آب، تغییرات اقلیمی و مسئله انرژی در ایران (دکتر مهدی زارع، استاد پژوهشگاه زلزله شناسی و مهندسی زلزله و عضو وابسته گروه علوم پایه فرهنگستان علوم)

در ماه­ های آغازین سال 1395 تصاویر امیدبخش ماهواره ­ای از وضعیت افزایش سطح آب در دریاچه ارومیه منتشر شده است. در محدوده دریاچه ارومیه در بازه زمانی میانه دهه 70 تاکنون با یک تخلیه وسیع آب مواجه بوده ­ایم. اکنون دولت تلاش می­کند تا این دریاچه را مجدداً به چرخه حیات بازگرداند. دریاچه ارومیه بزرگترین دریاچه داخلی ایران و دومین دریاچه آب‌شور دنیا است. آب این دریاچه بسیار شور بوده و عمدتاً از رودخانه‌های زرینه‌رود، سیمینه‌رود، تلخه­ رود، گادر، باراندوز، شهرچای، نازلو و زولا تغذیه می‌شود. دریاچه ارومیه در سال 1374 حدود 23 میلیارد متر مکعب آب داشته است. این میزان در سال 1393 به حدود 2 تا 3 میلیارد متر مکعب رسید. در سوم بهمن 1394 اعلام شد که سطح آب دریاچه افزایشی 36 سانتیمتری داشته است و در 13 تیر 1395 به رقم 1270.96 متر رسیده که حدود 40 سانتیمتر از زمان مشابه سال قبل بالاتر است. دریاچه ارومیه و چالش خشک شدن آن و تلاش ما برای برگرداندن این دریاچه به زندگی عادی و طبیعی آن هم نمادی از وضع کنونی بحران آب در ایران و هم نمادی از تغییراتی است که بعضاً امیدبخش بوده است، ولی نباید به خوشبینی غیر منطقی ما از بهبود وضع آب در کشور منجر شود. یکی از دلایل محافظه­ های الزامی ما در این زمینه، وقوع مسئله تغییرات اقلیمی در ایران و منطقه پیرامون ما است.

"چهارچوب سازمان ملل متحد برای تغییرات اقلیمی" برنامه سازمان ملل متحد برای کنترل مسائل تغییرات اقلیمی در بازه 2015-2030 است، که در پی کنفرانس جهانی سازمان ملل متحد در مورد تغییرات اقلیمی منتشر شد. در کنفرانس COP21 که دو هفته کامل کاری ادامه یافت، هدف عمده بر روی کنترل گرم شدن زمین در قرن 21 تا حداکثر 2 درجه تنظیم شده بود. مسئله­ ای که در کنفرانس جهانی تغییر اقلیم بر آن تأکید شد اهمیت سهم پذیرفتن کشورهای مختلف (به ویژه تولیدکنندگان اصلی گازهای گلخانه­ای در جهان که عبارتند از چین، آمریکا، هند و کشورهای عضو اتحادیه اروپا) در کاهش گاز دی­ اکسیدکربن و بنابراین توافق برای تغییر در روند توسعه صنعتی و اقتصادی­شان بود. هدفی که در نهایت روی آن توافق شد محدود کردن میزان گرم­ شدن به حداکثر 2 درجه (و در صورت امکان 1.5 درجه) بود. ضمناً موافقت شد تا سال 2020 سالانه 100 میلیارد دلار از سوی کشورهای ثروتمند به کشورهای فقیر و در حال توسعه برای کاهش گازهای گلخانه­ ای و استفاده از انرژی­ های جدید و پاک کمک شود. حاصل کنفرانس پاریس انتشار موافقت­ نامه تغییرات اقلیمی پاریس Framework Convention on Climate Change- FCCC  با عنوان معاهده چهارچوب تفییرات اقلیمی بود. در این معاهده که در 31 صفحه و 29 ماده نوشته شده جزئیات و مراحل فعالیت­هایی که 195 عضو سازمان ملل متحد به انجام آن برای کنترل گازهای گلخانه­ ای متعهد هستند ارائه شده است. مسئله مهم مورد سنجش اکنون در دنیا میزان گاز دی­ اکسیدکربن در اتمسفر است. در کنفرانس cop11 در مونترال کانادا مشخص شد که با میزان تمرکز گاز دی­ اکسیدکربن در حد 550 واحد در میلیون ppm   میزان گرم شدن هوای زمین از دو درجه فراتر خواهد رفت. اگر این میزان به 450 ppm برسد، در آن صورت احتمال بیش از 50% برای گرم شدن زمین در حد بیش از 2 درجه وجود دارد. بنابراین لازم است تا میزان گاز دی­اکسید کربن کمتر از  400 ppm بماند تا احتمال فراتر رفتن گرم شدن از 2 درجه  همچنان کم باشد. بعضی مدل­های پیش­یابی حد گرم شدن تا 2020 برای نواحی استوایی و تا 2047 برای میانگین کل کره زمین در حد فراتر از 2 درجه ارزیابی می­کنند. اگر چنین شود جمعیتی بالغ بر 3 میلیارد نفر از مردمان  کل کره زمین در معرض عوارض و مشکلات متعدد گرم­شدن تا دهه­های بعد (نه خیلی دیرهنگام) قرار خواهند گرفت. نکته جالب آن است که در روزهای برگزاری کنفرانس جهانی تغییر اقلیم حد گاز دی­ اکسیدکربن در اوایل دسامبر 2015 به میزان 400 ppm رسید و نکته جالب­تر که به عنوان خبر خوش نیز اعلام شد، کمی کمتر شدن حد میزان گاز مزبور و رسیدن آن به 398ppm  در روز 9 دسامبر (در اواخر برگزاری کنفرانس (COP21 بود! این میزان در روز بیست و پنج مرداد 95 در حد 402ppm بوده است و بیشتر بودن میزان این گاز از حد 400ppm  در اتمسفر تقریباً در تمامی 8 ماه گذشته از سال 2016 به صورت نسبتاً یکنواختی (و کمی افزاینده) حفظ شده است. یکی از مهمترین راه ­های کنترل سطح این گاز در اتمسفر استفاده از انرژی­ های جدید به ویژه انرژی زمین گرمایی  است.

اولین نیروگاه زمین­ گرمایی با آزمایش اولین ژنراتور زمین گرمایی توسط پرنس پیرو گنوری کونتی (Prince Piero Ginori Conti) در ایتالیا و روشن کردن  یک لامپ شروع به کار کرد. در 1911 اولین استفاده تجاری از انرژی زمین­ گرمایی در دنیا در همین محل آغاز شد. در دهه بیست میلادی ژنراتورهای آزمایشی در ژاپن و شمال کالیفرنیا (در منطقه آب­فشان های ژیزرس Geysers) ساخته شد. در 1958 نیوزیلند هم به سازندگان نیروگاه­ های تجاری زمین گرمایی اضافه شد. اکنون در 20 کشور دنیا از انرژی زمین­ گرمایی الکتریسیته حدود 11 گیگاوات برق  (حدود 1 درصد مصرف کنونی در دنیا) تولید می شود (ظرفیت تولید در آینده بین 3 تا 180 برابر تولید کنونی برآورد شده است). انواع نیروگاههای زمین گرمایی به اختصار در سه رده "بخار خشکDry Steam"،  "بخار سیال flash steam" و سیکل دوگانه Binary Cycle" تقسیم ­بندی می­ شوند. بر اساس بروز مسائل اخیر در تولید انرژی و نوسانات شدید قیمت نفت و همچنین انفجار در نیروگاه هسته­ ای فوکوشیما در زلزله و سونامی 11 مارس 2011 در ژاپن، توجه خاصی در دنیای کنونی به انرژی زمین­ گرمایی می­ شود. به نحوی که بیشتر کشورهای اروپای مرکزی و غربی سرمایه­ گذاری وسیعی برای مطالعه و بهره­برداری از انرژی­های نو (به ویژه انرژی زمین­گرمایی) آغاز کرده­اند. جالب است که نیروگاه زمین­گرمایی "شولتز سو فوره Soultz-sous-Forêts  "در شمال استان آلزاس فرانسه (نزدیک مرز آلمان) پس از یک سرمایه ­گذاری  23 ساله در ژوئیه 2010 به بهره ­برداری رسید و از پاییز 2010 (1389ش.) با تولید 1.5 مگاوات برق برای استفاده در شهر "شولتز سو فوره" در شبکه تولید برق فرانسه قرار گرفته است. نگارنده در مردادماه 1382 (2003م) در تیمی پژوهشی از سوی دانشگاه استراسبورگ فرانسه از این نیروگاه و برنامه وسیع پژوهشی و عملیاتی برای تولید انرژی زمین­ گرمایی ، در عمق 5 کیلومتری زمین با حفر سه چاه،  بازدید کرد. این نیروگاه با ویژه تولید برق از انرژی زمین­گرمایی در عمق زمین در نوع خود اولین و از نظر تولید الکتریسیته به صورت تجاری تنها مورد در دنیا محسوب می­شود. بررسی گزارش­ های اخیر نشان می ­دهد که در کشور سوییس در همسایگی فرانسه و همچنین در آلمان هم­اکنون پژوهش­ های وسیعی برای بهره­ برداری از برق نیروگاه­ های زمین­ گرمایی در پانزده تا 20 سال آینده در دانشگاه ­ها و مراکز پژوهشی در جریان است.

در ایران پتانسیل­ های استفاده از انرژی زمین ­گرمایی در 18 ناحیه کشور تاکنون یافته و مطالعه اولیه شده است. از میان این  18 پهنه، هفت محدوده دماوند، سهند، سبلان، خوی، تفتان و بزمان به سامانه های آتشفشانی مربوطند. استفاده از این پتانسیل­ها با سرمایه­ گذاری ویژه می­ تواند به بهره­ مندی نسل­های بعدی از یک منبع انرژی مطمئن و پاک در کشورمان منجر شود. یادآوری می­ کنم که سرمایه­ گذاری­ های اولیه و زیرساختی در این زمینه­ ها معمولاً پر هزینه است، ولی وقتی به درستی پتانسیل مربوطه یافته شد و تسلط به فناوری­های لازم بر اساس همین سرمایه­ گذاری­ ها یافته شد، کاربرد چنین علم و فناوری در نواحی دیگر بسیار کم­ هزینه ­تر خواهد بود. به عنوان مثال پروژه "شولتز سو فوره Soultz-sous-Forêts" در آلزاس فرانسه با سرمایه­ گذاری 80 میلیون یورویی ایجاد شده است، که فاز شناخت پژوهشی و اکتشافی با صرف 28 میلیون یورو از سال 1987 تا 2001 با حفر یک گمانه پژوهشی، فاز 1 با حفر چاه دوم آزمایشی – شبیه سازی با صرف 22 میلیون یورو در سال­ های 2001 تا 2007، فاز 2 برای ساخت نیروگاه با 25 میلیون یورو بین سال­های 2007 تا 2009 و فاز سوم بین سال­های 2010 تا 2012 برای پایش پژوهشی و فناوری نیروگاه با 5 میلیون یورو به انجام رسیده است. از این هزینه­ ها 35 میلیون یورو از سوی اتحادیه اروپا، دولت­های فرانسه و آلمان هریک 15 میلون بورو، و 15 میلیون یورو هم از سوی شرکای صنعتی (بیشتر آلمانی و فرانسوی) صرف شده است. بنابراین اگر کل این هزینه­ها را با هدف 1.5 مگاوات برق تولیدی این نیروگاه در نظر بگیریم، عملاً کاری بیهوده است، که البته چنین نیست. این سرمایه­ گذاری سنگین برای بهره ­برداری و توسعه علم و فناوری مرتبط با نیروگاه­ های انرژی زمین­ گرمایی انجام شده که در آینده تمام اروپا و جهان (و ان­ شاالله کشور ما ایران) از آن بهره­ مند خواهد شد. در ایران سرمایه­ گذاری اولیه در زمینه انرژی زمین­ گرمایی در محدوده آتشفشان دماوند و آتشفشان سبلان انجام شده است، ولی هنوز این برنامه­ ها به صورت جدی دنبال نشده تا به بهره ­برداری انرژی برق بیانجامد. امید است تا با وضع کنونی مسئله آب و اهمیت متنوع کردن منابع انرژی، برای حرکت به سوی استفاده از انرژی ­های جدید مانند انرژی زمین­ گرمایی در ایران در دهه پیش رو و در برنامه ششم توسعه سرمایه­ گذاری جدی شود.