به مناسبت روز جهانی باد، یک اقلیم‌شناس ضمن تعریف باد و با تاکید بر اینکه ایران منبع غنی از انرژی باد است، مهمترین معضلات زیست محیطی کشور را که با استفاده از ظرفیت انرژی باد قابل کنترل هستند، تشریح کرد.
به گزارش رتبه آنلاین از ایسنا، امروز (۱۵ ژوئن -۲۵ خرداد)، روزجهانی باد است؛ رویدادی بین‌المللی که به‌صورت جدی از سال ۲۰۱۲، هر ساله توسط «انجمن انرژی باد اروپا و شورای جهانی انرژی باد» با هدف آگاهی‌رسانی نسبت به نقش و اهمیت «باد» در اکوسیستم‌های مختلف و به عنوان منبع تولید انرژی پاک و رایگان و تلاش برای کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی گرامی داشته می‌شود.
قدیمی‌ترین روش استفاده از انرژی باد به ایران باستان باز می‌گردد،. برای نخستین بار، ایرانیان موفق شدند با استفاده از نیروی باد، دلو یا چرخ چاه را به گردش درآورده و از چاه‌های آب خود، آب را به سطح مزارع برسانند. احتمالاً نخستین ماشین بادی توسط ایرانیان باستان ساخته شده است و یونانیان برای خرد کردن دانه‌ها و مصری‌ها، رومی‌ها و چینی‌ها برای قایقرانی و آبیاری از انرژی باد استفاده کرده‌اند.
در قرن ۱۳ میلادی این فناوری به اروپا برده شد و هلندی‌ها فعالیت زیادی در توسعه دستگاه‌های بادی داشتند، به‌طوری که در اواسط قرن نوزدهم در حدود ۹۰۰۰ ماشین بادی برای مصارف گوناگون مورد استفاده قرار می‌گرفته است. استفاده از انرژی باد در ایالات متحده از سال ۱۸۵۴ شروع شد. از ماشین‌های بادی بیشتر برای بالا کشیدن آب از چاه‌های آب و بعدها برای تولید الکتریسیته استفاده شد. بزرگترین ماشین بادی در زمان جنگ جهانی دوم توسط آمریکایی‌ها ساخته شد.
می‌دانیم که امروزه بهره‌برداری از انرژی باد در سطح جهان به‌طور روزافزون درحال افزایش است و با استفاده از این راهکار مناسب ضمن کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی و جلوگیری از تخریب محیط زیست، برای هزاران نفر نیز شغل ایجاد شده است.
باد را بشناسیم
به مناسبت روز جهانی باد شاهرخ فاتح – اقلیم‌شناس و کارشناس ارشد سازمان هواشناسی کشور- در خصوص ارائه تعریفی علمی از «باد» به ایسنا گفت: در هواشناسی کلمه باد به جریان وسیعی از هوا اطلاق می‌شود که در نزدیکی سطح زمین یا در جو آزاد وجود دارد. باد یک کمیت بُرداری (کمیتی در فیزیک که علاوه بر اندازه، دارای جهت هم هست) است که با دو مولفه سرعت و جهت معرفی می‌شود. در هواشناسی جهت باد نشان‌دهنده نقطه شروع و مسیر وزش باد است. به‌عنوان مثال منظور از باد غربی، بادی است که از سمت غرب وارد می‌شود.
نکته با اهمیت آن است که پیش‌بینی جهت و سرعت باد در طبیعت کار ساده‌ای نیست زیرا حرکت هوا تحت تاثیر عوامل محیطی مسیر نظیر جنس پوشش و ناهمواری‌های سطح، منابع گرمایی و وجود عوارض و موانع مختلف قرار می‌گیرد.
وی تفاوت دمایی جهانی و تاثیر دما را در تولید باد تشریح کرد و گفت: زمین به‌طور نامساوی به وسیله خورشید گرم می‌شود. به همین علت در قطب‌ها، انرژی گرمایی کمتری نسبت به مناطق استوایی وجود دارد. در خشکی‌ها تغییرات دما با سرعت بیشتری انجام می‌پذیرد بنابراین خشکی‌های زمین نسبت به دریاها زودتر گرم و زودتر سرد می‌شوند. این تفاوت دمای جهانی موجب به وجود آمدن یک سیستم جهانی تبادل حرارتی می شود که منشا جابه‌جایی توده‌های هوا و در نهایت تولید باد است.
ارتباط آفتاب و باد
این کارشناس سازمان هواشناسی در مورد سیکل طبیعی وزش باد در هر شبانه‌روز با بیان اینکه در طول شبانه‌روز و برحسب تفاوت انرژی دریافتی از خورشید، شاهد نوسان شبانه‌روزی سرعت باد هستیم،گفت: در شرایط طبیعی و در غیاب سامانه‌ها و جبهه‌های هوایی حداکثر سرعت باد حوالی ظهر تا عصر اتفاق می‌افتد و با غروب خورشید از شدت آن کاسته می‌شود تا جایی که هنگام طلوع خورشید سرعت باد به حداقل ممکن می‌رسد.
فاتح با اشاره به اینکه محاسبه باد دشوار است، به وجود یک الگوی تجربی برای سنجش باد اشاره و تصریح کرد: برخلاف بارش و دما که برای آنها امکان ارائه جدول طبقه‌بندی تجربی آثار ناشی از مقادیر مختلف وقوع وجود ندارد، این امکان برای پدیده باد فراهم شده و دریانورد ایرلندی به نام فرانسیس بوفورت در سال ۱۸۰۷ جدولی تجربی در این زمینه ابداع و معرفی کرده است.
| شرح | مشخصات باد در روی زمین | مایل بر ساعت | کیلومتر بر ساعت | |
| ۰ | آرام | دود از دودکش‌ها عمودی بالا می‌رود. | ۱ | ۱ |
| ۱ | وزش باد شدید | جهت باد از دودکش‌ها پیدا است (بادنما قادر به نشان دادن جهت باد نیست) | ۳-۱ | ۵-۱ |
| ۲ | نسیم سبک | وزش باد بر روی صورت احساس می‌شود برگهای درختان صدای ملایمی می‌کنند (بادنماهای معمولی با این باد شروع به حرکت می‌کنند) | ۷-۴ | ۱۱-۶ |
| ۳ | نسیم ملایم | برگ‌ها و ترکه‌های کوچک درختان به طور ملایم و مداوم تکان خورده و پرچم‌هایی سبک در اثر وزش باد به اهتزاز درمی‌آید. | ۱۲-۸ | ۱۹-۱۲ |
| ۴ | نسیم متوسط | گرد و غبار و خرده‌های کاغذ به هوا بلند شده و شاخ و برگهای کوچک درختان نیز تکان می‌خورند | ۱۸-۱۳ | ۲۸-۲۰ |
| ۵ | نسیم تند | درختان کوچک سراپا تکان خورده و در سطح آب‌های موجود در خشکی امواجی دیده می‌شود. | ۲۴-۱۹ | ۳۸-۱۹ |
| ۶ | نسیم شدید | شاخه‌های بزرگ درختان به جنبش درآمده صدای سیم‌های تلگراف به گوش می‌رسد ونگه داشتن چتر بر روی سر مشکل است. | ۳۱-۲۵ | ۴۹-۳۹ |
| ۷ | تندباد ملایم | تماس شاخ و برگ درختان در نوسان بوده و راه رفتن در خلاف جهت باد مشکل است. | ۳۸-۳۲ | ۶۱-۵۰ |
| ۸ | تند باد | شاخه‌های کوچک درختان می‌شکند و حرکت در مسیر مخالف وزش باد تقریباً ممکن نیست. | ۴۶-۳۹ | ۷۴-۶۲ |
| ۹ | تندباد شدید | خرابی‌های مختصری به ساختمان‌ها وارد می‌آید (ناودانها، شیوانی‌ها و یا پوشش‌های کف پشت بام‌ها کنده می‌شود. | ۵۴-۴۷ | ۸۸-۷۵ |
| ۱۰ | طوفان | درختان ریشه کن شده وخرابیهای قابل ملاحظه‌ای به ساختمان‌ها وارد می‌آْید (به ندرت در خشکی اتفاق می‌افتد) | ۶۳-۵۵ | ۱۰۲-۸۹ |
| ۱۱ | طوفان شدید | خیلی به ندرت اتفاق می‌افتد و توأم با خرابی‌های زیاد و دامنه است. | ۷۲-۶۴ | ۱۱۷-۱۰۳ |
| ۱۲ | طوفان خیلی شدید | اکثراً در روی اقیانوس‌ها و مناطق زیر تولید دیده می‌شود (شمال اقیانوس اطلس، کوبا، خلیج مکزیک، شما شرقی اقیانوس آرام) | ۷۳ ریشتر | ۱۱۸ ریشتر |
فاتح با اشاره به وجود الگوی جهانی باد و با تاکید بر اینکه پدیده‌های جوی مرز سیاسی نمی‌شناسند، گفت: باد در کشور ما نیز از الگو و نظام جهانی حاکم از جمله شرایط چرخش عمومی جو همچنین بسترهای محلی و منطقه‌ای موجود در نقاط و اقلیم‌های مختلف کشور تبعیت می‌کند. با این وجود، جریان هوا وقتی وارد کشور ما می‌شود و یا هنگامی که به‌طور محلی درجایی شکل می‌گیرد، تحت تاثیر شرایط محلی خواهد بود. از جمله این شرایط محلی وجود رشته‌کوه‌های عظیم و متوسط و پهنه‌های آبی یا خاکی یا جنگلی در مسیر حرکت توده‌های هواست به‌طوری که جریان باد بعد از برخورد با این عوارض طبیعی دستخوش تغییر می‌شود.
این اقلیم‌شناس در ادامه در مورد استفاده از انرژی باد به عنوان یک منبع تجدیدپذیر با بیان اینکه موضوع استفاده از منابع تجدیدپذیر از جمله باد یک سرفصل جدید در دنیاست،اظهارکرد: نگاهی به آمار و ارقام همچنین برنامه‌های آینده در کشورهای جهان، مبین این نکته است که حرکت به سوی انرژی‌های تجدیدپذیر به‌عنوان یک ضرورت در نظر گرفته شده است و با جدیت پیگیری می‌شود. در شرایط حاضر در جهان با توسعه نگرش‌های زیست‌محیطی و راهبردهای صرفه‌جویانه در بهره‌برداری از منابع انرژی‌های تجدیدناپذیر، استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی مطرح شده و در بسیاری از کشورهای جهان رو به فزونی گذاشته است. جهان به این نتیجه رسیده که ادامه اتکا به منابع فسیلی برای تأمین انرژی ناممکن است و به همین منظور اقدامات لازم برای توسعه صنعت انرژی‌های نو را در پیش گرفته است.
ایران غنی از باد
وی در این خصوص با تاکید بر اینکه ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی یکی از غنی‌ترین کشورهای جهان محسوب می‌شود، تصریح کرد: کشور ما از یک سو دارای منابع گسترده سوخت‌های فسیلی و تجدیدناپذیر نظیر نفت و گاز و از سوی دیگر دارای پتانسیل فراوان انرژی‌های تجدیدپذیر از جمله باد است. در کشور ما نیز شرایط ویژه جغرافیایی و موقعیت منطقه‌ای ایران، ظهور و بروز تغییرات آب و هوایی در کنار بهره‌برداری بیشتر از ظرفیت منابع طبیعی و بارگذاری بالاتر از توان اقلیمی در مناطق مختلف، مشکلات و چالش‌های جدی در مدیریت کلان کشور ایجاد کرده است که برای تعدیل و تخفیف بخشی از این معضلات می‌توان به ظرفیت‌های طبیعی کشور از جمله انرژی باد تکیه کرد. ضمن اینکه در ایران خوشبختانه به دلیل وجود تنوع بسیار مناسب اقلیمی ظرفیت لازم برای استفاده از این انرژی باد فراهم است و وجود انواع منابع محلی و منطقه‌ای باد در نقاط مختلف کشور زمینه مناسبی برای بهره‌مندی از این ظرفیت عظیم اقلیمی در کشور ما فراهم ساخته است.
این کارشناس ارشد سازمان هواشناسی کشور با تاکید بر اینکه می‌توان آثار مخرب تغییرات اقلیمی از جمله افزایش مخاطرات جوی و اقلیمی و پدیده مهاجرت را از طریق انرژی باد کاهش داد، گفت: بنا بر گزارش‌های موثق و قطعی منتشر شده از منابع معتبر جهانی، تردیدی در وقوع پدیده گرمایش جهانی و تغییر اقلیم در بسیاری از مناطق دنیا وجود ندارد. یکی از مهمترین آثار این پدیده در مناطق مختلف جهان از جمله ایران، افزایش تعداد و شدت رخداد پدیده‌های حدی آب و هوایی نظیر خشکسالی و سیل از یک سو و یخبندان و امواج گرمایی از سویی دیگر است که موجب بروز خسارات سنگین مالی و جانی بر جوامع آسیب‌پذیر و محروم و در نهایت تمایل به مهاجرت در این جوامع شده است.
وی ادامه داد: به نظر می‌رسد یکی از راه‌های محرومیت‌زدایی در جوامع آسیب‌پذیر به‌ویژه جوامع روستایی وابسته به کشاورزی و دامداری هدایت سرمایه‌گذاری از طریق راه‌اندازی صنایع مرتبط با انرژی‌های تجدیدپذیر از جمله باد و ایجاد اشتغال دائمی برای افراد محلی و تولید امنیت شغلی و سطح معیشتی بالاتر است که می‌تواند تا حدود زیادی مانع از مهاجرت ساکنان آن مناطق شود. نکته مثبت این موضوع آن است که بسیاری از نواحی مستعد برای استحصال انرژی بادی در مناطق محرومی از کشور واقع شده‌اند که تغییرات اقلیمی، ادامه روش‌های سنتی کسب درآمد خانوار را در آنها با دشواری مواجه ساخته است.
مدیریت بحران آب با بهره‌گیری از انرژی باد
فاتح افزود: بدون تردید آب یکی از اصلی‌ترین عوامل امنیت غذایی و توسعه صنعتی است و عوامل متعددی نظیر موقعیت جغرافیایی، تغییرات اقلیمی، برداشت‌های بی‌رویه از منابع آبی کشور، مداخلات نامناسب در حوضه‌های آبریز و…. دست به دست هم داده تا منجر به شکل‌گیری بحران آب در کشور شوند. از کل منابع آبی کشور حدود ۹۰ درصد درکشاورزی، حدود شش درصد در شرب و حدود چهار درصد نیز در صنعت مصرف می‌شوند. درخصوص صنعت، حدود ۸۰ درصد از آب مصرفی این بخش در نیروگاههای کشور صرف می‌شود این درحالیست که مصرف آب در نیروگاههای بادی در حد صفر است بنابراین از منظر بحران کمبود آب لازم است تا رویکرد تولید برق کشور به سمت روش‌هایی تغییر جهت یابد که آب کمتری مصرف می‌کنند.
کاهش آلودگی هوا و گرد و غبار با استفاده از باد
وی در ادامه با بیان اینکه تولید گازهای آلاینده ناشی از نیروگاههای وابسته به سوخت‌های فسیلی (نیروگاههای حرارتی متکی به گاز و یا سوخت‌های مایع) همچنین مصرف سوخت در بخش حمل و نقل همگی منجر به افزایش گازهای گلخانه‌ای و گرمایش جهانی و افزایش سهم کشور در انتشار دی‌اکسیدکربن و قرارگیری کشور در فهرست ده کشور اول منتشرکننده گازهای گلخانه‌ای شده است، گفت: از سوی دیگر افزایش تعداد روزهای آلوده در کلانشهرهای کشور منجر به افزایش هزینه‌های بهداشتی و اجتماعی مربوطه شده است. به همین علت دنیا برای حل این معضل راه حل روشن ارائه کرده و به‌جای اتخاذ روش‌های منفعلانه نظیر تعطیلی مدارس و آرزوی وزش باد برای بهتر شدن هوا، رویکرد جایگزینی منابع انرژی از سوخت‌های فسیلی به انرژی‌های پاک را برگزیده است.
فاتح به تاکید بر اینکه یکی از این منابع پاک، تامین برق ناشی از توربین‌های بادی و انتقال به محیط‌های شهری در کنار جایگزینی سامانه‌های برقی حمل و نقل عمومی و خصوصی است، گفت: بخشی از منابع تولید گرد و غبار ناشی از تالاب‌های خشک‌شده‌ای است که بر اثر نگهداشت آب در تولید برق خشک شده‌اند، مسلماً درصورت وجود نیروگاههای تجدیدپذیر نسبت به رهاسازی آب نگه‌داشته‌شده اقدام می‌شود و درواقع با پرداخت به موقع حق‌آبه تالاب‌ها، می‌توان منابع محلی تولید گرد و غبار را کاهش داد.
چالش تولید برق در کشور
این کارشناس سازمان هواشناسی با بیان اینکه افزایش جمعیت منجر به بالارفتن میزان تقاضا برای برق در کشور شده است، گفت: نگاهی به آمار صنعت برق کشور در سال ۱۳۹۶ نشان می‌دهد که از مجموع ظرفیت نیروگاهی کشور، حدود ۸۲ درصد مربوط به انواع نیروگاههای حرارتی (گازی، بخار و سیکل ترکیبی)، ۱۵ درصد برق‌آبی بزرگ و کمتر از سه درصد سایر نیروگاه‌ها (اتمی، تجدید پذیر و دیزلی) بوده است. این آمار نشان می‌دهد که رویکرد اتکا به نیروگاههای حرارتی همچنان در کشور تداوم دارد.
وی تاکید کرد: دراین رابطه لازم است تا سیاستگذاری‌های توسعه‌ای کشور بر جایگزینی تدریجی منابع تجدیدپذیر به جای منابع فسیلی قرار گیرد؛رویکردی که در بسیاری از کشورها آغاز شده و با شتاب درحال انجام است. پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۴۰، ظرفیت نیروگاهی دنیا نسبت به اکنون حدود ۳۰ درصد افزایش یابد که تقریباً حدود دو سوم آن مربوط به کشورهای درحال توسعه خواهد بود. درکشورهای اروپایی از سال ۲۰۳۰ به بعد انرژی حاصل از نیروگاههای بادی، مهمترین منبع انرژی خواهد بود.
فاتح در پایان با تاکید بر اینکه در کشور ما نیز لازم است تا در حوزه‌های مختلف انرژی، سیاست‌گذاری و تصمیم‌سازی، موانع و مشکلات حاکم بر استفاده از این امکان طبیعی کمتر شود و کشور ما نیز به سمت جایگزینی این روش به جای استفاده از سوخت‌های فسیلی گام بردارد، گفت: اگرچه عملی ساختن چنین ایده‌ها و دغدغه‌هایی در کوتاه‌مدت دشوار و هزینه‌بر تلقی می‌شوند ولی سود حاصل از اجرای این گونه فعالیت‌ها در بلندمدت می‌تواند هزینه‌های اولیه را جبران و ارزش‌افزوده فراوانی برای کشور ایجاد کند.
