ضرورت مدیریت مصرف انرژی و حفظ محیط زیست

ضرورت مدیریت مصرف انرژی و حفظ محیط زیست در دومین کشور دارای منابع گاز و پنجمین کشور دارای منابع نفت دنیا
باید آگاهی افراد را نسبت به مسایل زیست محیطی افزایش داد. (مقام معظم رهبری)

منابع طبیعی برای زندگی انسان و بقای وی روی کره زمین حیاتی است. امروزه تمام ارکان زندگی انسان به وجود منابع انرژی، آب و محیط زیست وابسته  است. همین موضوع ضرورت مصرف درست و بهینه منابع طبیعی و انرژی را بیش از پیش روشن می کند. جدای از این مسئله، به سبب محدودیت در منابع انرژی، مسئولیت حفظ و نگهداری آن برای نسل‌های آینده بردوش ماست. بنابر این لازم است درباره فرهنگ سازی مدیریت مصرف منابع طبیعی و انرژی و آموزش و نهادینه سازی آن در جامعه قدم های موثر و دانش محوری برداریم.

انرژی به عنوان یک متغیر ژئوپلیتیک، جایگاه ویژه‌ای را در تعاملات قدرت جهانی رقم زده و دسترسی به منابع انرژی برای تمامی کشور‌های جهان، اهمیتی استراتژیک پیدا کرده است. در این میان جمهوری اسلامی ایران با واقع شدن در مرکز بیضی استراتژیک انرژی جهان و با دارا بودن ۱۸ درصد منابع گاز طبیعی و ۱۱ درصد منابع نفت جهان، به ترتیب در رتبه‌های دوم و پنجم جهان، ایران را از موقعیتی منحصربفرد برخوردار نموده است.

بهره برداری بهینه از منابع انرژی و جلوگیری از هدر رفت آنها، یکی از ارکان اصلی برای توسعه متوازن و پایدار می‌باشد. از این رو آگاه سازی و آموزش آحاد جامعه به خصوص در جهت آشنایی با ارزش و اهمیت منابع انرژی و محدودیت آن‌ها و نیز حفظ محیط زیست برای ادامه حیات بشری امری بسیار مهم است و نیازمند یک مرجعیت عالمانه می باشد.

بطور حتم صرفه جویی در انرژی با آموزش و آگاه سازی آغاز می‌شود. جامعه با آموزش مناسب، می‌تواند رفتار‌های صحیح در مصرف را بپذیرد و الگو‌های مصرفی خود را تغییر دهد؛ لذا می‌توان  از این ویژگی برای نهادینه کردن فرهنگ مصرف بهینه انرژی و حفظ محیط زیست در جامعه بهره برد. با انجام اقدامات ساده و کم هزینه در جهت نیل به اهداف فوق، علاوه بر مدیریت مصرف انرژی و حفظ محیط زیست سهم حامل‌های انرژی در سبد هزینه جامعه هدف کاهش چشمگیری خواهد داشت.

امروزه تصمیم سازی و تعیین استراتژی‌های توسعه محور در هر کشور بر اساس استفاده از ظرفیت‌های بالقوه در جهت تحصیل منافع و دستیابی به اهدا ف توسعه پایدار منطبق بر مدیریت مصرف انرژی است.

چنانکه اشاره خواهد شد، عدم رعایت الزامات بهینه سازی مصرف انرژی در ایران به دلیل عدم استفاده از روش‌های علمی و فنی تجربه شده در جهان در راستای آموزش و فرهنگ سازی و نهادینه کردن این روش ها و نیز عدم پیشرفت مناسب ایران در استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی با وجود داشتن پتانسیلهای بالقوه، باعث سایه افکندن بحران‌هایی در بخش های مختلف از جمله آب، برق، گاز و محیط زیست شده است به گونه‌ای که قطعی برق، کمبود و تنش آبی و نیز ناترازی تولید و مصرف گاز طبیعی در کشور باعث ایراد خسارات فراوان و نیز اختلال در زندگی مردم می‌شود.

در ارایه این نوشتار برآنیم که برای تامین بهتر منافع ملی ضمن ارائه گزارش اجمالی از وضعیت مصرف آب و انرژی در ساختمان ها و صنایع، برخی از راهکار‌های بهینه سازی مصرف صور مختلف انرژی را در راستای اهداف کلان کشورمعرفی نماییم.

وضعیت مصرف انرژی در ایران

در سال های اخیر اقبال به انرژی های تجدیدپذیر در دنیا افزایش یافته است که عمده دلیل آن آگاهی عمومی نسبت به مزایای آن و تولید سیستم‌های نوین با بازدهی بالا و تعهدات ناشی از معاهدات بین الملی است.

جمهوری اسلامی ایران در بین کشور‌های جهان در رتبه یازدهم از نظر مصرف انرژی قرار دارد. این موضوع وقتی اهمیت پیدا می کند که توجه داشته باشیم که ایالات متحده امریکا که رتبه اول ذخایر نفت دنیا را در اختیار دارد با ۲۶۴ بیلیون بشکه ذخایر نفت رتبه اول از این حیث و جمهوری اسلامی با ۱۴۳ بیلیون بشکه در مقام پنجم است و مهمتر اینکه عمر ذخایر نفت ایران کمتر از ۱۰۰ سال پیش بینی می‌شود.با توجه به آمارهای موجود قریب به ۹۹ درصد انرژی مورد استفاده در ایران برای مصارف مختلف، از محل سوخت فسیلی شامل نفت و گاز است و تنها یک درصد از منابع دیگر برای تامین انرژی استفاده می شود و سهم بسیار ناچیز منابع تجدید پذیر قابل تامل است.

قریب به ۳۳ درصد انرژی برق در بخش خانگی و ۳۵ درصد در بخش صنعت است در حالی که این سهم در کشور ترکیه حدود ۲۳ درصد و در چین ۱۱ درصد است. تفاوت فاحش ارقام ذکر شده به این معنی است که عمده مصرف و به عبارتی هدر رفت انرژی در ایران مربوط به بخش ساختمانهای مسکونی، اداری و عمومی است.

در مورد انرژی مصرفی (برق و فسیلی) نیز همین روال جاری است به نحوی که حدود ۳۷ درصد مصرف در بخش خانگی و تجاری و عمدتا برای مصارف گرمایشی است و نیز ۲۴ درصد در بخش صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

متاسفانه هدررفت انرژی در هر سه کاربری بسیار بالا بوده و وضعیت راندمان انرژی مصرفی در ساختمانهای اداری فاجعه بار است. دلیل اصلی این وضعیت عدم کنترل و پایش سیستم های گرمایشی و سرمایشی و فقدان یک برنامه تعمیر و نگهداری و راهبری علمی و اصولی است.

همانطور که ذکر شد عمده تلفات انرژی در ایران در بخش ساختمان ها اتفاق می‌افتد. با یک مقایسه در می یابیم که کشور‌های مختلف با تدوین قوانین کارآمد و موثر در زمینه مدیریت مصرف انرژی و نیز تعیین برچسب انرژی برای ساختمان که حاصل مجموعه‌ای از اقدامات علمی و فنی و پایش‌های مستمر در کنار وضع قوانین طراحی ساختمان های انرژی کارا و اعطای مشوق های لازم برای مالکین و کاربران اینگونه ساختمان ها موفق شده اند مصرف انرژی در ساختمان را بهینه نمایند. به عنوان مثال ساختمان های ایران چهار برابر ساختمان های اروپا انرژی مصرف می‌کنند و در ایران برای گرمایش یک متر مربع ساختمان ۲۲ متر مکعب و در اروپا ۵/۵ متر مکعب گاز مصرف می‌شود.

شاخص شدت انرژی که به عنوان انرژی برای هر واحد تولید ناخالص داخلی محاسبه می گردد، در ایران بیش از ۱۰ برابر ژاپن، ۵ برابر آلمان و امریکا، ۳ برابر ترکیه و بیش از ۲ برابر مصر و عربستان است.

دلایل عدم کارایی انرژی در بخش ساختمان

الف) مصرف بالای انرژی در بخش ساختمان (۴۰% از کل مصرف انرژی و ۵۰% مصرف برق از کل مصرف نهایی برق کشور در بخش خانگی و تجاری)
ب) عدم بکارگیری فناوری‌های جدید در بخش ساختمان
ج) عدم رعایت و کنترل مقررات ملی ساختمان بالاخص مبحث ۱۹ در کشور
د) پایین بودن دانش فنی افراد شاغل در این حوزه
ه) ارزان بودن هزینه انرژی
و) نبود انگیزه لازم برای سرمایه گذاران این بخش برای ارتقای سطح کیفی ساختمان¬ها
ز) شدت بالای مصرف انرژی در مقایسه با معیار‌های جهانی
با ادامه روند فعلی مصرف که نشانگر رشد ۵/۵ درصد مصرف انرژی در کشور است، درسال ۱۴۰۵ کشورمان نیاز به واردات انرژی خواهد داشت که نشانه‌های آن در کمبود برق از هم اکنون پیداست.

روند افزایش جمعیت، رشد شهرنشینی، گسترش فعالیت‌های صنعتی و تغییر الگوی مصرف سبب می‌شود تا سالانه میلیون‌ها تن زباله درکشور تولید و از چرخه خارج شود. فرهنگ سازی پیش‌نیاز و تضمین‌کننده برنامه‌های مدیریت پسماند است که باید مورد توجه قرار گیرد.

زیربنای هر فرهنگی از تفکر آن شکل می‌گیرد و نیاز به آن، می‌تواند باعث بقا و جای گرفتن آن درعرصه فرهنگ یک جامعه باشد؛ پس مسلما کار را باید از تغییر و تحول در افکار آغاز کرد. با اشاعه فرهنگ مدیریت مصرف و بهینه سازی آن آغاز کرد. مصرف بالا و خارج از عرف جهانی انرژی در ایران علاوه بر هدر رفت منابع، تاثیرات زیست محیطی غیر قابل جبرانی دارد که مهمترین آن‌ها انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و گرمایش زمین است.

آمار‌های جهانی نشان می دهد ایران در افزایش تولید دی اکسید کربن رتبه هفتم جهان در سال ۲۰۱۹ را داشته در حالی که به نسبت سایر کشور‌ها این افزایش تولید ناشی از افزایش تولیدات صنعتی و ظرفیت کارخانجات نبوده و عمدتا به دلیل فرسودگی تجهیزات و تاسیسات در بخش‌های گرمایش، حمل و نقل و صنعت می‌باشد.

عمده اقداماتی که بایستی انجام بپذیرد شامل موارد زیر است:

الف) آموزش و فرهنگ سازی
بدون شک عامل اصلی موفقیت در بهینه سازی مصرف انرژی، فرهنگ سازی و بالا بردن سطح آگاهی‌های عمومی در این زمینه می‌باشد.
ب) استفاده از انرژی‌های پاک و تجدید پذیر

طبق آمار ساتبا (سازمان انرژی‌های تجدید پذیر و بهره وری انرژی) ظرفیت تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر حدود ۹۰۰ مگاوات است یعنی کمتر از یک درصد از کل انرژی‌های تولیدی در کشور. این میزان برابر ۱۸۶۰ میلیون متر مکعب صرفه جویی در مصرف سوخت، ۱۴۰ میلیون لیتر صرفه جویی در مصرف آب ۴.۳ میلیون متر مکعب عدم انتشار گاز کربن دی اکسید و ۲.۸ میلیون متر مکعب عدم انتشار سایر گاز‌های گلخانه‌ای بوده است. در بین انرژی‌های تجدید پذیر در ایران سهم انرژی خورشیدی بیش از ۵۰ درصد است و انرژی بادی ۳۴ درصد، برق ابی مقیاس کوچک ۱۲ درصد، توربین‌های انبساطی ۲ و زیست توده ۱.۲ و بازیافت حرارتی کمتر از ۱ درصد سهم دارند. با توجه به ظرفیت‌های موجود در کشور و همچنین نیازی که به گسترش انرژی‌های تجدید پذیر حس می¬گردد افزایش تولید انرژی از طریق منابع تجدیدپذیر گریزناپذیر می باشد.

بنا به اظهار کارشناسان، ایران می تواند تنها از طریق انرژی های خورشیدی، بیش از دو برابر نیاز مصرفی خود را تولید کند که علاوه بر امکان صادرات مازاد تولید، دارای دستاورد‌های بسیار مثبت زیست محیطی نیز می باشد. همچنین ایران پتانسیل بسیار مناسبی برای استفاده از انرژی باد را دارا می باشد. در استان‌های گیلان، قزوین، سیستان و بلوچستان، کرمان، یزد و برخی از نقاط کوهستانی کشور شرایط مساعدی برای استفاده از انرژی باد مهیا است.

نشانگر اهمیت استفاده از انرژی‌های پاک در مدیریت کلان و برنامه‌های بلند مدت در کشور‌های مختلف جهان است، زیرا مخاطرات بسیار جدی زیست محیطی، گرمایش زمین، از بین رفتن گونه های گیاهی و جانوری، انتشار بیش از حد گاز‌های گلخانه ای و اتمام منابع فسیلی انرژی در آینده و همچنین مخاطرات آبی همگان را بر آن داشته تا به فکر استفاده هرچه بیشتر از انرژی‌های تجدیدپذیر باشند.

باید دانست که دستیابی به رشد اقتصادی، نیازمند بهره وری و صرفه جویی است و این موضوعی است که مقام معظم رهبری در سیاست‌های برنامه پنجم ابلاغ فرمودند و بر این موضوع تأکید داشتند که باید یک سوم رشد اقتصادی از محل بهره وری ایجاد شود. به نظر می رسد بهترین راه صرفه جویی، درست مدیریت کردن است و این، زمانی عملی خواهد شد که مدیران توانمند متخصص، برنامه ریز، سالم، شایسته، مقتدر و دارای برنامه به کار گرفته شوند و نیز از سپردن کار‌ها به دست انسان‌های غیرکاردان و شعاری پرهیز شود.

پ) اصلاح پوسته خارجی ساختمان های موجود و رعایت اصول مطرح در طراحی باز شو‌ها

مطالعات انجام شده و شواهد تجربی بیانگر آن است که قسمت عمده تلفات انرژی‌های گرمایشی و سرمایشی در ساختمان ها از طریق پوسته خارجی ساختمان اتفاق می افتد.

از آنجایی که مصالح متداول ساختمانی دارای ضریب انتقال حرارت بالا و در نتیجه مقاومت حرارتی پایین هستند، قسمت اعظم انرژی از طریق آن‌ها تلف می شود. در سال های اخیر با رعایت الزامات مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمانی تا حدود زیادی این نقص برطرف گردیده است، اما با توجه به اینکه غالب ساختمان های دانشگاهی کشور و مراکز وابسته به وزارت علوم دارای قدمت هستند و قبل از الزامی شدن مقررات و الزامات مذکور ساخته شده و مورد بهره برداری قرار گرفته اند، با انجام اقدامات ساده و کم هزینه در جهت بهبود یا تغییر موقعیت و وضعیت ظاهری و کیفی جداره های موجود امکان کاهش هدر رفت انرژی تا ۵۰ درصد ممکن خواهد شد.

این اقدامات بر روی پوسته خارجی ساختمان عمدتا شامل موارد زیر است:

۱- اصلاح پنجره‌ها با انجام اقداماتی مانند: تعویض پنجره‌های موجود با پنجره برتر، استفاده از پروفیل-های فلزی گرماشکن، کنترل میزان انرژی خورشیدی ورودی، بهبود درزبندی و آب بندی پنجره

۲- اصلاح دیوار‌های خارجی با انجام اقداماتی از قبیل: عایق کاری دیوار‌ها و بام با مصالح عایق مناسب

۳- بهره گیری از سیستم های بر پایه انرژی‌های تجدید پذیر، از جمله سیستم های فعال و غیر فعال خورشیدی

۴- انجام اقدامات لازم برای بازیافت انرژی، ذخیره سازی حرارت و برودت

ت) رعایت الزامات طراحی معماری همساز با اقلیم و استفاده از مصالح بوم آورد

معماری هم ساز با اقلیم شامل بوم شناسی، سیاست‌های صحیح اجتماعی- اقتصادی و نگاه اقلیمی در طراحی ساختمان با کاربری های مختلف است. با توجه به رجحان تکنولوژی به الزامات بهینه سازی انرژی و حفظ محیط زیست در معماری قرن بیستم، ویژگی های آب و هوایی و اقلیمی و مصالح بومی بعنوان مولفه¬های مهم معماری سنتی مغفول مانده است.

به همین دلیل شاهد سبک ساخت و ساز‌های مشابه و بعضا در تقابل با معماری همساز با اقلیم در بخش وسیعی از جهان هستیم.

کشور ایران دارای شرایط آب و هوایی و اقلیمی گوناگون است. شرایط اقلیمی یکی از مولفه های اصلی در طراحی معماری ساختمان های انرژی کارآمد است. جهت گیری ساختمان به منظور بهینه سازی بهره خورشیدی، اصلاح کالبد ساختمان به منظور کاهش تلفات حرارتی، پرهیز از طراحی ساختمان با نورگیر‌های بلند در اقلیم های سرد، توجه به جهت باد غالب درجهت گیری ساختمان، ایجاد پرده هوایی در ورودی های ساختمان های بزرگ و پر رفت و آمد، استفاده از تهویه طبیعی و... نمونه‌هایی از اقداماتی است که متاسفانه در بسیاری از ساختمان های موجود و حتی جدید دانشگاه ها رعایت نشده و باعث افزایش هدر رفت انرژی می‌شود.

ث) معاینه فنی موتورخانه ها و اجرای سیستم های کنترل هوشمند

بیشترین انرژی مصرفی در ساختمان ها در بخش گرمایش و سرمایش و تاسیسات و تجهیزات مربوط به آن‌ها می‌باشد. راندمان این تاسیسات و تجهیزات به نحوه تعمیر و نگهداری و انجام سرویس های دوره ای و سایر الزامات و راهکار‌های کاهش سوخت مصرفی وابسته است. با رعایت این الزامات مخصوصا در موتورخانه‌های قدیمی تر کاهش ۳۰ درصدی سوخت (گاز شهری) به راحتی قابل دسترسی است. از آنجایی که کاربران ساختمان های عمومی و اداری در ساعات و ایام معینی در ساختمان حضور دارند در ساعات و ایام عدم حضور کاربران ساختمان نیازی به تامین دمای آسایش (۲۱–۱۸ درجه سانتیگراد) نیست.

رعایت این مهم با کنترل هوشمند موتورخانه ها میسر است و صرفه جویی قابل توجهی در انرژی به دنبال خواهد داشت.

ج) تهیه برچسب انرژی برای ساختمانها

برچسب انرژی شاخصی است که میزان کارایی ساختمان موجود و الگوی بهره برداری از آن را از دیدگاه مصرف انرژی بر مبنای مصارف اخیر و در مقایسه با ساختمان های مطلوب از منظر کارایی انرژی، نشان می دهد. در حقیقت برچسب انرژی ساختمان بر مبنای کد‌هایی تعریف می‌شود که افزایش آگاهی نسبت به اهمیت تامین آسایش ساکنان ساختمان و ارتقا کیفیت ساخت و بهره برداری از ساختمان با اجرای قانونی این کد‌ها میسر خواهد بود. اصلاحات پایدار در حوزه سیاست گذاری برای بهینه سازی انرژی در ساختمان با اصلاح و ویرایش گام به گام کد و برچسب معیار مصرف انرژی در ساختمان امکان پذیر می شود.

طی سالیان اخیر تقریبا در تمامی کشور‌های پیشرفته جهان، استاندارد‌ها و برچسب های مصرف انرژی برای بسیاری از تجهیزات انرژی بر و ساختمان ها با کاربری‌های مختلف تدوین و مورد بهره برداری قرار گرفته است. استفاده از برچسب انرژی از سال ۲۰۰۲ در اروپا از کشور دانمارک شروع شده است. بر اساس بررسی صورت گرفته توسط آژانس مطالعات انرژی امریکا حدود یک سوم کشور‌های جهان در سال ۲۰۱۸ دارای سیستم اجباری پیروی از کد‌های انرژی در ساختمان می‌باشند. بررسی صورت گرفته توسط آژانس فوق الذکر، نشان از یک حرکت اصلاحی در سطح جهانی در دو حوزه تدوین کد‌ها و اجباری نمودن آن‌ها در جهان دارد.

این مطالعات همچنین پیش بینی می‌کند که کد‌های مربوط به ساختمان‌های کم مصرف و ساختمان‌های سبز پیشرفت چشمگیری داشته باشد.

ساختمان های (Near Zero Energy Building) NZEB، ساختمان هایی با عمکرد بسیار بالای انرژی و بسیار کم مصرف هستند که عمده میزان انرژی مورد نیازشان از منابع انرژی های تجدیدپذیر تامین می شود. بر اساس قوانین اتحادیه اروپا، از سال ۲۰۱۸ به بعد تمام ساختمان های دولتی عمومی باید NZEB باشند و از سال ۲۰۲۰ نیز تمام ساختمان های اتحادیه اروپا می‌بایست این شرایط را تامین نمایند.

رتبه بندی و برچسب انرژی در ساختمان ها، هدف اصلی سیاست گذاری نبوده بلکه معمولا به عنوان ابزاری برای سیاست‌های کلان حوزه انرژی و محیط زیست تعریف شده اند.

با توجه به مصرف بالای انرژی در ساختمان‌های کشور مخصوصا ساختمان های عمومی، اداری، آموزشی و تجاری، با الزامی نمودن استفاده از برچسب انرژی بر اساس کد‌های بین المللی و استاندارد در ساختمانهای مذکور و در نهایت اجرای قانونی کد‌های مرتبط با انرژی در این ساختمان ها، علاوه بر کاهش مصرف، موجب ارتقا کیفیت ساخت خواهد شد. بدیهی است الزام استفاده از کد و برچسب انرژی در ساختمان راهی برای ایجاد انگیزه تغییر رفتار مصرف کنندگان و همچنین رونق بازار بهینه سازی انرژی در ساختمان و کمک به حفظ محیط زیست خواهد شد.

نتیجه گیری
شوربختانه شواهد عینی و توجیهات فنی و مطالعات آماری موجود، رتبه اول و سهم عمده هدر رفت انرژی در بخش ساختمان های عمومی، مسکونی و تجاری و تبعات زیست محیطی ناشی از آن را در کشور تایید می کند. ادامه این روند و رشد سالیانه حدود ۵ درصدی انرژی در کمتر از ۱۰ سال آینده، کشور ایران - به عنوان کشور دارای منابع عظیم انرژی - را به وارد کننده انرژی و درگیر با بحران های آبی تبدیل خواهد کرد.
با توجه به سیمای ترسیمی از وضعیت هدر رفت انرژی در ایران بر اساس واقعیات، شواهد عینی و آمار‌های ملی و بین المللی، انجام اقدامات و الزامات بهینه سازی مصرف انرژی، ارتقاء سهم انرژی‌های نو در سبد انرژی کشور، مواجهه عالمانه و تبدیل تهدید به فرصت بحران آب، حفظ محیط زیست و... یک ضرورت اجتناب ناپذیر با قید فوریت است.

نویسنده و پژوهشگر: دکتر جمشید نعمتی