کارآیی انرژی

استفاده از معیار شدت انرژی در سطوح خرد، برای نشان دادن کارآیی سیستم های تولیدی و نیز در سطوح کلان برای مقایسه وضعیت کارایی انرژی کشورها بسیار متداول است. در عین حال، این معیار در سطح کلان از عوامل مختلف، تاثیرات متضادی می پذیرد و به همین دلیل مقایسه شدت انرژی بین کشورها را دشوار می کند. در این مقاله، ضمن برشمردن عوامل تاثیرگذار بر شدت انرژی کشورها با تخمین تابع چند متغیره از روش حداقل مربعات، سعی در تجزیه این عوامل برای کشورها داشته ایم. نتایج نشان می دهند که افزایش سهم ارزش افزوده بخش خدمات از تولید ناخالص داخلی اقتصاد (به عنوان نماینده تغییرات ساختاری)، تاثیری معنی دار و نسبتا قابل توجه بر کاهش شدت انرژی از خود نشان داده است. مساحت کشورها نیز مطابق انتظارات نظری، اثر مستقیم معنی دار بر شدت انرژی داشته و از نظر اندازه در حدود یک چهارم سهم خدمات بوده است. برآورد کشش ها نیز نشان داد که یک درصد تغییر (افزایش) در سهم بخش خدمات، موجب تغییر (کاهش) حدود نیم درصدی در شدت انرژی خواهد شد. هم چنین ضریب (کشش) متغیر مساحت کشور نیز به طرز معنی داری انتظار تئوریک ما را برآورده کرده است، به طوری که افزایش یک درصد در مساحت، موجب افزایش حدود هشت صدم درصد در شدت انرژی خواهد شد.

توسعه شهرنشینی و افزایش جمعیت شهرها، منجر به افزایش مصرف و تقاضا برای منابع انرژی شده است که این امر محدود شدن انرژی مورد مصرف و آلودگی های زیست محیطی ناشی از مصرف سوخت های فسیلی را در پی داشت؛ از این رو، امروزه، یکی از چالش های پیش روی دولت ها در سراسر جهان، ایجاد شهرهایی است که از نظر مصرف انرژی بهینه باشد. در این زمینه، برنامه ریزی کاربری زمین، نقش مؤثری در کاهش مصرف انرژی ایفا می کند. پژوهش حاضر تلاشی است در جهت برنامه ریزی کاربری اراضی و ارتباط آن با بهینه سازی مصرف انرژی در جهت توسعه پایداری شهری. در همین راستا، با استفاده از مدل لید به ارزیابی کارایی انرژی در محله ولنجک شهر تهران پرداخته شد. نوع تحقیق کاربردی و روش مطالعه توصیفی- تحلیلی می باشد. روش جمع آوری اطلاعات کتابخانه ای و داده های طرح تفصیلی منطقه یک شهرداری تهران بوده و تجزیه وتحلیل داده ها با استفاده از مدل LEED و نرم افزارهای EXCEL و GIS صورت گرفته است. یافته های تحقیق نشان دهنده وجود ارتباط مستقیم بین برنامه ریزی کاربری زمین و میزان مصرف انرژی بوده و دو بخش ساختمان و حمل ونقل، دو مؤلفه تأثیرگذار در مصرف و کارایی انرژی به شمار می روند. در مجموع امتیاز محدوده مورد مطالعه از 43 امتیاز ممکن حدوداً 20 امتیاز را بدست آورده است که نشان دهنده وضعیت متوسط (و نه چندان مطلوب) محله است. با سیاست گذاری و برنامه ریزی می توان شهرهای ما را به سمت فضاهای با کیفیت تر و با کارایی انرژی سوق داد.

تأمین انرژی پایدار یکی از دغدغه های اصلی دولت هاست. محدود بودن منابع فسیلی، ملاحظات زیست محیطی و تأمین امنیت انرژی دولت ها را به سمت تدوین برنامه ها و سیاست های صرفه جویی یا کارآیی انرژی سوق داده است. از آنجا که اجرای پروژه های صرفه جویی یا کارآیی انرژی بدون تأمین منابع مالی امکان پذیر نیست و دولت ها نیز توانایی تأمین مالی این پروژه ها را ندارند، در این نوشتار تأمین مالی مبتنی بر صرفه جویی مصرف انرژی در حقوق ایران مورد نقد قرار می گیرد و بررسی می شود که ضوابط حاکم در حقوق ایران تا چه حدودی توانسته بستر حقوقی مناسبی برای جذب سرمایه گذاری یا تأمین منابع مالی برای چنین طرح هایی ایجاد کند. در این پژوهش، این نتیجه حاصل شد که تأمین منابع مالی مبتنی بر صرفه جویی نسبت به سایر روش ها از امتیازات زیادی برخوردار است. اما باید ضوابط حاکم بر بازار انرژی به طور عام و قوانین و مقررات حاکم بر این روش به طور خاص مورد تجدید نظر قرار گیرد و با لحاظ تجربه کشورهای دیگر اصلاح و تکمیل شود.

مطالعه جنبه های زیست محیطی نظام های زراعی بسیار اهمیت دارد. از این رو، هدف پژوهش حاضر ارزیابی پایداری زیست محیطی تولید گوجه فرنگی در شهرستان اسدآباد بود که با بهره گیری از روش های ارزیابی ردپای بوم شناختی و کارآیی انرژی انجام شد. نمونه آماری پژوهش متشکل از 210 گوجه فرنگی کار بود که از جامعه آماری شامل 569 گوجه فرنگی کار به صورت تصادفی انتخاب شدند. رویکرد پژوهش حاضر کاربردی و روش آن پیمایشی با واحد تحلیل مزرعه بود. اطلاعات مورد نیاز پژوهش با استفاده از پرسشنامه و مصاحبه رو در رو جمع آوری شد. روایی پرسشنامه از طریق روایی ظاهری و محتوایی و پایایی آن با روش پیش آزمون- پس آزمون تعیین شد. نتایج مطالعه نشان داد که شاخص کارآیی و بهره وری انرژی به دست آمده از نسبت انرژی خروجی حاصل از محصول گوجه فرنگی به انرژی های ورودی ناشی از نهاده های مصرفی به ویژه برق با 9/38 درصد، کود ازته با 9/26 درصد و گازوئیل با 2/15 درصد، (در مجموع، 81 درصد،)، به ترتیب، برابر با 34/0 و 42/0 مگاژول است. عامل اصلی پایین بودن کارآیی و بهره وری انرژی، مصرف بی رویه نهاده ها به ویژه برق و کودهای ازته است. افزون بر این، ردپای بوم شناختی تولید گوجه فرنگی 62/3 هکتار جهانی (ردپای مستقیم 2/2 و غیرمستقیم 42/1 هکتار جهانی) برآورد شد؛ به دیگر سخن، 42/1 هکتار زمین بهره ور جهانی لازم است تا آلاینده های تولیدشده در اثر تولید گوجه فرنگی را جذب کند. یافته های تحقیق نشان دهنده عدم پایداری تولید گوجه فرنگی در شهرستان اسدآباد بر اثر تولید و انتشار آلاینده های ناشی از کاربرد بی رویه و غیراصولی نهاده ها است. با توجه به میزان مصرف بالای برق در پمپ های آبیاری می توان با اﻧﺘﺨﺎب پمپﻫﺎ و ﻣﻮﺗﻮرﻫﺎی ﺑﺎ راﻧﺪﻣﺎن ﺑﺎﻻ، ﺳﺮوﯾﺲ و ﺗﻌﻤﯿﺮ ﻣﺮﺗﺐ ﺗﺠﻬﯿﺰات، آﺑﯿﺎری در ﺳﺎﻋﺎت ﻏﯿﺮ پیک، اﺳﺘﻔﺎده از کاﻧﺎﻟ ﻬ ﺎی ﺑﺘ ﻮنی ﺑﺠ ﺎی کاﻧﺎل های ﺳ نتی ﻣﻮﺟ ﻮد، اﺳ ﺘﻔﺎده از اﺳ ﺘﺨﺮ و ﻣﺨ ﺎزن ذﺧﯿ ﺮه آب و ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺳامانهﻫﺎی آﺑﯿﺎری ﺳﻨﺘی ﺑﻪ سامانهﻫﺎی ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر، مصرف این نهاده را کمتر کرد. همچنین، از طریق به کارگیری انواع نهاده های آلی و ارگانیک و روش های مبارزه زیست شناختی (بیولوژیک) با آفات (گل جالیز گوجه فرنگی) به جای مصرف انواع نهاده های شیمیایی و نیز استفاده از ادوات ترکیبی و پیشرفته کشاورزی برای کاهش عملیات زراعی و بررسی و معاینه فنی ماشین آلات کشاورزی و در نتیجه، مصرف کمتر گازوئیل، می توان اثرات زیست محیطی این نظام تولیدی را کاهش داد؛ همچنین، برای بهبود کارآیی و بهره وری انرژی، جایگزینی بذرهای اصلاح شده به جای بذور محلی توصیه می شود.

مهم ترین هدف بخش کشاورزی در فرآیند توسعه، تأمین نیازهای غذایی جمعیت رو به رشد جهان است. بنابراین، بهره گیری اصولی از منابعی همچون انرژی در راستای ارتقای کارآیی واحدهای کشاورزی و کاهش آلودگی های زیست محیطی ضرورت می یابد. بدین ترتیب، هدف مطالعه حاضر اندازه گیری کارآیی فنی و انرژی تولید پیاز در دشت تبریز و تعیین عوامل مؤثر بر آن بود. داده های مورد نیاز از طریق تکمیل پرسشنامه از 140 کشاورز پیازکار منطقه در سال زراعی 1402-1401 جمع آوری و سپس، با استفاده از روش هم ارزهای استاندارد، به واحد انرژی تبدیل شدند. آنگاه برای محاسبه کارآیی، برآورد توابع تولید فیزیکی و هم ارز انرژی با رهیافت تولید مرزی تصادفی صورت گرفت. همچنین، برای شناسایی عوامل مؤثر بر کارآیی، الگوی رگرسیونی توبیت به کار گرفته شد. نتایج تخمین تابع ترانسلوگ مرزی تصادفی مؤید آن بود که عوامل تولید بذر، آب، نیروی کار، کود شیمیایی و سم دارای تأثیر معنی دار بر مقدار تولید و انرژی خروجی محصول پیاز دارند. همچنین، برابر یافته های پژوهش، میانگین کارآیی فنی برابر با 73 درصد و کارآیی انرژی 74 درصد بود. برآورد الگوی توبیت نشان داد که سن، سطح تحصیلات، تعداد قطعات زمین زراعی، میزان سطح زیر کشت، درآمد کشاورز و شرکت در کلاس های ترویجی از جمله عوامل تأثیرگذار بر کارآیی فنی و انرژی بودند. از این رو، نتایج و یافته های مربوط به مقادیر کارآیی و عوامل تأثیرگذار بر آن در هر دو مورد همسو و تقریباً یکسان بوده و برای افزایش کارآیی فنی و انرژی، تماس و بهره گیری از تجارب و مهارت های کاربردی کشاورزان باسابقه توصیه می شود؛ افزون بر این، با تولید محصول در قطعات محدود ولی بزرگ تر، می توان به افزایش کارآیی و بهره مندی از مزایای صرفه های مقیاس دست یافت.

استفاده از نور طبیعی روز در ساختمان ها موجب ارتقاء کیفیت فضای داخلی و کاهش مصرف انرژی می گردد که این امر به خصوص در کاربری هایی که بار استفاده فراوان در طول روز دارند، مانند فضاهای اداری و آموزشی، اهمیت بیشتری دارد. آتریوم ها به عنوان ابزار مؤثر دریافت نور طبیعی در ساختمان، می توانند علاوه بر کاهش هزینه انرژی ناشی از نور مصنوعی، آسایش بصری، رفاه و راحتی ساکنان را در حین کار بهبود بخشند. برای طراحی مناسب آتریوم، به گونه ای که نور طبیعی بدون تلفات انرژی در فضا انتشار یابد، لازم است متغیرهای طراحی که تأثیر مستقیم بر بازدهی کارکرد حرارتی دارند، شناسایی شوند. این متغیرها شامل مصالح، فرم آتریوم و هندسه سقف نورگیر آن می شوند. هدف از این مطالعه مقایسه انواع فرم بدنه آتریوم و سقف نورگیر آن در یک فضای آموزشی دبستان در اقلیم تهران، در راستای بهینه سازی مصرف انرژی است. در این راستا دو مؤلفه فرم (پلان آتریوم) و هندسه نورگیر سقف در یک فضای آموزشی دبستان، با استفاده از نرم افزار دیزاین بیلدر شبیه سازی و از موتور انرژی پلاس برای محاسبات بهره گیری و از نرم افزار اکوتکت جهت اعتبارسنجی نتایج استفاده گردید. نتایج نشان می دهد که در پلان های مختلف آتریوم با مساحت مشابه، فرم آتریوم با پلان دایره بهترین و پلان مستطیل ضعیف ترین کارکرد را در کارآیی انرژی ساختمان دارد. همچنین در خصوص هندسه نورگیر سقف، آتریوم با فرم پلان دایره و کلاهک مسطح نسبت به سایر فرم ها عملکرد بهتری در کارآیی انرژی دارد. بنابراین می توان گفت افزایش کشیدگی پلان آتریوم و همچنین افزایش بیرون زدگی کلاهک نورگیر آن موجب کاهش کارآیی انرژی ساختمان خواهد شد.