويته است. دختران رادون گازهايي هستند كه به طور طبيعي شكل گرفته و غلظت آنها مي تواند بسيار بيشتر از گازهايي باشد كه همراه با فعاليتهاي مرتبط با انرژي و يا معدن اورانيوم توليد مي شوند.

عمليات راكتورهاي عادي، باعث تشعشع مواد راديو اكتيو مي شوند كه خطرناك نيستند. خطرات ناشي از نشت تصادفي و اثرات زيست محيطي آن، عليرغم كوششهايي كه در جهت ايمني عمليات در حال حاضر و توسعه آتي آن صورت پذيرفته بسيار مورد توجه قرار گرفته است. اين موضوع در يك دهه گذشته بسيار مورد توجه بوده و در سالهاي اخير علاوه بر ايمني راكتورها و جلوگيري از تصادفها، مسائل و مشكلات ديگري نظير برنامه ريزي براي مواقع بحران و كاهش اثرات نشتها نيز نمود يافته است. از جمله مسائل مهم ديگري كه در سطح ملي و بين المللي مطرح شده است مسأله مهم خطرات حمل و نقل ميان مرزي و تصادفات احتمالي مي باشد.

دفع زائدات اتمي در برگيرنده خطرات متنابهي بوده و بيشتر به خصوصيات زائدات اين نكته كه آيا چنين زائداتي وارد محيط مي شوند و يا كاملاً از محيط مجزا نگهداشته شده اند وابسته است. اختلاف زيادي ميان خطرات ناشي از زائدات پرتوزا با مواد راديواكتيو و آن دسته از مواد پرتوزا كه داراي طول عمر زياد هستند وجود دارد.

از كار انداختن تجهيزات اتمي تاكنون فقط متوجه راكتورهاي تحقيقاتي بوده است. براساس آخرين برآورد، فقط راكتورهاي اتمي (تجاري) تا قرن حاضر در اروپاي غربي و آمريكاي شمالي به كنار گذاشته خواهد شد. در سال 2030، تعداد 404 راكتور از دور خارج خواهد شد. در همين اثناء ، اثرات زيست محيطي ناشي از تعطيل كردن تاسيسات اتمي تحت بررسي است. نگراني شديدي در مورد انتشار مواد راديواكتيو در خلال پياده نمودن اجزاء راكتور (بخصوص ديگ راكتور) وجود دارد.

 

6-1-6   دفع زائدات جامد

دفع زائدات جامد مي تواند به دو طريق مشكلات زيست محيطي را ايجاد نمايد. اول، اگر زائدات در گروه مواد خطرناك طبقه بندي شده باشند (مخاطره آميز براي محيط زيست و سلامت) احتمال آزاد شدن آلاينده هاي خطرناك و ايجاد آلودگي خاك، آب و هوا وجود دارد (توصيف واژه زائدات خطرناك بسيار متغير مي باشد). قسمت اعظم زائدات خطرناك به وسيله صنايع شيميايي و فلزي توليد مي شوند. فعاليتهاي مرتبط با انرژي حدود 12% از كل زائدات خطرناك را در ايالات متحده در سال 1983 ايجاد نموده است. دوم، حتي اگر زائدات، خطرناك تشخيص داده نشوند مشكلات عديده اي از جمله مكان كافي و مناسب براي دفع، ايجاد مي نمايند. زائدات جامد ناشي از فعاليتهاي مرتبط با انرژي شامل خاكستر حاصل از نيروگاههاي برق نيز مي شود كه معمولاً  خطرناك نيستند. منابع توليد زائدات بسيار متنوع بوده اما همگام با اين مسأله، وسايل كنترل آلودگي هوا نيز توسعه يافته اند. لجن ناشي از وسايل FGD[1] و خاكسترهاي جمع آوري شده از دستگاههاي كنترل ذرات معلق داراي عناصر سمي نظير آرسنيك، سرب، كادميوم، سلنيوم و همچنين مواد پرتوزا مي باشند. اما در اغلب موارد، مواد فوق آنقدر كم هستند كه زائدات در طبقه بندي مواد زائد خطرناك  قرار نمي گيرند. موارد ياد شده در مورد زائدات ناشي از اغلب فعاليتهاي مرتبط با انرژي صادق است و فقط پاره اي از روشهاي جديد (نظير FBC[2]) زائداتي توليد مي نمايند كه هنوز به طور دقيق مورد مطالعه قرار نگرفته اند. ميزان لجن حاصل از تراش و همچنين خاكستر، به طور سرسام آوري در دهه بعد رو به افزايش خواهد گذاشت. در ايالات متحده، اغلب سيستمهاي تراش خيس به گونه اي طراحي شده اند كه نياز به سيستم دفع زائدات داشته باشند. در ژاپن و اروپا، سيستمهاي سنگ آهك يا ژيپس به طور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرند و از جمله سيستمهايي هستند كه به سرعت رو به رشد مي باشند. استفاده تجاري از زائدات موجود در سيستمهاي كنترل كننده به عنوان محصولي براي صنعت ساختمان سازي و حمل و نقل زميني ، به وسيله تقاضاي بازار محدود شده است. انباشته شدن چنين زائداتي در طول زمان، مسايل و مشكلات عديده اي را (نظير زمين براي دفع و وسايل ضروري براي جلوگيري از آلودگي) بوجود خواهد آورد.

 

6-1-7 آلاينده هاي خطرناك هوا

آلاينده هاي خطرناك هوا معمولاً در مقايسه با آن دسته از عوامل مطلوب موجود در هوا كه بيشتر مورد توجه قرار گرفته اند كمتر انتشار مي يابد. البته بايد اذعان داشت كه توصيف واژه خطرناك يا سمي بسيار متغير است. به عنوان مثال توجه به پراكنش برخي از آلاينده هاي خطرناك هوا بخصوص در كشورهاي اسكانديناوي رو به افزايش است.

آلودگي سرب ناشي از خودروها يك مسأله ديرينه است و اثرات اين ماده بر سلامتي انسان به خوبي اثبات شده است. در حقيقت در پاره اي از كشورها (به عنوان مثال ايالات متحده ) سرب به عنوان يك آلاينده متداول طبقه بندي شده و در رده آلاينده هاي خطرناك و يا سمي قرار نگرفته است. تركيبات آلي و به طور مشخص هيدروكربنها، از ديرباز به عنوان آلاينده هاي هوا شناخته شده اند و علت اصلي اين امر، نقش آنها در تشكيل اكسايش فتوشيميايي مي باشد. مطالعات متعددي كه در سالهاي اخير صورت پذيرفته است به خوبي اثرات سوء تركيبات آلي را بر سلامت انسان نشان مي دهند.

اثرات و همچنين غلظت تاثير گذار برخي از آلاينده هاي خطرناك هوا فقط در سالهاي اخير مورد مطالعه قرار گرفته است. در اينجا فقط اثرات سوء     آلاينده ها بر سلامتي (مشاهده شده يا مشكوك) انسان مطرح است (هر چند آمار مربوطه به طور كامل در دسترس نمي باشد). تعداد آلاينده هاي خطرناك مشكوك، بسيار زياد است و دانش در خصوص منابع، تشعشعات و اثرات اين گونه آلاينده ها رو به افزايش مي باشد. آلاينده ها از ديدگاه محلي و منطقه اي نيز مهم هستند چرا كه بسياري از آلاينده ها نظير كادميم، سرب، هيدروكربنهاي آروماتيك چند حلقه اي[3] و جيوه مي توانند به مسافتهاي بسيار دور حمل شوند. مشكل اساسي در رابطه با كنترل عناصر سنگين و سمي، عدم توافق در تعيين حد مجاز آنها مي باشد.

پاره اي از فعاليتهاي مرتبط با انرژي كه باعث انتشار آلاينده هاي خطرناك      مي گردند در زير ارائه شده است:

هيدروكربنها (مانند بنزين) كه به سرعت از طريق فرآيندهاي صنعتي و استخراج گاز و نفت انتشار مي يابند. سهم هر يك از منابع آلاينده به طرز قابل ملاحظه اي در كشورهاي متفاوت، متغير است.

استفاده از بنزين و گازوييل در بخش حمل و نقل، باعث انتشار هيدروكربنها (شامل هيدروكربنهاي آروماتيك چند حقله اي يا PAH) و دي اكسين گرديده و به عنوان عمده ترين منبع توليد مواد آلاينده سمي هوا در رابطه با فعاليتهاي مرتبط با انرژي محسوب مي شوند. سهم خودروها در انتشار سرب در ايالات متحده در سال 1980 حدود 87% مي باشد كه اين ميزان بيشتر به دليل استفاده از بنزين سرب دار در وسايل نقليه قديمي مي باشد. رقم فوق بايد به ميزان زيادي كاهش يابد و تا سال 1990 براساس قوانين وضع شده مبني بر استفاده از بنزين بدون سرب به چند درصد برسد. تلاشهاي مشابهي از طرف اغلب كشورهاي عضو، جهت كاهش يا حذف سرب از بنزين در دست اقدام است.

مقادير كمي از آرسنيك، جيوه ، بريليوم و مواد پرتوزا مي توانند در طي فرآيند احتراق ذغال سنگ و نفت كوره در نيروگاههاي برق و ديگهاي بخار صنايع، آزاد شوند. مواد ياد شده اجزاء كمياب ذغال سنگ و نفت كوره محسوب مي شوند كه در طي فرآيند احتراق ، به صورت ذرات معلق در هوا انتشار مي يابند.

جيوه، دي اكسين كلردار و فوران فقط تعدادي از آلاينده هايي هستند كه در اثر سوزاندن و تبديل به خاكستر كردن زائدات شهري در هوا انتشار مي يابند. لازم به ذكر است در سالهاي اخير مسأله زباله سوزي بيشتر مورد توجه قرار گرفته است. مطالعاتي از طرف كشورهاي IEA جهت تعيين ميزان آلودگي در اطراف تجهيزات خاكسترسازي زائدات آغاز شده است. تعيين و تشخيص اثرات سوء چنين تجهيزاتي بر سلامت انسان بسيار مشكل است.

 

6-1-8  كيفيت محدود هوا

در رابطه با آلودگي هوا آلاينده ها به دو دسته تقسيم شده اند:

آن دسته از آلاينده ها كه به صورت مستقيم وارد هوا مي شوند(مهمترين آنها عبارتند از:SO_x، NO_x[4]، PM، VOC[5] ، و CO).

آن دسته از آلاينده ها كه در اثر واكنش فتوشيميایي در جو شكل مي گيرند. از مهمترين تشعشعات ثانويه هوا مي توان VOC و NO_x را نام برد كه باعث تشكيل ازن و پراكسي استيل نيترات[6] مي شوند. غلظت زياد آلاينده هاي مذكور و همچنين ازن، داراي اثرات اكولوژيكي – ايمني بوده، همچنين سبب توليد بو و كاهش ديد مي شود. چنين اثراتي بيشتر در سطح محلي و گاهي اوقات در سطح منطقه اي محسوس است. كربن آلي فرار و NO_x به عنوان عوامل اصلي ايجاد دود مه فتوشيميايي تشخيص داده شده اند (مانند      پديده اي كه در لوس آنجلس صورت پذيرفت). در پاره اي از موارد، مناطق دور افتاده شهري نيز  مي توانند در اثر جريان باد و حمل آلاينده ها در معرض خطر قرار گيرند.

آلاينده هاي هوا و همچنين حاملهاي اكسيد كننده هاي فتوشيميايي، از منابع متنوع ثابت و سيار انتشار مي يابند و به طور كلي فعاليتهاي مرتبط با انرژي سهم بيشتري را در انتشار آلاينده ها دارا هستند. به عنوان مثال، تخمينهاي اخير نشان داده است كه تجهيزات احتراق ثابت، منابع اصلي انتشار NO_x و SO₂  مي باشند. منابع سيار (خودروها) 75% از كل انتشار CO را در كشورهاي OECD به خود اختصاص داده اند.

برخلاف SO₂ و يا NO_x  كه عمدتاً از احتراق سوخت انتشار مي يابند و اصولاً در برگيرنده چند تركيب انگشت شمار هستند، كربن آلي فرار از منابع مختلف توليد شده و در برگيرنده چندين تركيب با خواص سمي متفاوت، واكنشهاي مختلف و نرخهاي گوناگون انتشار و غيره مي باشد. برحسب VOC انسانساخت غير متان (در اروپا)، بخش حمل و نقل به عنوان بزرگترين منبع پس از صنايع حلال(40%) به شمار مي آيد. در اين ميان خروجي اگزوزها و تشعشعات تبخيري به ترتيب، سهمي معادل 25% و 12% را دارا مي باشند. در رابطه با منابع VOC، تقليل VOC طبيعي (به عنوان مثال خاك و پوشش گياهي) نيز بايد در نظر گرفته شود چرا كه فعاليتهاي بشر ممكن است تنها در برگيرنده 5% از كل VOC موجود در اتمسفر باشد. البته در پاره اي از نواحي، VOC انسانساخت ممكن است بيش از VOC طبيعي باشد. به عنوان مثال در كشور هلند سهم منابع انسانساخت در توليد VOC حدود 90% است. در اروپاي غربي، فعاليتهاي مرتبط با انرژي 55% از كل تشعشعات انسانساخت را تشكيل مي دهند كه به طور مساوي در بين منابع ثابت و سيار تقسيم شده است.

ارائه شواهد در سطح جهاني در رابطه با انتشار VOC و تشكيل ازن بسيار مشكل است. شايد دليل اين امر، بيشتر به خاطر رابطه غير خطي بين اجزاء سازنده و توليد نور شيميايي باشد. از طرفي كمبود آمار در مورد نشر تركيبات VOC و نيز نحوه توزيع شيميايي آنها از ديگر دلايل اين امر محسوب مي شود.

حمل و نقل، سهمي معادل 13% را در انتشار انسانساخت PM در كشورهاي OECD دارا مي باشد كه 20% از ميزان ياد شده به وسيله منابع ثابت احتراق ايجاد مي شود. تا سالهاي اخير به دليل كنترل نسبتاً مناسب انتشار PM از منابع ثابت، توجه چنداني به اين منابع انتشار نشده بود.

در ايالات متحده، انتشار PM از سال 1970 تا 1980 حدود 54% كاهش يافته است. به هر حال انتشار PM در اثر فعاليتهاي بخش حمل و نقل همچنان به صورت يك مشكل باقي مانده است. مشكل اساسي، اختلال در تنفس است كه عمدتاً در اثر پراكنش ذرات معلق از موتورهاي سنگين ديزلي ايجاد مي شود. مشخص است كه با بكارگيري تكنولوژيهاي خاص در تجهيزات بزرگ احتراق، بخشي از ذرات معلق تحت كنترل در خواهند آمد اما آن دسته از ذرات معلق كه ريزتر بوده و با تكنولوژي فوق قابل كنترل نمي باشند عمدتاً استعداد قويتري در ايجاد اختلالات تنفسي دارند.

 

6-1-9 رسوب اسيد

انتشار SO₂ و NO_x عوامل اصلي در ايجاد رسوب اسيدي به شمار مي آيند. اين دو آلاينده در گذشته سبب بروز مشكلات محلي مي شدند (بيشتر از نقطه نظر سلامتي و بهداشت). به دليل افزايش سطح آگاهي جامعه در مورد ايجاد بارانهاي اسيدي در بعد منطقه اي و برون مرزي، نه تنها توجه خاصي به اين دو آلاينده معطوف شده است بلكه ديگر آلاينده ها نظير VOC، كلريدها، ازن و عناصر كمياب كه همراه با بارانهاي اسيدي رسوب خواهند نمود، نيز مدنظر قرار گرفته‌اند. هر چند رسوب اسيد به عنوان عاملي مهم در تخريب محيط زيست شناخته شده اما رابطه دقيقي بين انتشار آلاينده ها و ميزان تخريب ارائه نشده است. اثرات سوء رسوبات اسيدي مي تواند از طريق انتقال به وسيله باد، مناطق وسيعتري را در بر بگيرد. مهمترين اين اثرات سوء عبارتند از:

اسيدي شدن درياچه ها ، رودخانه ها و آبهاي زيرزميني كه سبب تهديد حيات آبي و ماهيان خواهد شد.

خسارت به جنگلها و در بعضي موارد محصولات كشاورزي

تخريب ساختارهاي انسانساخت مانند ساختمانها، بدنه هاي فلزي و ...

فعاليتهاي مرتبط با انرژي كه به عنوان اصلي ترين عامل در ايجاد رسوبات اسيدي شناخته شده اند به شرح زير مي باشند:

مراكز توليد برق، گرمايش خانگي و بخش صنايع، حدود 80% از كل انتشار SO₂ را عهده دار مي باشند (ذغال سنگ به تنهايي 70% از اين ميزان را انتشار         مي دهد). از ديگر منابع توليد SO₂ ،تجهيزات پالايش گاز ترش مي باشد. در طي اين فرآيند گاز H2S توليد مي شود كه در واكنشهاي بعدي به SO2 تبديل        مي شود.

حمل و نقل از طريق جاده به عنوان مهمترين عامل انتشار NO_x به شمار مي آيد. حدود 48% از كل NO_x توليد شده در كشورهاي OECD از اين طريق منتشر   مي شود. قسمت اعظم بخش باقيمانده از احتراق سوختهاي فسيلي در مراكز ثابت ايجاد مي شود.

VOC از منابع متعدد و متنوع انتشار مي يابد و داراي تركيبات بسيار متفاوت نيز مي باشد.

 

6-1-10   كاهش ازن استراتوسفري

يكي از معضلات زيست محيطي جهاني و هم چنين منطقه اي، كاهش ازن استراتوسفري است كه به طور عمده در اثر انتشار فريونها، هالونها و N₂O ايجاد مي شود. كاهش ضخامت لايه ازن موجب نفوذ بيشتر تشعشعات فرابنفش  مي گردد كه در نهايت باعث افزايش درصد ابتلاء به سرطان پوست و صدمات چشمي در جوامع بشري گرديده و خطرات شديد بيولوژيكي را به دنبال خواهد داشت. فعاليتهاي مرتبط با انرژي فقط به صورت مقطعي در انتشار مواد كاهنده لايه ازن دخيل مي باشند. گرچه 65 الي 75% از كل اكسيد نيتروژن انسانساخت از طريق احتراق سوختهاي فسيلي و زيست توده توليد مي شود اما نقش فريونها در تخريب لايه ازن به مراتب مهمتر است.  اصلي ترين منابع آلاينده مرتبط با فعاليتهاي انرژي شامل فريونهاي موجود در يخچالهاي مخصوص در بخش حمل و نقل، بخش خانگي و كولرهاي گازي و صنعت اسفنج سازي مي باشد. موارد ياد شده حدود 60% از كل فريونهاي مصرفي را در بر مي گيرند.

 

6-1-11  تغييرات جهاني آب و هوا

تغييرات جهاني آب و هوا كه در اثر  تجمع بي رويه گازهاي گلخانه اي ايجاد شده است مهمترين مسأله زيست محيطي در رابطه با بخش انرژي محسوب مي شود. در حال حاضر گازهايي نظير دي اكسيد كربن، متان ، بخار آب، اكسيد نيتروژن، ازن ، فريون و هالون در رده گازهاي گلخانه اي طبقه بندي شده اند.

اين گازها در برابر تشعشعات ورودي (با طول موج كوتاه) شفاف[7] بوده و بالعكس در برابر تشعشعات خروجي (با طول موج بلند) تيره[8] مي باشند. رشد بي رويه جمعيت و عوامل انسانساخت روز به روز بر غلظت گاز دي اكسيد كربن و ديگر گازهاي كمياب مي افزايد. دانشمندان علم آب و هواشناسي اعلام نموده اند كه تجمع چنين گازهايي باعث افزايش دماي جو شده در نتيجه حرارت كره زمين افزايش يافته،نزولات جوي تغيير كرده و سرانجام سطح درياها نسبت به سطح فعلي بالاتر خواهند رفت. اين تغييرات به شدت، فعاليتهاي بشر را تحت تاثير قرار خواهند داد. در حال حاضر برآورد شده است كه 50% از كل اثرات گلخانه اي انسانساخت به وسيله دي اكسيد كربن ايجاد مي شود. دانش موجود در باره اثرات متنوع گازهاي گلخانه اي در جدول 6-2 ارائه شده است.

فعاليتهاي مرتبط با بخش انرژي نقش مهمي را در انتشار گازهاي گلخانه اي انسانساخت دارا مي باشند:

احتراق سوختهاي فسيلي باعث آزاد شدن 75% از كل CO2 انسانساخت        مي شود. مابقي (25% باقيمانده) از جنگل زدايي و اكسايش خاك توليد         مي شود.

احتراق سوختهاي فسيلي و زيست توده باعث انتشار 65 الي 75% از كل N₂O انسانساخت مي گردد.

ازن، محصول واكنش آلاينده هاي سوختهاي فسيلي (بخصوص NOxو VOC) محسوب مي گردد. برخي از سوختها مانند متانول باعث كاهش آلودگي مونوكسيد كربن مي گردند اما انتشار آلدئيدها را افزايش مي دهند.

 

جدول 6-2 نقش انواع گازها در اثرات گلخانه اي

گاز	A	B	C	D	E	F
CO2	1	275	346	4/0%	71%	5%+50
متان	25	75%	65/1	1%	8%	%5+15
فريون 12	20000	0	0004/0	5%	2%	%3+13
فريون 11	17500	0	00023/0	5%	1%	%3+13
N2O	250	25%	35%	2/0%	18%	%2+9

منبع :OECD/IEA, Energy and The Environment: Policy Overview",(1989)

A : داراي قدرت نگهداري تشعشعات زير قرمز در مقايسه با CO2

B: غلظت ماقبل صنعتي شدن (برحسب ppm)

C: غلظت فعلي (برحسب ppm)

D: نرخ رشد ساليانه

E: سهم در تاثير گلخانه اي به دليل فعاليتهاي بشر

F: سهم در افزايش اثرات گلخانه اي به دليل فعاليتهاي بشر

 

تخمير مواد آلي دليل اصلي آزادسازي متان به شمار مي آيد. توزيع و استفاده از انواع سوختها (به طور مشخص. گاز طبيعي) 10 الي 30% از كل انتشار متان را برعهده دارد. در مورد به هدر رفتن گاز در مبدأ توليد تا زمان استفاده آمار كافي در دسترس نمي باشد. رقم 1/2% در سال 1987 براي كشورهاي IEA به عنوان ميزان تلفات گاز از مبدأ توليد تا زمان مصرف ذكر شده است. به هر حال برآورد دقيق، به دليل شرايط محلي و لوله هاي گازرساني، بسيار متغير خواهد بود. علاوه بر موارد ياد شده، متان در خلال بهره برداري از معادن نيز آزاد مي شود.

 

6-2- كنترلهاي زيست محيطي در بخش انرژي

رهيافتهاي كنترل زيست محيطي، شامل فعاليتهاي حفاظت و مديريت محيط زيست با استفاده از ابزار كنترل زيست محيطي از قبيل قوانين يا ابزار اقتصادي  مي باشد. اين قوانين عموماً به كنترل فعاليتهاي زيست محيطي مرتبط با انرژي محدود نمي شوند و به صورت قوانين تدوين شده در كشورهاي OECD به اجرا در مي آيند . ابزار مستقيم قانونگزاري كه مكانيسمهاي «دستور و كنترل » ناميده مي شوند از جمله مكانيسمهاي اجباري هستند كه بايستي براي حفظ محيط زيست اعمال گردند. رهيافتهاي كنترل زيست محيطي مشتمل بر قواعد كنترل كيفيت محيط زيست (آب، خاك و هوا)، استانداردهاي تكنولوژي، صدور جواز و منطقه بندي، قواعد كنترل آلاينده هاي سوخت، قواعد مصرف سوخت، استانداردهاي نشر، اهداف ملي كنترل نشر آلاينده ها و غيره مي باشند. نوع ديگري از رهيافتهاي مذكور به صورت ابزار اقتصادي نمود يافته و برخي از ابزار مذكور كه با فعاليتهاي انرژي بيشترين ارتباط را دارند عبارتند از: يارانه، ايجاد بازار (داد و ستد، بازرگاني، بيمه يا بازپرداخت) و غيره. در رهيافتهاي كنترل زيست محيطي از معاهده ها نيز مي توان به عنوان ابزاري براي حمايت از معيارهاي زيست محيطي استفاده كرد. در مورد بروز آلودگي در سطح منطقه يا تمامي كره زمين، بايستي رهيافتهاي كنترل منطقه اي و جهاني تعيين شوند. هماهنگي ميان رهيافتهاي ارائه شده نيز امري ضروري است كه بايستي از طريق توافقهاي بين المللي، دو و يا چند جانبه به انجام برسد. در مجموع به منظور جلوگيري از آلودگي منطقه اي، كاهش آن يا پاكسازي كامل منطقه (كه در نهايت در كاهش ميزان آلودگي در جهان نيز تاثير مي گذارد) و تقليل اثرات فرامرزي آلاينده ها،تسهيلات مالي نيز در نظر گرفته شده است. در بحث امنيت انرژي، درك انواع رهيافتهاي زيست محيطي كه بخش انرژي را تحت تاثير قرار مي دهند، به منظور كسب آگاهي بيشتر در مورد اثرات خاص توسعه در محيط زيست، بسيار مفيد است.

---

[1] . Flue Gas Desulforization

[2] . Fluidized Bed Combustion

[3] . Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

[4] . Particulate Matter

[5] . Volatile Organic Compound

[6] . Peroxyacetylnitrate (PAN)

[7] . Transparent

[8] . Opaque

طرح مكانيزاسيون جمع آوري پسماندهاي جامد و نظافت معابر شهر تهران

اهميت كنترل و حفظ بهداشت محيط زيست انساني در جوامع شهري از يكسو و ضرورت بالا بردن سطح بهره وري

سيستماتيك در كليه مراحل مديريت مديريت پسماند ، از سوي ديگر امروزه موجب گرديده تا مديريت كلان شهرهاي دنيا

استفاده از سيستمهاي نوين مديريت اجرايي پسماندهاي جامد را به عنوان يك وظيفهً محلي و ملي ، در دستور كار خود

قرار داده و در اين چارچوب با توجه به سياستها و راهبردهاي علمي و عملي درنظر گرفته شده ، برنامه ها و

راهكارهاي مؤثري را در زمينهً سياستهاي جمع آوري ، حمل و نقل ، پردازش و دفع پسماندها تدوين نمايد .

از آنجا كه عمدهً بودجه مديريت پسماندهاي جامد ، صرف هزينه هاي جمع آوري و حمل اينگونه پسماندها و رفت و روب

و نظافت شهري مي گردد ، هرگونه تغيير و برنامه ريزي هدفمند در جهت ارتقاء سيستماتيك آن مي تواند در زمينهً كاهش

مشكلات موجود و بالا بردن بهره وري سيستماتيك مديريت اجرايي پسماند ، تآثيرات مطلوب و به سزايي داشته باشد .

قرار گرفتن راهبرد كليدي تفكيك و جداسازي پسماندها در سر لوحهً فعاليتهاي مديريت اجرايي پسماندهاي شهر تهران از

يكسو و ضرورت ارتقاء سيستماتيك مديريت پسماند متناسب با شاًن و منزلت در خور پايتخت اسلامي ايران موجب شد تا

سازمان بازيافت و تبديل مواد شهرداري تهران به نيابت از طرف حوزه معاونت محترم خدمات شهري ، وظيفهً بهينه سازي

و ارتقاء مديريت پسماندهاي جامد جداسازي شده به صورت تر و خشك و همچنين رفت و روب و نظافت شهر تهران را در

دستور كار خود قرار داده و در اين چارچوب و در قدم اول نسبت به ارائهً پيشنهاد اجرايي در زمينهً مكانيزه كردن اين

سيستمها بپردازد .

به حول قوت الهي ، شهرداري تهران با اتكاء به توان نيروهاي تخصصي خود در مدت شش ماه اخير ، ضمن اجراي طرح

در 35 ناحيهً شهري تهران ، مشغول برنامه ريزي اجرايي جهت توسعه و تكميل اين طرح در سطح 85 ناحيهً ديگر شهر تهران

در سال 85 مي باشد . اميد است با اجراي اين طرح ضمن ارتقاء :

* سطح بهداشت محيط زيست جامعه

* سطح بهداشت رواني جامعه

* سطح تكنولوژيكي ارئه خدمات

* سطح كيفي ارائه خدمات

شاهد رشد و شكوفايي فن آوري سيستمهاي اجرايي مديريت پسماندهاي جامد همگام با رشد و توسعهً ديگر ابعاد مديريت

شهري در ارائهً خدمات هرچه بهتر به شهروندان محترم تهراني باشيم .

 

گردآورنده : ندا تحويليان

محیط زیست و گاز رادن

(1) رادن چیست ؟

محققان در سالهای اخیر به یک منبع طبیعی تابش پی برده اند که گاز"رادن"نامیده

می شود . گازی است بی مزه -بی بو -نامرئی و 7.5 برابر سنگین تر از هوا

"کمیته علمی ملل متحد بر روی آثار تابش های اتمی"(UNSCEAR)

امروزه بر این عقیده است که رادن و اولادش که در اثر تجزیه های بعدی به دست

می آیند معمولا " حدود سه چهارم دوز موثر سالیانه ای را که این انسان خاکی از منابع

زمینی جذب می کند و یا در حدود نصف کل دوزی را که از مجموع منابع طبیعی عاید انسان

می شود تشکیل می دهند . قسمت اعظم دوز دریافتی از طریق تنفس این رادیونوکلییدها خصوصا"

در محیطهای بسته حاصل می شود .

رادن در حقیقت از دو راه عمده ایجاد می شود : یکی رادن -222 که یک رادیونوکلیید است و

از تجزیه اورانیوم-238 به دست می آید و دیگری رادن-220 که در اثر تجزیه پی در پی توریوم-232

عاید می شود .

تابش طبیعی و رادن

به نظر می رسد که رادن -222 حدود 20 مرتبه مهمتر از رادن-220 است، ولی

برای سهولت، هر دو آنها به صورت گاز رادن مورد بحث قرار می گیرند .

ضمننا" قابل ذکر است که دزهای دریافتی انسان بیشتر به اولاد رادن تعلق دارند ،

تا به خود گاز رادن .

گاز رادن از منافذ سطح زمین به خارج تراوش می کند و مقدار این نفوذ در نقاط

مختلف، متفاوت است . شاید اغراق آمیز باشد اگر بگوییم که مردم بیشتر به وسیله

رادن محیطهای بسته در معرض تابش قرار می گیرند ! دراغلب محیطهای معتدل

دنیا ، تراکم رادن در محیطهای بسته به طور متوسط 8 برابر محیطهای خارج است .

در مناطق گرم به علت آنکه اغلب درب اطاقها و منازل باز است ، اختلاف محسوسی

در تراکم رادن درونی و بیرونی دیده نمی شود .

تراکم رادن در هوای بستهً ساختمانهای مجاورهم و فضاهای محدود ، بسیار بالا

است . یکبار که این گاز وارد فضای بسته شود به سمت کف اطاقها و ساختمانها

حرکت می کند و زمانیکه از سنگ فرشها و دیواره های درونی اطاق می خواهد

به خارج تراوش شود ، دیگر به سختی خارج می گردد . لذا تراز اکتیویتهً بالایی

را موجب می شود و این تراز تقریباَ پایدار می ماند ، به خصوص زمانیکه ساختمان

برروی زمینهای رادیواکتیو بنا شده باشد و چنانچه عایق بندی محکمی هم در ساختمان

منظور شده باشد ، راههای فرار گاز بسته تر می شوند .

عموماً در تمام منازلی که تحت آزمایش قرار گرفته اند ، غلظت تراکم رادن بسیار

بالا و یکسان بوده است .

(2) مواد ساختمانی

معمولی ترین موادساختمانی مانند : چوب ، آجر و سیمان ، رادن نسبتاَ کمی را

پس می دهند . «گرانیت» که یک سنگ خاراست ، پرتوزایی بیشتری دارد که به

عنوان مثال : در اتحاد جماهیر شوروی و آلمان شرقی به کار می رود . ساکنان

اینگونه خانه ها از بعضی از موادی که توسط ساختمان سازها در آنها به کار می روند ،

ناراضی اند .

«شیل زاجی» که متورق است ، برای ساختمان سیمان در سوئد به کار می رفت که بعدها

متوجه شدند که این سنگ رس ، پرتوزایی بالایی دارد و لذا مصرف آن قطع گردید .

«گدازه آتشفشانی سیلیکات کلسیم» ، که بسیار رادیواکتیو است و از آن سنگ معدن

فسفات ، به صورت یک محصول جانبی به دست می آید ، برای ساختن کانکریت و سایر

مواد ساختمانی در امریکای شمالی به کار می رفت و بعدها در ساختمان منازل فلوریدا و

کانادا نیز مورد استفاده قرار گرفت .

سنگ گچ فسفری«فسفوژیپسوم»که یک محصول جانبی دیگر سنگ معدن فسفات است به

Plaster board مقدار معتنابهی در سنگهای ساختمانی

سیستمهای مجزاکننده و سیمان به کار می رفت . قیمت آن از قیمت گچهای معمولی کمتر بود

و لذا مورد استقبال ساختمان سازها قرار گرفت ، زیرا خود محصولی زباله ای بود و منابع

طبیعی را در خود حفظ می کرد و ضمنناَ گردوغبار کمتری داشت .

از محصولات زباله ای رادیواکتیو بالای دیگری که در ساختمانها مورد استفاده قرار گرفتند ،

می توان از آجرجوش قرمز حاصل از آلومینیوم و تفالهً نرده سازی آهن کاری ،غبارخاکستر

حاصل از سوختن زغال سنگ نام برد . حتی زباله های حاصل از معدن کاری اورانیوم نیز به

مصرف رسید !

حکومتهای ملی استفاده از این مواد را متوقف ساختند و تدابیری بهداشتی جهت پرتوگیری

کمتر برای ساکنین آن محلها در نظر گرفتند .

(3) زمین کف ساختمانها

علی رغم نگرانیهای مربوط به مصالح ساختمانی ، زمین زیرخانه ها نیز چشمه های

اصلی رادن است . در بعضی شرایط ، خانه ها را در جاهایی ساخته اند که زمانی

پسمانده های رادیواکتیو بوده اند ، نظیر : پسمانده های معادن اورانیوم در کلرادو ،

شیل زاجی در سوئد ، دنباله های کارخانه ای رادیوم در استرالیا و زمینهای معادن

فسفات در فلوریدا . ولی قسمت عمدهً این تابش از کف زمین حاصل می شود .

ضخامت کف ساختمانها می تواند مقدار گاز رادنی را که عملاَ از زمین بالا رفته و در

طبقات متراکم می شود تعیین کند .

مطالعه خانه هایی که در فلوریدا روی اراضی فسفات دار ساخته شده اند ، این موضوع را

توضیح داد و نیز در شیکاگو ، خانه هایی که بر روی زمین ساخته شده و سر به فلک کشیده

بودند ، نسبت به هوای آزاد ، صد مرتبه تراکم بیشتر داشتند .

به همین علت می توان تراز رادن را با مهر و موم کردن کف ساختمان و دیوارها تقلیل داد .

هنوز آزمایشهایی در جریان است ، ولی نویدهای حیات بخشی ظاهر شده است . کاربرد تهویه های

قوی که هوا را به سرعت عوض کند مقدار رادن کف را به مقدار معتنابهی کاهش می دهد . ضمنناَ

پوشاندن دیوارها با مواد پلاستیک ، نظیر پلی آمید ، پلی وینیل کلراید ، پلی اتیلن و رنگهای اپوکسی

یا اضافه کردن سه پوشش رنگ روغنی می تواند تراکم رادن را بسیار کاهش دهد ، حتی پوشش کاغذ

دیواری می تواند تا 30 درصد این تراز را کاهش دهد .

(4) آب

آب و گازهای طبیعی نیز به مقدار زیادی منابع تهیهً رادن به شمار می روند . معمولاَ

مقدار رادن در آب خیلی خیلی کم است ، ولی اگر آب را از چاه عمیق به دست آوریم ،

تراکم بالایی از رادن دارد . آبهای معمولی که به صرف شرب می رسند ، غلظت اکتیویتهً

بسیار کمی معادل 100 میلیون بکرل درمترمکعب دارند ، که تقریباَ هیچ است .

شاید مصرف آب محتوی رادن به طور عادی مسئله مهمی نباشد ، حتی اگر تراز اکتیویتهً

آن بالا باشد . عموماَ مردم آن را به صورت نوشابه یا غذا و چای و قهوه مصرف می کنند .

جوشاندن آب و پختن غذا با آن ، رادن بیشتری را آزاد می کند و لذا عمدهً برداشت رادن در

آب سرد است ، که آن هم به سرعت از بدن دفع می شود .

مردم بیشتر وقتی تحت تاًثیر رادن قرار می گیرند که حمام می کنند . بررسی خانواده های

فنلاندی نشان داد که در حمام ، تراکم رادن سه مرتبه بیشتر از آشپزخانه و 40 مرتبه

بیشتر از اطاق خواب است . در همین اوقات یک مطالعه در کانادا نشان داد که مقدار رادن

و اولادش درهوای حمام درظرف 7 دقیقه دوش آب گرم بالا می رود ، ولی یک ساعت و

نیم بعد به همان تراز نخستین برمی گردد ( اگرشیربسته شده باشد ).

رادن نیز بدون «گازهای طبیعی» واردمی شود . مراحل پردازش و ذخیرهً گازهای

طبیعی حاصل از چاههای نفت و یا گاز ، قسمت زیادی از آنها را قبل از مصرف

حذف می کند ، ولی اگر گاز در یک کوره یا بخاری بدون منفذ باشد ، غلظت گاز رادن

در منازل ممکن است به طور چشمگیری افزایش یابد ، اگر وسایل گازسوز لوله یا

منفذی به خارج خانه داشته باشد ، این افزایش قابل اغماض است .

قسمت اعظم گاز رادن هنگام پردازش گاز طبیعی و تبدیل به نفت گاز مایع ، که یک

محصول ثانوی است ، از بین می رود . ولی گاز طبیعی 10 تا 100 برابر ، تابش

L.p.G بیشتری در منازل برپایه سوخت سنتی نسبت به پرتوزایی

( نفت گاز مایع ) ایجاد می کند ، زیرا قسمت خیلی زیادتری می سوزد .

ذخیره و نگاهداری مواد سوختنی تراکم گاز رادن را به مقدار زیادی بالا می برد .

خانه های عایق بندی شده و بدون منفذ ، تهویه را کاهش می دهند . این کار از یک

سو حرارت را ذخیره می کند ، ولی از سوی دیگر گاز رادن را متراکم می سازد .

عدهً بیشماری از مردم در خانه های خود تحت تابش زیاد قرار می گیرند .

دز معادل موًثر کلی ای که تابش رادن و اولادش سبب می شود برابر یک میلی

سیورت در سال است ، که این مقدار تقریباَ نصف دز تمام منابع طبیعی است .

منابع رادن زای دیگر

زغال سنگ ، مانند بیشتر مواد طبیعی ، دارای نشانه هایی از رادیونوکلیید

است . سوخت آنها این عنصر را آزاد می کند و به محیط زیست مردمی که در

سطح زمین زندگی می کنند آسیب می رساند . گرچه غلظت رادن از شکافی تا

شکاف دیگر تا 100 برابر تغییر می کند ، ولی همیشه زغال سنگ بیشتر مقدار

رادیواکتیویته کمتری در پوستهً زمین عرضه می کند . وقتی زغال سنگ می سوزد ،

تمام مواد معدنی اش به خاکستر تبدیل می شود و همه مواد رادیواکتیوش در خاکستر

جمع می شود . قسمت سنگین تر خاکستر به ته نیروگاهها و پرده های سوخت می روند

و خاکسترهای سبک تر به وسیلهً دودکش وارد فضای باز می شوند . آن مقدار که وارد

فضا می شود ، به درجهً صافی ها و دستگاههای ضد گردوغبار بستگی دارند . ابرهای

حاصل از خروجی دودکشها مردم را در معرض تابش قرار می دهند و غبار موجود ،

روی زمین و درختان می نشیند و مناطق را آلوده می کند .

درست است که در منازل برای پختن غذا و یا ایجاد حرارت مطلوب ، زغال سنگ

کمتری مصرف می شود ، ولی قسمت اعظم خاکستر فرار می کند . لذا اجاق ها

و بخاری های در جهان ، ممکن است به اندازهً نیروگاهها ، خاکستر به اتمسفر بفرستند .

برخلاف نیروگاهها ، دودکش منازل کوتاه هستند و در قلب شهر و جامعه قرار دارند ،

لذا ته نشست این مواد بیشتر به مردم آسیب می رساند .

انرژی زمین - گرمائی یکی دیگر از منابع ازدیاد تابش است . بسیاری از کشورها ،

بخارات متصاعده و آبهای گرم دون زمین را که از حفره های معینی خارج می شوند ،

جمع آوری می کنند تا از آنها ، در ایجاد انرژی الکتریکی استفاده کنند و یا ساختمانها

را گرم کنند .

بیشتر سنگ معدنهای فسفات در قسمت اکتشاف شامل غلظت بالایی از اورانیوم هستند .

رادن ضمن معدن کاری و پردازش سنگ معدن خارج می شود و اکتیو است و غذا و گیاه

را آلوده می کند . این آلودگی نسبتاَ کم است ، ولی اگر کود به کار رفته به صورت مایع

تهیه شود ، و فرآورده به صورت فسفات برای تغذیهً حیوانات به کار رود آلودگی خیلی زیاد

می شود . این گونه مواد در برنامهً روزانهً غذایی گاو و گوسفند به صورت غذای کمکی به

کار می رود ، و لذا تراز رادیوم را در شیر آنها بالا می برد .

سالهاست که در ساختمانهای شهرهای بزرگ ایران سنگ به کار گرفته می شود . سنگ

تراورتن ، سنگ ریز ، مرمرین - رنگین ها ، و... مصالح ساختمانی موردنظر ، تحت هر

شرایطی باید کنترل شوند . نظر مسئوولان وزارت معادن و فلزات و سایر ارگانها را بدین

نکته جلب می کنیم ، که اگر قرار باشد ما همچون کشورهای مذکور ، بدون درنظر گرفتن

نکات فوق الذکر اقدام به استخراج سنگها و استفادهً بی رویه از آنها بکنیم ، شاید روزی

به سرنوشت کشورهای دانمارک ، سوئد و امریکا دچار شویم .

مسئلهً استفادهً صحیح از معادن سنگ و مرمر است نه مانع شدن از مصرف آنها .

در نقاط مختلف ایران مثل : انارک یزد ، سهند و سبلان ، چغارد ، ساغند ، بندرعباس ،

بندرلنگه رگه های البرز ، سنگهای رادیو اکتیویته موجود است . ممکن است روزی

به این فکر بیفتیم که خیلی دیر شده باشد !

خوشبختانه اخیراًََ قسمت تحقیقات استانداردهای معاونت حفاظت و ایمنی سازمان انرژی

اتمی ایران به این مهم ، توجه نموده و قرار است که سنگهای معادن ایران خواه برای

مصرف داخلی و خواه برای فروش به کشورهای خارج ، اول در محل و بعد نمونه ها در

آزمایشگاه ارزیابی شوند ، سپس مورد استفاده قرار بگیرند .

 

محقق : دکتر احمد نخلی

گردآورنده : ( ن . ت )