سومين انقلاب صنعتي بر 3 اصل بنيادي تكيه دارد (انرژيهاي نو، روشهاي كارآمد ذخيره‌سازي هيدروژن و شبكه‌هاي هوشمند انرژي)، به منظور اينكه هر يك از اجزاي اين انقلاب بتوانند به طور كامل از همه ظرفيت خود استفاده كنند و برنامه‌هاي جديد اقتصادي،كاربردي و عملي شوند، اين سه اصل بايد به روشي كاملاً تلفيقي طرح‌ريزي شوند و به طور همزمان گسترش پيدا كنند.
اصل اول: انرژيهاي نو
اولين اصل از سومين انقلاب صنعتي اشكال مختلف انرژيهاي بازگشت‌پذير (انرژي خورشيد، باد، هيدروليك، آب، زمين‌گرمايي، دريا، بيومس) است. اين انرژيها نمايانگر درصد كمي از مجموع انرژيهاي كاربردي هستند اما به دليل اينكه ذخاير مواد سوختي معدني روبه كاهش است، استفاده از انرژيهاي نو به سرعت روبه افزايش است. همچنين به علت تاثير مثبتي كه استفاده از انرژيهاي نو بروي بازار انرژي گذاشته است دولتها اهداف حمايتي خود را براي ورود اين انرژيها به بازار انرژي، بكار گرفته‌اند.
در صورتيكه شركتهاي دولتي و خصوصي تلاش كنند تا ميزان مصرف انرژي خود را با صرفه‌جويي و مصرف بهتر كاهش دهند و انتشار گازهاي گلخانه‌اي را به حداقل برسانند، ميلياردها يورو از سرمايه‌‌هاي عمومي و خصوصي براي تحقيقات، گسترش بازار و تزريق انرژي به آن هزينه خواهد شد.
اصل دوم: تكنولوژي ذخيره‌سازي
معرفي اصل انرژيهاي بازگشت‌پذير از اصول سه گانه انقلاب صنعتي لزوم تعريف هم زمان اصل دوم را نيز ايجاب مي‌كند. براي به حداكثر رساندن ميزان استفاده از انرژيهاي نو و به حداقل رساندن قيمت آنها، گسترش روشهايي مطمئن جهت ذخيره‌سازي اين گونه انرژيها لازم است. انواع باتريها، انتقال انرژي آب به وسيله پمپاژ و ديگر روشها مي‌توانند بخشي از ذخيره‌سازي محدود را فراهم كنند با اين وجود روشي در دسترس‌تر و كارآمدتر نيز وجود دارد. توليد و ذخيره‌سازي هيدروژن روشي جهاني است كه مي تواند تمامي انواع انرژيهاي بازگشت‌پذير را ذخيره كند. هيدروژن با قابليتي پايدار و مطمئن براي توليد انرژي و حمل و نقل، در دسترس بودن هميشگي‌اش را تضمين مي‌كند.
هيدروژن عنصري بسيار سبك است كه به فراواني در جهان هستي يافت مي‌شود و هنگاميكه به عنوان منبع انرژي مورد استفاده قرار مي‌گيرد، تنها محصولات توليدي آن آب پاك و گرماست. بيش از 30 سال است كه انرژي مورد نياز فضاپيماها توسط پيلهاي سوختي با تكنولوژي بالا كه با هيدروژن كار مي‌كنند، تامين مي‌شود.
هيدروژن در همه جا يافت مي‌شود، با اين وجود به ندرت به حالت آزاد در طبيعت وجود دارد و بايد آن را از سوختهاي فسيلي، آب يا مواد آلي استخراج كرد. در حال حاضر، روش بسيار كارآمد توليد هيدروژن تجاري، الكتروليز آب است. امكان ذخيره‌سازي هيدروژن مانند نفت محدود است، بنابراين هم اكنون هيدروژن منبع قابل اطميناني براي توليد انرژي به شمار نمي‌آيد. هيدروژن را از زغال سنگ و شنهاي هيدروژن‌دار (بيتومينو) نيز مي‌توان استخراج كرد اما اين روش سبب افزايش قابل توجه انتشار دي‌اكسيدكربن در جو مي‌شود.
انرژي هسته‌اي نيز براي توليد هيدروژن ميتواند به كار گرفته شود اما استفاده از آن به طور محسوسي افزايش ميزان ضايعات راديواكتيو خطرناك را به همراه دارد. همچنين استفاده از آب سرد لازم براي خنك‌كردن راكتورها، تهديدات جدي را براي امنيت مراكز اتمي ايجاد و دفن زباله‌هاي اتمي نيز هزينه‌هاي قابل توجهي را به مراكز اتمي تحميل مي‌كند. علاوه بر اين مصرف‌كنندگان هم بايد نسبت به استفاده از انرژي اتمي رضايت داشته باشند. برپايه ذخيره‌سازي، روش ديگري نيز براي توليد هيدروژن وجود دارد. اين روش استفاده از تمامي انواع انرژيهاي نو را براي توليد هيدروژن پيشنهاد مي‌كند.
منابع بازگشت‌پذير انرژي: انرژي خورشيد، باد، آب، اقيانوس و زمين گرمايي بيش از پيش براي توليد الكتريسيته بكار مي‌روند، اين الكتريسيته مي تواند طي فرآيند الكتروليز عناصر سازنده آب (هيدروژن و اكسيژن) را از هم جدا كند. هيدروژن مستقيماً از ضايعات حيواني و گياهي، ارگانيك و آلي نيز استخراج مي‌شود بدون آنكه نيازي به الكتروليز باشد. نكته مهم و قابل توجه اين است كه انرژي بازگشت‌پذير زماني پايدار خواهد بود كه به صورت هيدروژن ذخيره شود زيرا كه خورشيد همواره نمي‌تابد، باد هميشه نمي‌وزد، در زمان خشكسالي آب جريان ندارد و ميزان محصولات كشاورزي هر سال نسبت به سالهاي ديگر متفاوت است.
وقتي انرژيهاي نو در دسترس نباشند الكتريسيته توليد نمي‌شود و فعاليت‌هاي اقتصادي متوقف مي‌شوند، اما اگر قسمتي از الكتريسيته توليدي هنگاميكه انرژيهاي نو به فراواني وجود دارند براي استخراج هيدروژن آب بكار گرفته شود، هيدروژن توليدي ميتواند براي مصارف بعدي ذخيره شود، به اين ترتيب توليد انرژي به صورت مداوم براي جوامع امكانپذير خواهد بود. بخشي از ظرفيت ذخيره‌سازي شبكه عظيم توزيع هوشمند انرژي را هيدروژن و بخش ديگر را ديگر تكنولوژيهاي شناخته شده ذخيره‌سازي؛ باتريهاي الكتريكي، ايستگاههاي انتقال انرژي هيدروليكي (آبي) به وسيله پمپاژ، فراخازن‌ها و ... تأمين مي‌كنند. تركيب هيدروژن و ديگر روشهاي ذخيره‌سازي منبع مطمئن و قابل دسترسي از انرژي را تشكيل مي‌دهند. همچنين هيدروژن را مي‌توان از بيومس استخراج و به همين روش ذخيره كرد.
به طور مثال مي‌توان از كشور برزيل نام برد. در برزيل نتايج سياست انرژي متكي بر استفاده از انرژيهاي بازگشت‌پذير براي توليد الكتريسيته بسيار موفقيت‌آميز بوده‌اند، هم‌اكنون 80 درصد الكتريسيته توليدي در اين كشور از منابع نو و انرژيهاي بازگشت‌پذير و برق آبي تامين مي‌شود.
سال 2001 برزيل متحمل خشكسالي بود. سطح آبهاي سطحي كاهش يافت و در نتيجه آن توليد برق با مشكلات جدي روبرو شد و قطعي‌هاي مكرر برق در نقاط مختلف اين كشور به وقوع پيوست. اما برزيل مي‌توانست مقداري از مازاد برق توليدي خود را در زمانيكه سطح آب رودخانه‌ها براي الكتروليز مناسب بود، براي الكتروليز آب و توليد هيدروژن بكار گيرد كه در زمان خشكسالي جايگزين مناسبي براي آب رودخانه‌ها براي توليد برق داشته باشد. به اين ترتيب توليد برق در زمان خشكسالي نيز تضمين مي‌شد.
در حاليكه هزينه‌هاي لازم براي بكارگيري انرژيهاي نو به سرعت رقابتي شده‌اند، قيمت توليد هيدروژن همچنان بالا مانده است، با اين وجود تكنولوژيهاي جديد مترقي و مدلهاي اقتصادي نشانگر كاهش سالانه اين گونه هزينه‌هاست؛ به علاوه پيلهاي سوختي با عملكرد هيدروژن تقريباً 2 برابر كارآمدتر از موتورهايي با احتراق دروني است. هزينه تكنولوژيهاي جديد بالا است اما قيمتهاي مستقيم و غيرمستقيم گاز و نفت نيز در بازارهاي جهاني بي‌وقفه در حال افزايش است. با كاهش هزينه‌هاي انرژيهاي نو و هيدروژن و افزايش قيمت سوختهاي فسيلي، در آينده نزديك شاهد تلاقي اين دو نرخ خواهيم بود و پس از آن عصر جديدي از انرژي آغاز
خواهد شد.
پايه‌هاي گذار به سوي سومين انقلاب صنعتي در مارس 2007 در شوراي اتحاديه اروپا شكل گرفت. اتحاديه اروپا اولين فراقدرتي است كه همه كشورهاي عضو را ملزم كرده است تا سال 2020، 20 درصد انرژي مصرفي خود را از منابع انرژيهاي بازگشت‌پذير تأمين كنند.
زمانيكه نقش انرژيهاي بازگشت‌پذير در توليد برق موثر باشد . كاهش موقتي توليد اين گونه انرژيها (خورشيد، باد، آب) ميتواند باعث اختلال در توليد برق شود، قيمتهاي بازار را تغيير دهد و قطعي‌هاي مكرر برق را
موجب شود.
اگر اتحاديه اروپا خواهان تامين منبع قابل اعتمادي براي توليد انرژي باشد، بايد استفاده از هيدروژن را به عنوان ”تكيه‌گاهي ذخيره‌اي“ براي انرژيهاي جديد، مدنظر داشته باشد. هيدروژن همچنين روش ذخيره‌سازي انرژيهاي جديد است كه ميتواند در همه شبكه‌هاي حمل و نقل بكار گرفته شود.
كميسيون اروپايي با قبول گرايشات روزافزون براي استفاده از انرژيهاي نو، بكارگيري اين گونه انرژيها را در قالب گسترش ظرفيت ذخيره‌سازي پيلهاي سوختي با عملكرد هيدروژن، بسيار آسانتر مي‌داند. سال 2003 كميسيون خط مشي جديدي را در رابطه با تكنولوژيهاي مرتبط با هيدروژن تعيين كرد كه حاكي از تلاش همه جانبه براي پيشرفت تحقيقات در اين زمينه بود، بدين ترتيب اروپا در رديف اول حركت به سوي آينده‌اي متكي بر انرژي هيدروژن، قرار گرفت.
كشورها و دولتهاي اروپايي از مدتها پيش برنامه‌هاي تحقيقاتي- توسعه‌اي، را براي استفاده از هيدروژن و تكنولوژيهاي مرتبط با آن مورد توجه قرار داده‌اند و هم اكنون به تدريج تكنولوژي هيدروژن را وارد بازارهاي خود مي‌كنند.
سال 2006، كشور آلمان مبلغ 500 ميليون يورو را به تحقيقات و توسعه تكنولوژيهاي هيدروژن اختصاص داد. طبق اهداف از پيش تعيين شده به منظور هدايت اروپا و دنيا به سوي عصر هيدروژن در چشم‌انداز سال 2020، آلمان مشغول آماده كردن طرحي در زمينه ايجاد شبكه هيدروژن ملي است.
سال 2007، آنگلا مركل Angela Merkel صدراعظم آلمان و اعضاي كابينه‌اش در سخنرانيهاي عمومي خود آغاز سومين انقلاب صنعتي را اعلام كرده بودند.
اكتبر 2007 كميسيون اروپايي با تاكيد بر توليد هيدروژن توسط منابع انرژيهاي نو، از همكاري بخشهاي خصوصي و عمومي كشورهاي عضو براي اختصاص ميلياردها يورو از منابع مالي‌شان جهت تسريع ورود تجارتي اقتصاد هيدروژن به دولتهاي عضو اتحاديه اروپا خبر داد.
اصل سوم: شبكه‌هاي هوشمند برق
با توجه به اهميت تغييري اساسي به نفع انرژيهاي بازگشت‌پذير و سرمايه‌گذاري بر روي طرحهاي تحقيقاتي- توسعه‌اي در رابطه با انرژي و تكنولوژي پيلهاي سوختي هيدروژني، اتحاديه اروپا 2 اصل اوليه از اصول سومين انقلاب صنعتي اروپا را نهادينه كرد. سومين اصل، شكلدهي دوباره شبكه برق اروپا بر مبناي شبكه اينترنت است و به شركتهاي خصوصي و دولتي اجازه خواهد داد تا انرژي مورد نيازشان را خودشان تأمين كنند و همگي در انرژي توليدي سهيم باشند. اين طرح به طور آزمايشي در شركتهاي برق اروپايي در حال اجرا است.
اين شبكه دروني هوشمند از سه بخش اصلي تشكيل شده است. 1- شبكه‌هاي كوچك مجاز بخش خصوصي.
2- شركتهاي كوچك و متوسط (PME) مانند شركتهاي بزرگ توليد انرژيهاي بازگشت‌پذير (به روش پيلهاي خورشيدي، مزارع بادي، نيروگاههاي كوچك آبي، مراكز توليد انرژي از ضايعات حيواني، گياهي و زباله)
3- شبكه‌هاي بيروني تأمين‌كننده انرژي مورد نياز شركتهاي خصوصي و دولتي.
تكنولوژي محاسبه هوشمند به توليد كنندگان محلي امكان ميدهد تا انرژي توليدي خود را مستقيماً به شبكه اصلي برق بفروشند.
تكنولوژي محاسبه شبكه هوشمند در تمام دستگاهها و ميكروپروسسورهاي مستقر در سيستم شبكه گنجانده شده است و اين امكان را فراهم مي‌كند تا هر دستگاه با شبكه اصلي در ارتباط باشد. اين نرم‌افزار به كل شبكه برق امكان محاسبه ميزان انرژي مصرفي در همه زمانها و در تمام نقاط روي شبكه را ميدهد. اين اتصال دروني ميتواند براي جهت دادن به مصرف انرژي و جريان برق طي ساعات اوج مصرف و ديگر ساعتها، براي انطباق شبكه با تغييرات مداوم قيمت برق، مورد استفاده قرار گيرد.
در آينده، شبكه‌هاي هوشمند به علت تغييرات آب و هوايي، ميزان وزش باد، تابش خورشيد يا تغييرات دمايي بيش از پيش كاربردي مي‌شوند. با كارآمد بودن شبكه‌هاي هوشمند، شبكه برق داراي ظرفيتي انعطاف‌پذير نسبت به جريان متفاوت عبوري از شبكه به علت شرايط متغير جوي بيروني و نياز مصرف‌كنندگان خواهد بود. به طور مثال اگر شبكه برق متوجه مصرف بيش از اندازه انرژي يا اضافه بار در شبكه به علت سوء مصرف شود نرم‌افزار هوشمند موجود در شبكه مي تواند به طور مثال از ماشين لباسشويي بخواهد كه اضافه بار تحميلي را حذف كند يا از دستگاه تهويه بخواهد تا درجه خود را پايين بياورد و بدين ترتيب اضافه بار تحميلي برطرف خواهد شد.
شركت برق در هزينه‌هاي برق مصرفي، مصرف‌كنندگاني كه ميزان مصرف خود را تنظيم كنند تخفيف قائل مي‌شود. به دليل اينكه قيمت واقعي برق شبكه دائماً در حال تغيير است، اطلاعات لحظه‌اي انرژي راهگشاي ”سياستي مبتني بر قيمتهاي پويا“ است، اين سياست به مصرف‌كنندگان امكان ميدهد تا ميزان مصرف برق خود را متناسب با قيمت برق شبكه بطور اتوماتيك افزايش يا كاهش دهند. اين سياست قيمت‌گذاري به شبكه‌هاي كوچك محلي توليد اختيار فروش اتوماتيك، انرژي توليديشان را به شبكه‌هاي اصلي ميدهد.
شبكه هوشمند نه تنها به مصرف‌كنندگان نهايي قدرت انتخاب ميزان انرژي مصرفي‌شان را ميدهد بلكه ميتواند منبع و روش جديد و كارآمدي براي توزيع برق نيز باشد.
طرح جديد اتحاديه اروپا ايجاد شبكه دروني انرژي را مدنظر دارد به اين معنا كه خواستار تركيب شبكه‌ها و تشكيل شبكه‌اي واحد است يا به عبارت ديگر خواهان شبكه‌اي مستقل‌تر از شركتهاي توليد انرژي برق است. به اين ترتيب كه توليد و فروش انرژي به شبكه اصلي به راحتي و در شرايط يكسان امكانپذير باشد و همه شبكه‌ها از توليد وانتقال اطلاعات در شبكه اينترنت بهره ببرند.
كميسيون اروپايي شبكه هاي هوشمند را مبناي پيشرفت تكنولوژي اروپا قرار داد. اين كميسيون با تهيه سندي استراتژيك در سال 2006 شكلدهي دوباره شبكه برق اروپا و تبديل آن به شبكه‌اي هوشمند، يكپارچه و درون پويا را خواستار شد. پارلمان اروپايي در سال 2007 در بيانيه‌اي كتبي از حركت جدي اروپا به سوي اصول سومين انقلاب صنعتي (استفاده از انرژيهاي جديد، اقتصادي و ذخيره‌سازي هيدروژن و ايجاد شبكه هوشمند برق) خبر داد.
اكثريت قريب به اتفاق اعضاي پارلمان اروپايي اين بيانيه را امضا كردند، از امضا‌كنندگان مي‌توان روساي
7 قسمت اصلي سياسي اروپا و هانس گرت پوترينگ Hans Gert Pottering رئيس پارلمان را نام برد. پارلمان اروپايي اولين مجمع پارلماني در جهان است كه به طور رسمي استراتژي اصول سومين انقلاب صنعتي را براي ورود به آن پذيرفته است.
جرمي ريفكين Jeremy Rifkin پايه‌گذار و رئيس موسسه Foundation on Economic Trends (Washington Dc)، اجراكننده برنامه سازماندهي مديريتهاي Wharton School
(Universite de pennsylvanie) است.
سال 2007 وي مشاور رئيس اتحاديه اروپا Jose Socrates جوزه سوكراته، نخست وزير پرتغال. در امور مسائل امنيت انرژي، تغييرات آب و هوايي و اقتصاد بوده است. وي همچنين مشاور مخصوص گروهي از پارلمان اروپايي است كه بر روي پيشرفت سومين انقلاب صنعتي و گسترش اقتصاد هيدروژن كار مي‌كنند.
وي خالق 17 اثر درباره محيط زيست، انرژي، مسائل اقتصادي و اقتصاد هيدروژن است.
مترجم: سارا هروي‌زاده
، به منظور اينكه هر يك از اجزاي اين انقلاب بتوانند به طور كامل از همه ظرفيت خود استفاده كنند و برنامه‌هاي جديد اقتصادي،كاربردي و عملي شوند، اين سه اصل بايد به روشي كاملاً تلفيقي طرح‌ريزي شوند و به طور همزمان گسترش پيدا كنند.
){kind=small}
Twitter
Google
Yahoo
Delicious
بالاترین
دنباله
نسخه‌ی چاپی
ارسال اين مطلب به دوستان