تمدنی بدون سوخت فسیلی

ایان —  فرض کنید جهان به شکل فعلی‌اش همین فردا پایان یابد. در واقع فرض کنید که تمدن فعلی ما به این شکلی که هست، پایان یابد. افراد باقی‌مانده، خود را در شهرهایی خالی و روبه‌اضمحلال خواهند یافت که در آنها سارقان مسلح همه‌ جا در حال زورگیری‌اند و همه چیز به هم ریخته است.

هر قدر هم که نامطلوب به نظر آید، این وضعیت، پایان انسانیت نیست. ما برخواهیم گشت. دیر یا زود نظم و صلح، دوباره پدیدار خواهد شد. جوامع شکل خواهند گرفت و این جوامع روند طاقت‌فرسای بازسازی فناوری از صفر را آغاز خواهند کرد؛ اما سؤالی که پیش می‌آید، این است: چنین جامعه‌ای تا کجا می‌تواند به این بازسازی ادامه دهد؟ آیا این جامعۀ باقی‌مانده می‌تواند تمدن فناورانۀ موجود را بازآفرینی کند؟

بیایید فرضیۀ این آزمایشِ فرضی را کمی محدودتر کنیم. فرض کنید در این وضعیت، سوخت‌های فسیلی که مهم‌ترینشان نفت خام و زغال‌سنگ است نیز دیگر در دسترس نباشد. حال سؤال این خواهد بود: آیا جامعه‌ای که سوخت‌های فسیلی در اختیار ندارد، می‌تواند «انقلاب صنعتیِ» خود را رقم بزند یا به‌عبارت‌دیگر اگر به هر دلیلی زمین اصلاً ذخایر زغال‌سنگ و نفت نداشت، چه اتفاقی می‌افتاد؟ آیا پیشرفت ما الزاماً در وضعیت قرن نوزدهم و قبل از صنعتی‌شدن، متوقف می‌ماند؟

استفاده‌نکردن از سوخت‌های فسیلی در نگاه اول کار چندان سختی هم نیست؛ چراکه واضح‌ترین استفادۀ این نوع سوخت‌ها بهره‌گیری از بنزین برای خودروها و استفاده از زغال‌سنگ و گاز طبیعی برای راه‌اندازی نیروگاه‌های برق است. اما واقعیت این است که برای تبدیل مواد خامی که از درون زمین استخراج یا از روی آن برداشت می‌کنیم، نیاز به درجه‌حرارت زیادی داریم. این انرژی گرمایی با سوختن سوخت‌های فسیلی، یعنی زغال‌سنگ، گاز و نفت حاصل می‌شود.

درحقیقت قضیه از این هم بغرنج‌تر است. بسیاری از مواد شیمیایی از آفت‌کش گرفته تا پلاستیک که دنیای مدرن برای بقای خود نیازمندِ استفاده از آنها است، از ترکیبات مختلف نفت خام حاصل می‌شوند. به نظر می‌رسد در این اوضاع، بدترین استفاده‌ از نفت خام، سوزاندن آن است.

اما به‌هرحال موضوع بحث من این نیست که الان چه باید بکنیم. بالأخره همه می‌دانند که به هر شکلی شده باید به سمت اقتصادی برویم که کمتر کربن تولید کند. سؤالی که من در پی پاسخ به آن هستم، بیشتر شکل نظری دارد یا حداقل امیدوارم اینطور باشد. آیا پیدایش تمدن فعلی که از فناوری پیشرفته بهره‌مند است، الزاماً به وجود سوخت‌های فسیلی وابسته است؟ آیا می‌توان تمدنی صنعتی را بدون بهره‌گیری از آنها ساخت؟ پاسخ این سؤال «شاید» است؛ اما در صورت امکان هم این کار، فوق‌العاده سخت خواهد بود. بیایید ببینیم چطور.

بحث را با یک فرضیه ادامه می‌دهیم. فرض کنیم بسیاری از فناوری‌های جایگزین انرژی، کاملاً پیشرفته‌اند. مثالی خوب از اینگونه انرژی‌ها انرژی خورشیدی و بهره‌گیری از آن با استفاده از صفحه‌های خورشیدی است. در شرایط فرضیۀ ما افراد باقی‌مانده می‌توانند از صفحه‌های به‌جامانده استفاده و برق مورد نیازشان را برای مدتی نسبتاً طولانی تأمین کنند؛ اما کارایی این صفحه‌ها با برخورد نور خورشید کاهش می‌یابد. برقی که توسط این صفحه‌ها تأمین می‌شود، هر سال یک‌درصد کاهش می‌یابد. بااین‌حساب بعد از چند نسل دیگر نمی‌توان از این صفحه‌ها استفاده کرد. خب، حالا چه کنیم؟

البته شروع مسیر پیشرفت از تأمین برق به‌نظر شروع خوبی است. خیلی چیز عجیبی نیست که فرض کنیم که این جامعۀ باقی‌مانده، ژنراتورهای برق بسازند و آنها را به آسیاب‌های بادی و چرخ‌چاه‌ها و با پیشرفت آنها به توربین‌های بادی و سدهای برق‌آبی متصل کنند. در این دنیای خالی از سوخت‌های فسیلی، تمدنی برقی شکل خواهد گرفت که به‌طور عمده از کنار موتورهای احتراقی می‌گذرد و زیربناهای حمل‌ونقلش را بر قطارها و ترامواهای برقی استوار می‌کند. گفتم به‌طور عمده؛ چون واقعاً نمی‌توانیم آن را به‌طور کامل کنار بگذاریم.

اگرچه شاید بتوان موتورهای الکتریکی را برای کاربردهای مکانیکی جایگزین موتورهای زغال‌سنگ‌سوز کرد؛ خود این موتورها به قطعاتی نیاز دارند که برای تبدیل‌شدن از مواد اولیه نیازمند انرژی گرمایی هستند. این جامعۀ باقی‌مانده بدون دسترسی به ذخایر زغال‌سنگ چطور می‌خواهد فولاد، آجر، سیمان و شیشه بسازد؟

مشخصاً می‌توان از برق گرما گرفت. امروزه نمونۀ این مورد را در اجاق‌ها و کوره‌های برقی می‌بینیم؛ اما مشکل اینجا است که برای استفادۀ صنعتی به مقادیر فوق‌العاده زیاد برق نیاز خواهیم داشت که نمی‌توان مطمئن بود از طریق منابع انرژی همچون باد و آب تأمین شوند.

یکی از جایگزین‌ها، استفادۀ مستقیم از انرژی خورشیدی برای تأمین درجه‌حرارت زیاد است. در این وضعیت می‌توان از آینه‌های بزرگ برای جمع‌کردن اشعۀ خورشید در نقطه‌ای کوچک استفاده کرد. گرمایی که از این طریق به دست می‌آید، می‌تواند برای بعضی استفاده‌های شیمیایی و صنعتی مفید واقع شود؛ اما برای مثال، فراهم‌کردن دمای بسیار زیادی که در کوره‌های ذوب‌آهن نیاز است، از این طریق بسیار دشوار خواهد بود و البته ناگفته پیدا است که کارایی انرژیِ متمرکزِ خورشیدی به‌شدت به اوضاع محیطیِ محل وابسته است.

بیایید لحظه‌ای به تاریخ قبل از دنیای مدرن بازگردیم. مدت‌ها قبل از به‌کارگیری زغال‌سنگ، زغال چوب به شکل گسترده‌ای برای گداخت آهن استفاده می‌شد. این جایگزین در واقع از بسیاری جهات هم گزینۀ بهتری است: داغ‌تر از زغال‌سنگ می‌سوزد و ناخالصی‌های بسیار کمتری دارد.

اما با پیدایش زغال‌سنگ و پاگذاشتن به دنیای مدرن، استفاده از زغال چوب را کنار گذاشتیم. حال که به عقب نگاه می‌کنیم، این موضوع جای تأسف بسیار دارد. البته که صنعتگران توجهی به این موضوع نداشتند؛ اما سوخت زغال چوب، کربن‌خنثی است؛ چراکه هیچ کربن جدیدی به اتمسفر اضافه نمی‌کند.

البته صنایع مبتنی بر زغال چوب به‌کلی از بین نرفته‌اند. در واقع این صنعت در برزیل شکوفا شده است؛ چراکه این کشور ذخایر آهن بسیاری دارد؛ اما معادن زغال‌سنگ چندانی برای گداخت آن در اختیار ندارد. برزیل بزرگ‌ترین تولید کنندۀ زغال و نهمین تولیدکنندۀ فولاد است.

زغال چوبی که در کارگاه‌های مدرن برزیلی تولید می‌شود، به کوره‌های ذوب‌آهن انتقال می‌یابد و در آنجا از آنها برای تبدیل سنگ معدن به شمش چدن استفاده می‌شود. شمش چدن از عوامل اصلی ساخت فولاد انبوه است. این شمش‌های چدن به کشورهایی مانند چین و ایالات‌متحده صادر و در آنجا به انواع اقسام خودروها و وسایل مصرفی تبدیل می‌شوند.

یک گزینۀ مرتبط دیگر در این رابطه، تصعید چوب است. تاریخ استفاده از چوب برای تأمین گرما به قدمت بشر است. بااین‌حال با سوزاندن الوار تنها یک‌سوم این انرژی استفاده می‌شود. بقیۀ این انرژی با آزادشدن بخارها و گازهای ناشی از سوختن چوب از دست می‌رود. در وضعیت مناسب حتی دود هم اشتعال‌پذیر است.

بااین‌حساب به‌جای اینکه به سوزاندن چوب بسنده کنیم، بهتر است گازهای آن را جمع آوری کنیم. خودتان هم با آتش‌زدن یک چوب کبریت می‌توانید این موضوع را دریابید. وقتی کبریت را روشن می‌کنید، شعله چوب را لمس نمی‌کند؛ بلکه اگر دقت کنید در فاصله‌ای بالاتر از آن معلق است. در واقع این شعله روی گازهای داغی معلق است که از تجزیۀ چوب حاصل شده است. این گازها تنها زمانی می‌سوزند که با اکسیژن ترکیب شوند.

برای کنترل‌کردن این گازها در هنگام آزادشدن، می‌توان الوار را در یک محفظۀ دربسته سوزاند. در این وضعیت اکسیژن نمی‌تواند وارد شود و چوب آتش نمی‌گیرد. «گاز مولدِ^۱» تولیدشده، سوختی چندکاره است: می‌تواند ذخیره شده یا برای استفاده‌های گرمایی یا نورِ خیابان‌ها لوله‌کشی شود. همچنین می‌توان برای به‌کارگیری در ماشین‌آلات پیشرفته از آن استفاده کرد و البته می‌تواند برای استفادۀ ماشین‌ها هم مورد توجه باشد.

اما مهم‌تر از ماشین‌ها، می‌توان از این گازها برای تمام فعالیت‌های تولیدی که قبل از این به آنها اشاره کردیم، استفاده کرد؛ مانند کورۀ آهک‌پزی، سیمان یا آجر.

با این تفاسیر آیا می‌توانیم بگوییم که به راه‌حل رسیده‌ایم؟ آیا جامعۀ فرضی ما که می‌خواهد دوباره از نو به پا خیزد، می‌تواند با استفاده از چوب در کنار برقِ حاصل از منابع تجدیدپذیر این کار را بکند؟ اگر جمعیت کم بود، شاید می‌شد؛ اما نکتۀ دیگری هم وجود دارد. حالا که از دوران انقلاب صنعتی عبور کرده‌ایم و به میزان زیادی از سوخت‌های فسیلی استفاده کرده‌ایم، توان و دانش ساخت توربین‌ها، نیروگاه‌ها و امثالهم را به دست آورده‌ایم؛ اما جامعۀ باقی‌مانده چطور می‌خواهند بدون دسترسی به این علوم و نبود امکاناتی مثل سوخت فسیلی به این دستاوردها برسد؟

انرژی بسیار زیادی صرف شده است تا فناوری ما به شکل حاضر درآید و خب می‌توان فرض کرد که برای طی‌کردنِ دوبارۀ این مسیر انرژی بسیار زیادی لازم خواهد بود. نبود سوخت‌های فسیلی بدین معنی است که جامعۀ آیندۀ ما به‌شدت به چوب و الوار نیازمند خواهد بود.
اما مشکل اینجا است: درختزار هر اندازه هم که خوب مدیریت شود، در واقع در مقابلِ دیگر استفاده‌ها از زمین و به‌خصوص کشاورزی قرار دارد. پارادوکس توسعه در این وضعیت این خواهد بود که هر چه جمعیت جامعه افزایش یابد، به زمین‌های کشاورزی بیشتری برای تأمین غذا و همین‌طور برای تولید الوارِ بیشتر برای انرژی نیاز خواهد داشت. هر دوی این نیازها برای برآورده‌شدن، نیازمند زمین هستند.

قبلاً در تاریخ دیده‌ایم که واکنش به این موضوع چه بوده است. بریتانیا از اواسط قرن شانزدهم با استفادۀ بیش‌ازحد از زغال‌سنگ به این قضیه واکنش نشان داد. انرژیِ به‌دست‌آمده از یک هکتار درخت‌زار در یک سال، برابر است با مقدار انرژی به‌دست‌آمده از ده تن زغال‌سنگ. تازه به‌دست‌آوردن زغال‌سنگ به‌مراتب سریع‌تر است و نیازی به انتظار برای رشد دوبارۀ درخت‌زار وجود ندارد.

محدودیت در تأمین انرژی گرمایی، بزرگ‌ترین چالش پیشِ روی جامعه‌ای خواهد بود که می‌خواهد بدون دسترسی به سوخت‌های فسیلی صنعتی شود. برای جامعه‌ای که بخواهد در این اوضاع شانسی برای صنعتی‌شدن داشته باشد، باید تلاشش را روی محیط‌های طبیعیِ مشخص و مساعد متمرکز کند: مناطقی از اسکاندیناوی یا کانادا که هم جریان سریع آب برای نیروی هیدروالکتریکی دارند و هم جنگل‌های وسیعی که می‌توانند به‌صورت پایدار از آنها انرژی گرمایی برداشت کرد.

با همۀ اینها باید گفت که یک انقلاب صنعتی بدون وجود زغال‌سنگ، حداقل بسیار سخت خواهد بود. امروزه استفاده از سوخت‌های فسیلی رو به افزایش بوده و به دلایلی که برای همگان روشن است، این موضوع می‌تواند نگران‌کننده باشد. گام‌برداشتن به‌سوی اقتصادی با تولید کربنِ ناچیز حیاتی و ضروری است. شاید بتوان این مسیر را با استفاده از برق تجدیدپذیر و درختزارهای پایدار طی کرد؛ اما شاید هم نتوان. بهتر است امیدوار باشیم که بتوانیم آیندۀ تمدنمان را تضمین کنیم؛ چراکه شاید شانس هر جامعه‌ای پس از خودمان را برای قدم‌گذاشتن در مسیری که رفته‌ایم، از بین برده باشیم.

· این نوشتار ترجمه و تلخیصی است از «از میان خاکسترها».

پی‌نوشت‌‌ها:
* این مطلب در تاریخ ۱۳ آوریل ۲۰۱۵ با عنوان Out of the ashes در وبسایت ایان منتشر شده است.
[۱] Producer Gas