مصرف جهانی انرژی و مشکلات آن

1- مشکل انرژی

مشکل انرژی که اوایل سال های 1970 آشکار شد ناشی از رشد سریع مصرف انرژی و محدود بودن منابع سنتی آن بود . عیب کار در اینجاست که منابع اصلی انرژی متکی به نفت است و آن هم در مناطق محدودی از جهان وجود دارد .

هنگامی که نخستین بحران جهانی نفت ظاهر شد ، منطقه خلیج فارس 30 درصد نیاز جهانی انرژی را تولید می کرد . در شکل 3 مصرف سالانه انرژی در سال های اخیر نشان داده شده است .

نگرانی فعلی درباره انرژی ناشی از این واقعیت است که منابع نفت وگاز که مهمترین انواع انرژی هستند محدود و پایان پذیرند . در این نمودار که به وسیله «موسسه بین المللی تحلیل سیستم های کاربردی » تهیه شده ، تاریخچه مصرف جهانی «انرژی اولیه» در سال های اخیر خلاصه گردیده است . صرفنظر از بحران های جهانی (جنگ جهانی اول – رکورد سال های 1930 جنگ جهانی دوم و سرانجام بحران نفت ) نرخ رشد متوسط مصرف کل سالانه 5 درصد بوده است . شایان توجه است که در حدود سال 1900 این مصرف فراوان متکی به زغال سنگ بوده ، حال آنکه بعدا نفت و گاز جای آن را گرفته است .در حال حاضر 73 درصد مصرف جهانی انواع انرژی اولیه را نفت و گاز تشکیل میدهند .

در سال های اخیر و کوشش برای یافتن راه حل های ملی برای مشکل انرژی تشدید شده است . بعضی از کشورهای صنعتی که با کاهش شدید رشد اقتصادی روبرو هستند ، به علت افزایش قیمت نفت دست به صرفه جویی در مصرف سوخت زده اند، به این امید که از اتکای خود به این سیستم نامطمئن تامین انرژی بکاهند .

کشورهای دیگری نیز بخصوص در جهان سوم نظر خود را بر گسترش عملیات اکتشاف درمناطق دست نخورده به منظور بهره برداری از منابعی که تا به حال به علل فنی و اقتصادی دور از دسترس بوده است . معطوف داشته اند . این امر بخصوص در مورد سوخت های آلی ، نیروی آب ، انرژی خورشیدی و انرژی بادی صادق است تا از طریق آن قسمتی از انرژی های مورد نیاز خود را برآورده سازند . به هر حال بسیاری از کشورها هنوز هم مدت ها باید متکی به انرژی وارداتی باشند و این یکی از نقاط ضعف راه حل های «ملی » برای تهیه انرژی است .

انرژی عامل تعیین کننده ای در توسعه صنعتی و اقتصادی بوده و خواهد بود . حتی اگر بشود وسایلی برای توزیع منصفانه انرژی تدارک دید ، باز هم به علت محدودیت عرضه و بالا بودن قیمت ها ، توسعه اقتصادی با مانع روبرو خواهد شدو در دنیایی که مبتنی بر تقسیم بین المللی کار است این امر به اقتصاد همه کشورها ، چه توسعه یافته و چه در حال توسعه لطمه خواهد زد  .

تاریخ نشان می دهد که جایگزین کردن یک منبع انرژی به جای منبع دیگر ده ها سال طول می کشد . استفاده از زغال سنگ به جای هیزم و سپس قرار دادن نفت و گاز به جای زغال سنگ بیش از نیم قرن طول کشیده است .

در آینده دسترسی به انرژی به مقدار کافی از بسیاری جهات مشکل تر خواهد بود . در راس این مشکلات مسئله افزایش بی سابقه جمعیت جهان قرار دارد . حتی اگر در میزان زاد و ولد در هر خانواده کاهشی روی دهد ، جمعیت جهان در 50 سال آینده تقریبا دو برابر خواهد شد .

پیش بینی می شود که در کشورهای جهان سوم به علت زیاد بودن تعداد جوانان و کودکان و رسیدن آنان به سنین ازدواج ، رشد جمعیت بسیاربیشتر خواهد شد . در طی سال های آینده ورود این نسل های جدید به بازاراقتصاد کشورها موجب افزایش افجار آمیز جمعیت در تقاضای کالا و خدمات خواهد شد . داشتن یک زیر بنای مناسب ، مستلزم صرف انرژی فراوان است به طوری که حتی در صورت وجود سیستم های فنی پیشرفته از لحاظ بازده انرژی مصرفی و پایین بودن نرخ رشد اقتصادی سرانه ، باز هم باید در طی سال های آینده میزان عرضه انرژی به مقداری قابل توجهی بالا رود .

کشورهای تولید کننده نفت با علم به اینکه ذخایرشان پایان پذیر است ، از میزان تولید کاسته اند . در برخی از کشورهای دیگر ، امکانات تولید انرژی کاهش یافته است، تولید زغال سنگ با وجود بالا رفتن بهای نفت و گاز افزایش چشمگیری نیافته است . سرانجام بسیاری از کشورهای رو به توسعه از لحاظ تامین انرژی دچار بحرانند ، چرا که در نواحی وسیعی از این کشورها کمبود شدید سوخت به چشم می خورد .

با این وصف «موسسه بین المللی تحلیل سیستم های کاربردی » پژوهش جامعی درباره امکانات توسعه منابع گوناگون انرژی در مقیاس جهانی و متعادل ساختن عرضه و تقاضا به عمل آورده است که هدف آن بررسی این مسائل در یک چهارچوب جهانی است . در این پژوهش آمده است که میزان صدور انرژی از کشورهایی که بیش از نیاز خود انرژی تولید می کنند ، باید آن قدر باشد که کل نیاز کشورهای وارد کننده انرژی را برآورده سازد .

2- گروه بندی کشورها از لحاظ انرژی

«موسسه بین المللی تحلیل سیستم های کاربردی » بیش از 160 کشور جهان را به هفت گروه مختلف تقسیم کرده است .

کشورهای صنعتی طبق نظام اقتصادی ومیزان ذخیره انرژی که در اختیار دارند به سه گروه تقسیم می شوند :

- کشورهای امریکای شمالی که اقتصادی مبتنی بر بازار دارند .

- جمهوری های مستقل مشترک المنافع (پس از فرو پاشی شوروی ) و کشورهای شمالی یعنی اروپای غربی ، ژاپن ، استرالیا و نیوزلند .

کشورهای رو به توسعه به چهار گروه تقسیم می گردند :

- امریکای لاتین

- کشورهای نفت خیز خاورمیانه و افریقای شمالی

- گروهی که در برگیرنده افریقای سیاه وکشورهای جنوب شرقی آسیاست

- و سرانجام کشورهای آسیای شرقی که اقتصاد برنامه ای دارند .

کارشناسان «I.I.A.S.A » با در نظر گرفتن درجات توسعه یافتگی این کشورها به ارزیابی در هر یک از مناطق فوق پرداخته و میزان انرژی مورد نیاز انها را محاسبه کردهاند . همچنین میزان منابع و ذخایر بالقوه هر منطقه را از لحاظ سوخت های فسیلی و نیز شتاب لازم را برای بهره گیری از منابع جدیدو قابل تجدید انرژی حساب کرده اند . این برآورده ها مبتنی بر مفروضاتی درباره نتیجه دهی عملیات اکتشافی و تحقیقاتی در مورد طرح ها ی توسعه در آینده است . با جمع کردن ارقام مربوط به تمام کشورها و مناطق میتوان بالقوه منابع انرژی جهان را که قابل استخراج است حساب کرد و بدین ترتیب نتایج کوشش های عظیمی را که برای آینده لازم است . برآور نمود .

با توجه به وضع فعلی فناوری و هزینه های تولید انرژی ، تنها نزدیک به یک سوم از منابع فسیلی میتواند مورد بهره بردرای قرار گیرد .

از هم اکنون محاسبات مقدماتی نشان میدهند . که برخی از مناطق هفت گانه فوق الذکر نخواهد توانست نیازشان رابه انرژی ، تماما از منابع خود برآورده سازند ، زیرا ذخایر آنها از لحاظ انواع انرژی بسیار ناچیز است و منابع جدید و قابل تجدید را نمیتوان خیلی زود مورد بهره برداری قرار داد .

مطالعات دقیق نشان میدهند که کمبود منابع انرژی طی سال های آینده همچنان توسعه اقتصادی جهان را با مانع روبرو خواهد ساخت . با پیشرفت تمدن ، انرژی مورد نیاز انسان بالا خواهد رفت . جدول زیر این سیر صعودی مصرف انرژی را نشان میدهد.

جدول 1 – سیر صعودی مصرف انرژی روزانه انسان «بدوی » تا انسان «تکنولوژی»

مقدار کل انرژی مورد نیاز چنان عظیم است که دیگر جای انتخاب باقی نمی گذارد، از این رو استفاده از همه منابع انرژی باید مد نظر قرار گیرد .

تفاوت چشمگیر و نگران کننده ای بین کوشش های لازم برای تولید انرژی در آینده از یک طرف چشم و انداز محدود رشد اقتصادی از طرف دیگر محققان «I.I.A.S.A » را واداشته است تا به موازات طرح اصلی مبنی بر «رشد سریع » طرح دیگری نیز بر مبنای «رشد کند » تنظیم کنند . در طرح « رشد سریع » هدف های اقتصادی که قبلا مورد نظر بوده بخصوص در کشورهای روبه توسعه محدودتر شده ، ولی در طرح «رشد کند » که مبتنی بر کاهش شتاب اقتصادی است ، تقاضای جهانی انرژی به طور چشمگیری پایین آورده شده است .

جدول 2 – مصرف انرژی در سال های 1980 و 2000 منابع جدید و قابل تجدید انرژی جهان

هیچ تحقیقی نمیتواند به طور دقیق آینده را پیش بینی کند ، اما اگر با دقت کافی انجام گرفته باشد ، میتواند نشان دهد چه نوع تصمیمات سیاسی واجتماعی باید اتخاذ شود.

براساس طرح های « I.I.A.S.A » در مورد «رشد سریع » و « رشد کند » گرایش های امکان پذیر مربوط به آینده توصیف می شوند . هردوی آنها بالاترین روند توسعه اقتصاد جهان را به ما نشان میدهند . البته عامل تعیین کننده در این زمینه آن است که تا چه مقدار به منابع انرژی طبیعت تسلط یابیم و نیز تا چه میزان به کارایی تکنیکی تولید فعلی و حفظ انرژی بیفزاییم از این طرح ها دو نتیجه مهم به دست می آید :

- هر دو طرح خواستار کوشش های عظیم برای ایجاد یک سیستم جهانی تولید انرژی است و با توجه به میزان فعالیت های اقتصادی پیش بینی شده درمناطق مورد بحث چنین خواستی امکان پذیر است . به هر حال مقدار نسبی سرمایه گذاری برای انرژی در کل سرمایه گذاری ها برای هر دو طرح کم و بیش یکی است . به عبارت دیگر در صورتی که اقدامات مناسب درمدت زمان مطلوب انجام گیرد ، تهیه مقدار کافی انرژی برای رشد شتابان اقتصادی از لحاظ فنی امکان پذیر خواهد بود ، اما نرخ رشد پایین کمکی به رفع بحران انرژی نخواهد کرد .

- چنان که برای توسعه ظرفیت تولید انرژی ، همکاری کافی در آینده صورت نگیرد ، کل هزینه ها از آنچه در طرحهای «I.I.A.S.A » پیش بینی شده است ، فراتر خواهد رفت .

- باید از انرژی هایی که تولیدش بیش از حد پرهزینه است صرفنظر کرد ، زیرا این امر موجب تشدید رکورد اقتصادی می شود .

با علم به اینکه انرژی های فسیلی تا یک نسل دیگر رو به کاهش خواهند گذارد ، روی آوردن به انرژی های جدید برای جانشینی و کوشش در برطرف کردن مشکلاتی که در این راه وجود دارد ، الزامی است .

طبق پژوهشهای «I.I.A.S.A » در سطح جهانی سه عرصه حساس وجود دارد . نکاتی که در تمام این پژوهش ها به چشم می خورد به قرار زیر است .

شکاف بین تقاضای انرژی و راه حل آن روز به روز وسیع تر میشود ، و از طرفی اطلاعات ما درباره راه حل های فنی جدید سخت ناچیز است و اما آن سه عرصه که پیروزی در آنها برای امر ثبات بخشیدن به سیستم جهانی انرژی دارای اهمیت راهبردی است عبارتند از :

1- توسعه و تکمیل روشهای فناوری مناسب که امکان خواهد داد ظرف مدت 20 تا 30 سال آینده یک صنعت هیدروکربن مصنوعی مایع در مقیاس جهانی به وجود آید . علاوه بر این تولید انرژی هسته ای باید حاصلی خیلی بیشتر از 30 سال گذشته داشته باشد .

2- تامین کردن انرژی مورد نیاز نواحی شهری کشورهای رو به توسعه که به سرعت رشد می کنند مستلزم وجود سیستم های کارآمد تبدیل و توزیع سوخت است . انرژی لازم را معمولا نمی توان از منابع قابل تجدید در نواحی مجاور تامین کرد . مانند کشورهای صنعتی فاقد ذخایر انرژی این نواحی فاقد انرژی کشورهای رو به توسعه متکی به یک سیستم انرژی فعال بین المللی هستند .

3- تاثیر متقابل بهره برداری از ذخایر قابل تجدید انرژی در نواحی روستایی کشورهای رو به توسعه و سیستم های اکولوژی و اقلیمی آنها با توجه به میزان بازده و بهره برداری از این منابع قابل تجدید (سوخت های آلی ، نیروی آب ، نیروی باد و انرژی حاصل از دریاها ) در بسیاری موارد اثر بیشتری بر سیستم های طبیعی دارد تا بهره برداری از سوخت های فسیلی به منظور تضمین استفاده معقول از زمین باید تحقیقاتی در زمینه تغییر وضع آب های هر ناحیه و استفاده از منابع قابل تجدید انرژی ونیز اثرات اکولوژی و اقلیمی آنها به عمل آید . از این رو به منظور کنترل خسارت وارد بر محیط زیست ، لازم است مناطق طبیعی جهان را که هنوز دست نخورده مانده است ، از لحاظ اکولوژی مورد بررسی قرار دارد .

کوشش های بین المللی به این نتیجه رسیده است که حل مشکل انرژی نیازمند اقدام مشترک همه کشورهای جهان است ، در غیر این صورت باید به منابع انرژی فسیلی رو به نقصان خود اکتفا کنیم .

3- ایجاد سیستم پایدار انرژی

آیا بشر برای دست یافتن به یک سیستم پایدار انرژی امکانات تولیدی و سازمانی و منابع مادی و سرمایه ای لازم را در اختیار دارد ؟ اجرای تاسیسات عظیم در سراسر جهان برای کسب انرژی بیشتر نیازمند به شرایطی خاص است برای این کار برنامه و زمان و بخصوص سرمایه لازم است . موانع مختلفی بر سر راه است که باید بر آنها فائق آمد . مهمتر از همه در سراسر جهان قابلیت تولید است که باید افزایش بسیار یابد. و این مستلزم آن است که داد وستد مناطق جهان قابلیت تولید است که باید افزایش بسیار یاد . واین مستلزم آن است که دادوستد مناطق جهان از هر حیث (نیروی انسانی  - مهارت ها – فناوری – علم و ... ) توسعه یابد .

برای درک ابعاد مسئله کافی است یاد آور شویم حتی برای تامین انرژی لازم به میزانی که در طرح «I.I.A.S.A» بر مبنای «رشد کند » پیش بینی شده است ، بین سالهای 1975 تا 2030 شاخص افزایش سرمایه گذاری جهانی باید حدود 20 تا 30 باشد .

از اینجا می فهمیم که چرا سکنه جهان در سال 2030  باید ثروتمند باشند ، یعنی در واقع بسیار ثروتمندتر از مردم امروز ، و این به معنای آن است که باید بیاموزند چگونه از منابع محدود فعلی به صورتی کارآمدتر ، خردمندانه تر و پربارتر استفاده کنند .

جدول 3 : طرح در مورد عرضه جهانی «انرژی اولیه» رشد سریع رشد کند ارائه شده از طرف «I.I.A.S.A» بین سالهای 1975 تا 2030  برحسب : سال / تراوات

هر چه بازده تولیدی بشر بالاتر رود ، یعنی هر چه منابع موجود انرژی ، کار ، سرمایه و تکنیک را خردمندانه تر به کار گیرد ، به ایجاد یک سیستم پایدار انرژی نزدیک خواهد شد . لازمه کامیابی دراین راه ، عبور از یک آستانه مشخص و آن «رها ساختن عرضه جهانی نفت از قید مشکل تامین انرژی » است . این آستانه شاید به عظمت آستانه ای باشد که پشتیبان کهن ما از آن گذشتند یعنی هنگامی که دوران کشاورزی خانگی را آغاز کردند . البته عبور از این آستانه کار بزرگی است ، ولی از عهده ما خارج نیست .

نتیجه :

کلیه دست اندرکان بزرگ جهانی معتقدند که باید پایه انرژی را از «نفت» خارج ساخت و آن را بر دوش انرژی های قابل تجدید ولایزال مانند انرژی های خورشیدی ، بادی ، آبی و ... قرار دارد .

قبل از اینکه وارد بحث «انرژی های موجود در طبیعت » شویم ، باید یادآوریم کنیم که استفاده از انرژی های فسیلی سبب آلودگی محیط زیست شده و زندگی افراد بشر را با خطرجدی روبرو کرده است . هم اکنون شهرهای بزرگ جهان از آلودگی بیش از حد هوا رنج می برند . تهران یکی از این شهرهاست که به سبب ازدیاد وسایط نقلیه موتور و کارخانه های اطراف شهر، سخت آلوده شده و روزبروز آلوده تر می شود . آلودگی محیط زیست به طور کلی در تمام نقاط جهان ساکنان کره زمین را سخت مورد تهدید قرار داده است . «محیط زیست سازمان ملل متحد » بر آن شده که با همکاری کلیه کشورها راه چاره ای برای این مشکل همگانی بیابد .

در اینجا لازم دیدیم برای اطلاع خوانندگان از مهمترین انرژی های موجود در طبیعت و نیز بهره برداری از آنها اشاره ای هر چند مختصر و کوتاه بعمل آوریم با این وصف آشکار خواهد شد که در هر نقطه ای از چه نوع انرژی که ارزان تر وسهل الوصول تر است میتوان استفاده کرد و این خود راهی را ارائه خواهد داد تا بتوان با کاهش نفت و گاز و زغال سنگ در آینده ای نه چندان دور از سایر انرژی ها استفاده نمود.

انرژی های غیر قابل تجدید

انرژی های فسیلی

الف- نفت

بدون شک نفت پر مصرف ترین سوخت فسیلی است . علت عمده ، سهولت حمل ونقل و ذخیره کردن آن است . بیش از نیمی از ذخایر شناخته شده آن در خاورمیانه قرار دارد که تاکنون یک سوم آن به مصرف رسیده است . ذخایر شناخته شده نفت به بیش از GT 4/88 می رسد . در حال حاظر سالانه به طور متوسط معادل GT 5 منابع جدید نفت کشف می شود .

مصرف نفت در گذشته اندک بود ، ولی در قرن حاضر به مقیاس وسیعی برای کارهای مکانیکی و تولید برق ، بخصوص به دلیل افزایش جمعیت این مصرف بالا رفته است . در حال حاضر نفت قسمت اعظم انرژی خام جهان را غیر از فتوسنتز تولید می کند .

منابع نفت دنیا محدود است و روزی تمام خواهد شد . در سال 1968 منابع نفت کفاف مصرف 200  سال دنیا را می داد ، ولی با توجه به مصرف شدید آن در سال های اخیر ، این منابع خیلی زودتر از آنچه تصور می رفت به پایان خواهد رسید . اگر شتاب مصرف نفت با رشدی که در پیش دارد اما ادامه یابد ، ذخایر نفت درکمتر از 50 سال به پایان خواهد رسید  .

ب) زغال سنگ

زغال سنگ بیشتر در شمال خط استوا و بخصوص درشمال مدار 30 درجه یافت
می شود .  حدود 88 درصد ذخایر شناخته شده آن در روسیه ، امریکا ، و چین قرار دارد . ذخایر بزرگی نیز در اروپای مرکزی وجود دارد . جهانیان تاکنون بیش از GT 130 زغال سنگ مصرف کرده اند . ذخایر قابل استخراج و شناخته شده زغال سنگ بهGT 600 می رسد . پیش بینی می شود تا GT 10000 زغال سنگ در کره زمین وجود داشته باشد که تصور می رود بتوان GT2500  آن را استخراج کرد .

اکنون سالانه در حدود GT 6/2 زغال سنگ مصرف می شود . سال 1980 مصرف انرژی کلی جهان از تمام سوخت ها تقریبا معادل GT10 زغال سنگ بوده است . با این وصف حدود 26 درصد احتیاجات جهانی انرژی را زغال سنگ تامین می کنند . 50 سال قبل قسمت اعظم انرژی از زغال سنگ تامین می گردید . در حال حاضر تحقیقاتی به منظور تبدیل زغال سنگ نفت و گاز طبیعی در جریان است .

ذخایر زغال سنگ به تمام معنی عظیم است ، به طوری که ذخایر نفت ، رس نفت دار و ماسه قیردار در مقابل آن ناچیز میباشد .

ذخایر زغال سنگ که هم اکنون شناخته شده است . درصد سوخت های معدنی کره زمین را تشکیل میدهد و ظرفیت آنها از لحاظ انرژی 6 برابر ظرفیت نفتی جهان است .

تمام زغال سنگ جهان – مکعبی که در شکل 26 ترسیم شده است نمایانگر حجم معادن صورت برداری شده زغال سنگ جهان در سال 74/19 است (در صورتی که دست نخورد ، باقی بماند ) این مکعب 21 کیلومتر ارتفاع دارد که تقریبا 5/2 برابر مرتفع ترین کوه جهان است .

بریدگی 8/1 کیلومتری در طرف راست در بالا ، مصرف کلی انرژی سالانه جهان را تحت همه اشکال که به عنوان هم ارز زغال سنگ بیان شده نشان میدهد . بریدگی عظیم مکعبی شکل سمت چپ به وسعت 5/13 کیلومتر ، به حجم احتیاجات جهان از لحاظ انرژی از سال 1978 تا سال 2050 مربوط می شود . مصرف زغال سنگ نسبت به سوخت های دیگر بسیار آلوده کننده محیط زیست است و از این لحاظ در مرتبه پایینی قراردارد .

ج- گاز طبیعی

گاز طبیعی سوختی بسیار مناسب برای مصارف خانگ و همچنین مقاصد صنعتی است . محتملا ذخایر جهانی گاز طبیعی بیشتر از ذخایر جهانی گاز طبیعی بیشتر از ذخایر نفت است . مصرف جهانی گاز در حال حاضر بار شدی بیشتر از نفت در حال گسترش است . بنابراین مصرف این نیرو طی سال های آینده بیشتر خواهد شد . نقش عمده گاز طبیعی در آینده به وسیله منابع و ذخایر آن تعیین نمی شود ، بلکه مشکل اساسی حمل و نقل وتوزیع آن از سر چاه تا محل مصرف است . هزینه گزاف ایجاد شبکه خطوط گازرسانی درنقاطی قابل توجیه است که ذخایر قابل توجه گاز برای حمل به بازار ثابت و مطمئن وجود داشته باشد .

احتمال می رود که گاز طبیعی آینده ای طولانی تر از نفت داشته باشد . بیش از 40 درصد ذخایر شناخته شده گاز در خاورمیانه و 30 درصد آن در روسیه قرار دارد . امریکا و روسیه 70 درصد تولید جهانی گاز رابه مصرف می رساندند . انتظار می رود تولید جهانی گاز طبیعی در سال 2010 میلادی به اوج خود برسد . در آن هنگام مصرف آن سه برابر مصرف فعلی خواهد بود.

د- رس نفت دار و ماسه قیردار

رس نفت دار و ماسه قیردار آخرین منابع سوخت های فسیلی هستند . 70 درصد رس نفت دار در امریکای شمالی و 25 درصد آن درامریکای لاتین قرار دارد . ماسه قیردار به طور کلی در کانادا یافت می شود و مقادیری در امریکای جنوبی ، سیبری ،  و نیجریه قرار دارد .

ذخای رس نفت دار و ماسه قیردار ، فراوان و در حدود ذخایر گاز طبیعی است ولی استخراج سوخت از آنها مشکل است . برای تهیه سوخت باید آنها را تحت حرارت قرار داد و سپس درجه خلوص سوخت به دست آمده را بالا برد تا ناخالص های آن جدا شود ، در نتیجه سوختی که از این طریق به دست می آید هزینه زیادی بر می دارد . به عنوان مثال برای به دست آوردن یک بشکه نفت از رس نفت دار باید 7/1 تن سنگ را از ماده اولیه جدا ساخت و دور ریخت.

هـ- انرژی هسته ای

در حال حاضر نیروی هسته ای یکی از مبهم ترین  و مشکوک ترین منابع انرژی آینده جهان به شمار می رود . بحث های مفصلی در بیشتر کشورها با شدت های مختلف در مورد استفاده از انرژی هسته ای و در نتیجه آلوده شدن محیط زیست جریان دارد و همین مباحثات سبب شده اند که بسیاری از برنامه های ملی برای توسعه انرژی هسته ای موقوف شود و یا معرق بماند . استفاده کامل از انرژی هسته ای در جهان آینده وابسته به این است که این گفتگو ها چگونه و در چه موقع پایان پذیرد . و نتیجه به دست آمده چه باشد .

از لحاظ فنی گسترش استفاده از نیروی هسته ای کاملا مقدور است ، منوط به اینکه تعداد کافی راکتور ساخته شود ، اکتشاف و استخراج اورانیوم توسعه یابد و دستگاه ها و وسایل لازم برای غنی کردن اورانیوم تهیه شود . از همه مهمتر تعیین مناسب ترین روش برای از بین بردن پس مانده های حاصله از این راکتورهای اتمی است که باید تحقیقات دامنه داری در این زمینه به عمل آید و سبب آلوده ساختن محیط زیست نشود .

انرژی هسته ای ازتبدیل جرم (m) به انرژی (E) براساس فرمول انرژی جرمی اینشتین  به دست می آید که در آن c سرعت نور برابر 300000 کیلومتر در ثانیه است . اینکار به دو طریق زیر امکان پذیر است :

1 شکافتن هسته اتم که ضمن آن هسته براثر بمباران نوترونی به دو قسمت شده وانرژی تولید می کند .

2- همجوشی هسته ای که تا به حال فقط در مورد انفجار هسته ای بمب هیدروژنی دیده شده است و در طی آن دو هسته سبک هیدروژن با یکدیگر ترکیب شده ، هسته سنگین تر هلیوم را به وجود می آورند ودر جریان این عمل انرژی آزاد می شود .

چنانکه قبلا دیدیم نظیر این عمل درخورشید انجام می شود . خورشید از یک توده گاز – عمدتا هیدروژن تشکیل شده است . هسته خورشید به شدت گرم است ، به طوری که همجوشی اتم های هیدروژن و تشکیل هلیوم را امکان پذیر می سازد . بر اثر این هجوشی انرژی به صورت تشعشعات الکترومغناطیسی با فرکانس زیاد آنرا می شود.

1- راکتورهای گرمایی (هسته شکافی )

نخستین واکنش زنجیره ای در سال 1942 درشیکاگو انجام شد . از آن زمان تاکنون صدها راکتور گرما هسته ای ساخته شده است که جمع تولید آنها بیش از 120000 مگاوات است واین تقریبا بیش از 6 درصد تولید برق جهان را تشکیل می دهد . بیش از یک سوم این راکتورها در ایالات متحده آمریکا قرار دارد و بیش از 12 درصد برق این کشور را تامین
می کند .

کل اورانیوم مصرف شده از آغاز استفاده از انرژی هسته ای تا پایان قرن بیستم ، نزدیک 4 میلیون تن بوده است . این رقم کم و بیش برابر کل ذخایر شناخته شده اورانیوم است که استخراج آن از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است .

2- راکتورهای همجوش کننده

در راکتورهای ترکیب کننده احتمالا از همجوشی دو تریوم و تریتیوم استفاده خواهد شد که نتیجه آن تولید ایزوتوپ سدیم (که یک گاز خنثی است ) و مقدار زیادی انرژی است . دو تریوم را میتوان به مقدار زیاد از آب دریا به دست آورد . تریتیوم نیز درخود راکتور با پرتاب پرتوهای نوترونی بر لیتیوم حاصل می شود ، ازاین رو مشکلی از لحاظ تامین سوخت این نوع راکتور وجود ندارد . از این گذشته ماده ای که تولید می کند قابل شکافتن نیست ، بلکه با ثبات است ، بنابراین فرایندآن بالقوه تمیزتر از آن است که راکتور «هسته شکافی » بتواند به پای آن برسد .

با این حال همجوشی هسته ای مستلزم آن است که دو تریوم وتریتیوم را تحت فشار بسیار زیاد به مدت کافی و به اندازه تقریبا 100 میلیون درجه سانتیگراد گرما دهند و سپس آن را خنک کنند . در غیر این صورت تمام اشیاء پیرامون آن ذوب و بخار خواهد شد . این کار تنها در بمب هیدروژنی صورت گرفته است ، ولی در آزمایشگاه امکان آن وجود ندارد . با این وصف ایجاد کارخانه بزرگ تولید برق به کمک همجوشی هسته ای تابع زمان و پیشرفت فناوری خواهد بود .

و- ایمنی اتمی

در مورد ایمنی تمام راکتورهای هسته ای دلایل نگران کننده ای وجود دارد ، زیرا هیچ یک از آنها دارای ایزولاسیون کامل نیست ، در نتیجه هر کدام از آنها کمی به تشعشعات موجود در جو می افزاید .اما اکنون به عللی از قبیل باران های ناشی از آزمایش های هسته ای استفاده از اشعه ایکس در پزشکی و حتی اشعه تلویزیون به ازدیاد این اشعه مزاحم کمک
می کنند  تلویزیون رنگی میتواند درهر ساعت مقدار تشعشعی به میزان 2 میلی رم به تماشاگر بدهد. در مقابل افزایش تشعشع ناشی از یک راکتور اتمی برای سکنه اطراف آن در سال تنها 5 «میلی رم» است در حال حاضر نگرانی درمورد اشعه ناشی از راکتورهای
هسته ای بی پایه است .

با این حال همیشه این امکان وجود دارد که بر اثر یک حادثه در کارخانه اتمی مقدار زیادی اشعه به اطراف پراکنده شود .

با این همه هنوز مسئله پس مانده های راکتورهای هسته ای به طور رضایتبخش حل نشده ، است یک راکتور هسته ای به قدرت 1000 مگاوات سالانه در حدود 9 متر مکعب موادمضر رادیواکتیو ایجاد می کند .این مواد مضر راباید به مدت ده ها هزار سال در جایی انبار کرد تا خطر آن برطرف شود . راه حل این قضیه ، قرار دادن این مواد مضر در ظروف مهر و موم شده و دفن آن در اعماق زمین است . اما برای رفع خطرات مربوطه به طور کامل هنوز راهی پیدا نشده است .