بدون تردید بحران انرژی از جمله مهمترین مسائلی است که محدودیتهایی را در زندگی انسانهای امروزی به وجود آورده است. اگرچه منابع سوختی رو به پایان هستند، اما میزان تقاضا برای انرژی روز به روز در حال افزایش است. بررسیها و مطالعات انجام شده در سطح دنیا حاکی از آن است که بهترین و موثرترین راهکار برای غلبه بر این بحران، بهینهسازی مصرف انرژی و همچنین استفاده از انرژیهای نوین به جای منابع سوخت فسیلی است.
کنترل و بهینهسازی مصرف انرژی بویژه انرژیهای فسیلی که از مهمترین منابع انرژی مصرفی در جوامع انسانی محسوب میشوند، نهتنها از نظر اقتصادی و کاهش هزینههای بهرهبرداری بلکه از نظر زیستمحیطی نیز از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. سوختهای فسیلی از جمله منابع انرژی هستند که در نتیجه مصرف، علاوه بر تولید انرژی پیامدهای نامطلوبی را نیز در روند زندگی انسان ایجاد میکنند. به صورتی که گاهی حتی کنترل شرایط ناشی از مصرف این منابع انرژی خود مستلزم صرف انرژی مجدد خواهد بود.
به عبارت دیگر میتوان گفت بهینهسازی مصرف سوخت در ساختمان علاوه بر کاهش هزینهها، موجب آسیب کمتر به محیطزیست خواهد شد که در نتیجه تاثیر قابلتوجهی در بهبود سطح زندگی ایجاد خواهد کرد. به همین دلیل است حتی در شرایطی که دستیابی به منابع سوخت فسیلی ساده بوده و مستلزم صرف هزینه زیادی نباشد نیز کنترل و از بینبردن پیامدهای نامطلوب زیستمحیطی ناشی از مصرف چنین سوختهایی بسادگی امکانپذیر نیست و لازم است که هزینههای مالی و تبعات زیستمحیطی زیادی برای کنترل این پیامدها اختصاص یابد.
با توجه به اهمیت این موضوع، محققان شهرسازی دانشگاه تربیت مدرس با هدف بررسی ارتباط مستقیم بین برنامهریزی کاربری زمین و میزان مصرف انرژی، تحقیقاتی انجام دادهاند که نهتنها وجود ارتباط مستقیم بین این دو مقوله را مورد تایید قرار میدهد، بلکه نشان میدهد انتخاب معیارهای مناسب در برنامهریزیهای شهری موجب کاهش 45 درصدی میزان مصرف انرژی در سطح واحد همسایگی خواهد شد.
جای خالی معیارهای برنامهریزی در شهرسازی
به گفته آرمان فتح جلالی، دانشآموخته کارشناسی ارشد شهرسازی دانشگاه تربیت مدرس و مجری این طرح تحقیقاتی، رشد شتابان و فزاینده شهرنشینی و در نتیجه افزایش جمعیت شهرها با پیامدهای مختلفی در زمینههای گوناگون همراه بوده است.
او اضافه کرد: یکی از مهمترین پیامدهای افزایش جمعیت شهری در سطح جوامع مختلف، افزایش مصرف و تقاضا برای منابع انرژی است که از 2 جنبه قابل تامل است؛ نخست از نظر محدود بودن منابع انرژی مورد مصرف و دوم از نظر آلودگیهای زیستمحیطی ناشی از مصرف سوختهای فسیلی. وی در انتها افزود: در همین راستا، فراگیر شدن آگاهیهای عمومی نسبت به جنبههای یاد شده و همچنین دیگر جنبههای شهرنشینی موجب شده است تا رویکردهای جدیدی نظیر توسعه پایدار و رشد هوشمند در شهرسازی ظهور یافته و اهمیت و توجه به موضوع کارایی انرژی در حیطه شهرسازی بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد.
باتوجه به گفتههای مهندس فتح جلالی به نظر میرسدبیشترین سهم مصرف انرژی در ساختمانها که یکی از مهمترین مولفههای زندگی شهری به شمار میآیند، به تامین شرایط مطلوب حرارتی در داخل ساختمانها اختصاص دارد. با توجه به این موضوع میتوان گفت افزایش کارایی سیستمهای عایقبندی میتواند نقش بسیار مهمی در صرفهجویی در مصرف انرژی داشته باشد.
از سوی دیگر، رشد سریع مصرف انرژی در سطح دنیا علاوه بر مشکلاتی که در زمینه تامین منابع انرژی ایجاد میکند، با پیامدهای زیستمحیطی زیانباری نیز همراه خواهد بود. برای مثال تخریب لایه ازن، گرمایش جهانی و همچنین تغییرات آب و هوایی از جمله مشکلات و مسائلی هستند که آینده زندگی انسانها را در سطح سیاره زمین در معرض خطر نابودی قرار خواهد داد.
براساس اطلاعات آماری اعلام شده از سال 65 تا 85 در یک دوره زمانی 20 ساله میزان مصرف انرژی و همچنین انتشار آلایندههای کربنی در سطح دنیا بیش از 45 درصد افزایش یافته است که پیشبینی میشود این روند در سالهای آینده نیز همچنان ادامه داشته باشد. اما آنچه کشور ما را در این زمینه از دیگر کشورها متمایز میکند، رشد 75 درصدی مصرف انرژی در ایران است که موجب شده رشد مصرف انرژی در این کشور 3 برابر رشد جهانی مصرف انرژی باشد.
لزوم جایگزینی روشهای سنتی در شهرسازی
کارایی انرژی در حقیقت همان مصرف بهینه و کارآمد انرژی است که با هدف کاهش رشد تقاضای انرژی، به دنبال یافتن راهکارهایی برای افزایش عرضه منابع انرژی سالم و عاری از هرگونه آلودگی زیستمحیطی خواهد بود. به گفته فتح جلالی، این مفهوم در سطح شهرها با مولفههایی که به عنوان عوامل موثر در برنامهریزیهای شهری در نظر گرفته میشود در ارتباط مستقیم خواهد بود و به این ترتیب میتوان گفت با تغییر این مولفهها، میزان مصرف انرژی نیز به میزان قابل توجهی تغییر پیدا میکند.
نکته: تحقیقات انجام شده توسط پژوهشگران شهرسازی دانشگاه تربیت مدرس نشانمیدهد که انتخاب معیارهای مناسب در برنامهریزیهای شهری و ساخت و ساز موجب کاهش 45درصدی مصرف انرژی میشود
توسعه شبکههای ارتباطی، بهبود شرایط زندگی و همچنین ارتقای شیوه زندگی در کشورهای در حال توسعه و توسعهیافته موجب شده است منابع انرژی فسیلی به پایان راه خود نزدیک شوند و بنابراین میتوان گفت سیستمهای انرژی مبتنی بر سوختهای فسیلی نمیتواند پاسخگوی نیاز انسانهای امروزی باشد، مگر اینکه بتوانیم با ایجاد تغییراتی در شیوه زندگی، مصرف آن را تا حد امکان کاهش دهیم. کشور ما از جمله کشورهایی است که بیشترین سرانه مصرف انرژی را دارد و این در حالی است که استفاده از فناوریهای نوین که تحت عنوان راهکارهای سبز از آنها نام برده میشود، میتواند نقش بسیار مهمی در توسعه پایدار کشور در حوزه انرژی داشته باشد.
از آنجا که بیش از 40 تا 45 درصد انرژی مصرفی در سطح کشور، مربوط به واحدهای مسکونی، خدماتی و اداری است بنابراین متولیان ساخت و ساز در کشور میتوانند نقش بسیار مهمی در بهبود این وضعیت داشته و با استفاده از فناوریهایی که از کارایی بیشتری در حفظ انرژی و منابع طبیعی برخوردارند به جای روشهای سنتی ساخت و ساز تغییراتی را در این عرصه به وجود آورند. در این کشور پهناور تنها ساختمانهای اندکی وجود دارند که مجهز به عایقهای حرارتی هستند. در ساختمانهایی که براساس شیوههای سنتی بنا میشوند، دیوارهای خارجی ساختمان تنها محافظی در برابر باد و باران هستند و حفظ حرارت یا برودت در این ساختمانها مستلزم استفاده از منابع انرژی گاز یا برق است. علاوه بر این، در نظر داشتن یک برنامهریزی مناسب برای کاربری اراضی شهری از نظر تعیین کاربرد این اراضی، تعیین تراکم واحدهای مسکونی و فراهم آوردن امکان دسترسی مناسب به انواع مختلفی از کاربریها در یک محدوده مشخص و از پیش تعیین شده میتواند نقش موثری در ایجاد نوعی نظم خاص در سیستمهای شهری و همچنین توسعه آن در ابعاد مکانی و عملکردی تجمع انسانها داشته باشد. این ابعاد نیز به نوبه خود در ارتباط مستقیم با میزان مصرف انرژی خواهد بود.
منابع سوخت فسیلی رو به پایان است
به گفته فتح جلالی، مصرف انرژی در یک ساختمان به نوع کاربری ساختمان، شرایط اقلیمی، نوع سازه، تجهیزات گرمایشی و سرمایشی آن و ساعات استفاده از ساختمان در طول فصول مختلف سال ربط دارد که هر کدام از آنها سهمی از انرژی را به خود اختصاص میدهند.
او افزود: براساس مطالعات انجام شده در کشورهای مختلف، بیشترین سهم انرژی مصرفی در ساختمانها مربوط به سیستمهای گرمایشی و سرمایشی، تامین آب گرم و سیستمهای تهویه مطبوع است. برای مثال در کشورهای سردسیر اروپایی بیش از 60 درصد انرژی مصرفی در ساختمانها در بخش گرمایشی مورد استفاده قرار میگیرد. براساس مطالعاتی که پیش از سال 79 انجام شده است، بیش از دوسوم صرفهجویی انرژی در ساختمانها از بخش گرمایش قابل دسترسی خواهد بود.
فتح جلالی در ادامه یادآور شد: براساس نتایج اعلام شده درباره یک طرح تحقیقاتی که توسط کمیسیون انرژی اروپا انجام شده است از سال 79 تا 89، کشورهای اروپایی توانستهاند با استفاده از راهکارها و برنامهریزیهای مناسب در ساخت و ساز میزان مصرف انرژی در بخش ساختمان را تا 22 درصد کاهش دهند و به این ترتیب میتوان گفت هرگونه تلاش برای افزایش کارایی مصرف انرژی با استفاده از برنامههای جدید در شهرسازی و در بخش ساختمان حتی اگر بسیار ناچیز و جزئی هم باشد، در مقیاس جهانی یا حتی در سطح کشور، نقش موثری در کاهش مصرف انرژی جهانی خواهد داشت.
وی در پایان خاطرنشان ساخت: استفاده از روشها و برنامههای مناسب با هدف صرفهجویی در مصرف سوخت و انرژی یا به عبارتی با رویکرد کارایی انرژی، یک اصل و ضرورت مهم و اساسی است. مصرف سوختهای فسیلی در بخش ساختمان، متهم اصلی در افزایش مشکلات زیستمحیطی است که حیات انسان در سطح این کره خاکی را با محدودیتها و مشکلات بسیار زیادی مواجه ساخته است. با توجه به اهمیت این موضوع لازم است رفتهرفته روشهای نوین معماری را که چند سالی است در کشورهای پیشرفته به عنوان اصول مهم در ساختمانسازی مورد توجه هستند به عنوان یک ضرورت مورد توجه قرار دهیم. علاوه بر این لازم است که در طرح شهرها و ساختمانهای جدید علاوه بر رعایت اصول استاندارد معماری نوین که مبتنی بر روشها و منابع سبز هستند، جنبهها و ابعاد اجتماعی، روانی و فردی انسانهایی که قرار است ساکنان این شهرها باشند نیز مدنظر قرار داده شود. چراکه جوامعی که در ساختارهای درونی خود نسبت به موضوع بسیار مهم انرژی بیتفاوت هستند، نمیتوانند در دنیای امروز که جوامع مختلف برای پیشرفت و توسعه با هم در رقابت هستند، جایگاه مطلوبی را از آن خود کنند.
تحقیقات گستردهای در چند سال اخیر انجام شده که نشان میدهند ارتباط تنگاتنگی میان گرمایش زمین ناشی از فعالیتهای انسانی و افزایش شمار و قدرت تندبادهای دریایی و گردبادها وجود دارد. بتازگی گروهی از پژوهشگران آمریکایی اعلام کردهاند بررسی تحولات جوی در خلال ۳۵ سال گذشته نشان میدهد در دهههای اخیر بیش از پیش بر شدت بزرگترین توفانها از جمله توفانهای استوایی مانند کاترینا افزوده شده است. در این میان گرم شدن آبها به تشدید این فرآیند دامن میزند. این گروه از محققان گرمایش زمین را عامل پیدایش توفانهای مخرب دانستهاند. به گفته این محققان در خلال این دوره بر شمار توفانهای استوایی درجه ۴ و ۵ به طرز چشمگیری افزوده شده است. دانشمندان این توفانها را برحسب شدت آنها به درجات مختلف از یک تا ۵ طبقه بندی میکنند و این را در نظر داشته باشید که تندباد کاترینا هنگام برخورد با سواحل آمریکا یک توفان درجه ۴ بوده است. تحقیقات نشان میدهد بر شمار توفانهای شدید و مخرب نیز افزوده شده به طوری که در حد فاصل سالهای ۱۹۷۵ تا ۱۹۸۹ در مجموع ۱۷۱ توفان شدید در جهان روی داد در حالی که این رقم برای سالهای ۱۹۹۰ تا ۲۰۰۴ به ۲۶۹ مورد افزایش یافت. توفانهای استوایی هنگامی آغاز میشوند که گرمای سطح آب اقیانوس به درجه معینی که آن را حد بحران مینامند، افزایش یابد. به همین دلیل دانشمندان روند گرمایش آب و هوای زمین بر اثر استفاده از سوختهای فسیلی و تولید گازهای گلخانهای را در بروز توفانهای شدید مؤثر میدانند.
به عقیده کارشناسان، خودروهایی که با استفاده از سوختهای زیستی حرکت میکنند بتدریج وارد بازارهای جهانی میشوند، هر چند سرعت این فرآیند چندان زیاد نیست. در این میان برخی کشورها کارنامه درخشانتری از خود برجای گذاشتهاند. برزیل از جمله این کشورهاست. برزیل تنها کشور جهان است که میزان مصرف سوخت زیستی به عنوان سوخت خودروها در این کشور بیشتر از مصرف بنزین است. این در حالی است که سهم سوخت زیستی در جهان از 2 درصد فراتر نمیرود. برزیل از حدود 12 سال پیش روی به طراحی خودروهایی آورده است که با اتانول کار میکند. نکته جالب توجه دیگر این است که برزیل رتبه نخست تولید اتانول در جهان را به خود اختصاص داده است. کارشناسان معتقدند یکی از مهمترین دلایلی که موجب شده استفاده از سوختهای زیستی گسترش چندانی پیدا نکند هزینه تمام شده قابل توجه این نوع سوخت هاست. سوختهای زیستی چندان ارزان قیمت نیستند و زمانی که صحبت از استفاده از آنها در خودروها به میان میآید این نکته دارای زوایای تیرهتر بیشتری میشود. به همین دلیل هر تلاشی که در راستای تولید سوختهای زیستی ارزان قیمتتر صورت گیرد با استقبال صاحبان صنایع خودرو روبهرو میشود. بتازگی گروهی از محققان در دانشگاه میشیگان آمریکا موفق شدهاند با استفاده از گیاه ذرت تغییر ژنتیکی یافته و آنزیم موجود در معده گاو سوخت زیستی ارزان قیمت تولید کنند. اینگونه جدید ذرت که از نظر ژنتیکی تغییراتی در آن ایجاد شده، تولید سوختهای زیستی را بسیار مقرون به صرفه میکند، بدون اینکه به بذر گیاه آسیبی برسد. در حال حاضر تولید سوختهای زیستی از جمله اتانول بیشتر به وسیله دانههای گیاه انجام میشود و از برگها و ساقه گیاه استفاده نمیشود، چرا که شکستن (تجزیه) سلولز موجود در برگها و ساقه ذرت و تبدیل آن به قند و اتانول، روندی بسیار دشوار و پرهزینه است، اما این کشف جدید امکانی فراهم میکند که در آن از برگها و ساقههای گیاه که پسماندههای آن محسوب میشوند برای تولید ارزان اتانول استفاده شود و دانههای گیاه هم بدون آنکه به سوخت بدل شود مانند گذشته به عنوان مواد غذایی مصرف شود. بالا رفتن قیمت جهانی نفت منجر به اقتصادیتر شدن تولید سوختهای زیستی شده که از ذرت، نیشکر، سویا و بعضی دیگر از دانههای گیاهی به دست میآید. اما برنامه جهانی غذا وابسته به سازمان ملل متحد اعلام کرده است که سال گذشته یک صد میلیون تن غله برای تولید اتانول مورد استفاده قرار گرفته و این میزان بسرعت در حال افزایش است. این خبر چندان خوشحالکنندهای نیست. به همین دلیل باید راههای جدیدی برای تولید مقرون به صرفهتر سوختهای زیستی پیدا شود. استفاده از چمن به عنوان منبع تولید این نوع سوختها ایده جالب توجه دیگری است. گروهی از محققان دانشگاه ایلینویز در آمریکا موفق به استخراج سوخت زیستی از چمن بلند شدهاند که این میزان سوخت بیش از ذرت انرژی تولید میکند. witchgrass و miscanthus دو نوع چمن هستند که با تولید حجم بالاتر اتانول و نیاز آبی کمتر از ذرت حجم لازم برای تولید سوخت زیستی را فراهم میکنند.
