گزارش/

چرا در حل مشکل آلودگی هوا ناتوانیم/روایت یک شکاف فناورانه

آلودگی هوا در دهه‌های اخیر از یک مسئله صرفاً زیست‌محیطی به چالشی چندلایه و راهبردی در سیاست‌گذاری فناوری تبدیل شده است.

کد خبر: ۳۴۶۹۰۱

۱۲ آذر ۱۴۰۴ / ۱۲:۳۱

به گزارش روزپلاس، نتیجه انباشت تدریجی مجموعه‌ای از روندهای ساختاری، شامل صنعتی‌سازی شتابان مبتنی بر سوخت‌های فسیلی، گسترش ناگهانی ناوگان حمل‌ونقل موتوری، رشد انفجاری شهرنشینی متراکم بدون زیرساخت‌های هوشمند و تأخیر در نوسازی سیستم‌های انرژی، حمل‌ونقل و پایش دیجیتال است. علاوه بر این، وابستگی تاریخی بسیاری از اقتصادها به فناوری‌های فرسوده و تجهیزات کم‌بازده باعث شده است رابطه میان رشد اقتصادی و افزایش انتشار آلاینده‌ها به صورت ناخواسته تقویت شود.

امروزه مسئله آلودگی هوا بیش از آن که یک موضوع زیست‌محیطی باشد، شاخص سنجش بلوغ فناورانه کشورها و توانمندی آن‌ها در مدیریت چرخه انرژی، صنعت و شهر هوشمند است. ضعف در سرمایه‌گذاری فناورانه، کمبود داده‌های برخط، ناهماهنگی میان سیاست‌های انرژی و حمل‌ونقل و فقدان معماری پایش یکپارچه باعث شده است بسیاری از کشورها نتوانند منشأ آلاینده‌ها، سهم هر بخش و روند تغییر کیفیت هوا را به‌دقت رصد کنند. این وضعیت مداخله مؤثر دولت‌ها در زمینه کاهش آلاینده‌ها را دشوار و بحران‌های دوره‌ای آلودگی هوا را تشدید می‌کند. مهر در این نوشتار کوتاه با تمرکز بر همین ابعاد فناورانه، دلایل شکل‌گیری و تشدید آلودگی هوا را در برخی کشورها تحلیل و تبیین می‌نماید.

ماهیت آلودگی هوا و پیوند آن با فناوری

بر اساس برآورد کارشناسان، آلودگی هوا ترکیبی از ذرات معلق و گازهای آلاینده است که عمدتاً در نتیجه فرایندهای احتراق و فعالیت‌های صنعتی تولید می‌شود. مهم‌ترین آلاینده‌ها شامل ذرات معلق ریز، به ویژه «PM2.5» و «PM10»، اکسیدهای نیتروژن، اکسیدهای گوگرد، اوزون تروپوسفری، مونوکسید کربن و ترکیبات آلی فرار می‌شود. این ترکیبات در بسیاری از موارد محصول مستقیم فناوری‌های تولید انرژی، سیستم‌های حمل‌ونقل، خطوط تولید کارخانه‌ها و تجهیزات گرمایش و پخت‌وپز خانگی و صنعتی هستند.
در کشورهای دارای رشد اقتصادی سریع، وابستگی تاریخی به سوخت‌های فسیلی برای تولید برق، حرکت دادن صنایع و تأمین حمل‌ونقل عمومی و خصوصی باعث شده است که هر واحد رشد اقتصادی عملاً معادل افزایش محسوس در انتشار آلاینده‌ها باشد. از همین روی، در غیاب سیاست‌های سخت‌گیرانه و فناوری‌های کنترل آلایندگی، پیوند عمیق رشد و آلودگی به شکل بحران‌های تکرارشونده آلودگی هوا بروز می‌کند.

صنعتی‌سازی مبتنی بر سوخت فسیلی و فناوری‌های قدیمی

یکی از پیشران‌های اصلی آلودگی هوا در کشورهایی که مسیر صنعتی‌سازی سریع را طی کرده‌اند ترکیب برخی از عوامل، از جمله موارد زیر است:

۱. نیروگاه‌های حرارتی قدیمی و غیربه‌روز: بخش قابل توجهی از برق در بسیاری از اقتصادهای نوظهور از نیروگاه‌های زغال‌سنگ یا گازوئیلی تولید می‌شود. در فقدان سیستم‌های کارآمد گوگردزدایی، حذف اکسیدهای نیتروژن و فیلترهای پیشرفته ذرات، این نیروگاه‌ها حجم زیادی از سولفور دی اکسید، اکسید نیتروژن و ذرات معلق را وارد جو شهری و حومه می‌کنند.

۲. واحدهای صنعتی با فناوری فرسوده: صنایع سیمان، فولاد، پتروشیمی، پالایشگاه‌ها و واحدهای بزرگ تولید مواد شیمیایی اگر بر پایه فناوری‌های دهه‌های گذشته کار کنند، معمولاً مصرف انرژی به مراتب بالاتر و راندمان احتراق پایین‌تری دارند و در نتیجه به ازای هر واحد محصول، آلودگی بیشتری منتشر می‌کنند.

۳. تمرکز مکانی صنایع در مناطق شهری: در بسیاری از کشورها شهرهای بزرگ با حلقه‌ای از نواحی صنعتی احاطه شده‌اند. ترکیب مجاورت جغرافیایی این صنایع با تراکم جمعیتی بالا و الگوهای نامناسب باد و وارونگی دما باعث می‌شود آلاینده‌های صنعتی مستقیماً به هوای تنفسی شهروندان وارد شود.

در چنین شرایطی و از منظر فناورانه، مشکل صرفاً وجود صنعت نیست بلکه سطح فناوری، سن تجهیزات، نوع سوخت و فقدان سیستم‌های کنترل انتشار است که سطح آلودگی را در مناطق مذکور تعیین می‌کند.

حمل‌ونقل موتوری، کیفیت سوخت و زیرساخت شهری

حوزه حمل‌ونقل در بسیاری از کلان‌شهرها به یکی از مهم‌ترین منابع آلودگی هوا تبدیل شده است. چند عامل فناورانه در این میان نقش کلیدی دارد که در ادامه مورد بررسی قرار می‌گیرند:

۱. موتورهای احتراق داخلی قدیمی و ناوگان فرسوده: خودروها، موتورسیکلت‌ها و ناوگان حمل‌ونقل سنگین قدیمی که فاقد استانداردهای به‌روز آلایندگی، مانند یورو ۵ و ۶ هستند، ذرات معلق، اکسید نیتروژن و ترکیبات آلی فرار بسیار بیشتری نسبت به وسایل نقلیه جدید و برقی منتشر می‌کنند.

۲. کیفیت پایین سوخت: از سوی دیگر، بنزین و گازوئیل با گوگرد بالا و ترکیبات ناخالص، حتی در صورت استفاده روی موتورهای نسبتاً جدید، منجر به افزایش تولید ذرات معلق و گازهای آلاینده می‌شود. فاصله بین استانداردهای روی کاغذ و کیفیت واقعی سوخت در جایگاه‌های سوخت، خود یک مسئله فناورانه و نظارتی است.

۳. الگوی ترافیک و طراحی شهر: همچنین فقدان شبکه حمل‌ونقل عمومی کارآمد و مبتنی بر داده، گره‌های ترافیکی گسترده و استفاده بالای خودرو شخصی، باعث افزایش زمان کارکرد موتورها در ترافیک و در نتیجه تشدید انتشار آلاینده‌ها می‌شود. در چنین وضعیتی، نقش فناوری‌های مدیریت هوشمند ترافیک و سامانه‌های حمل‌ونقل هوشمند کاملاً برجسته است؛ در همین راستا، کشورهایی که دیرتر به سمت این راهکارها حرکت کرده‌اند با الگوی آلودگی شدید مواجه شده‌اند.

۴. رفتار فناوری‌محور کاربران: در کنار همه موارد ذکر شده، رشد سریع خدمات حمل‌ونقل اینترنتی، تحویل کالا درب منزل و اقتصاد پلتفرمی اگر بدون تنظیم‌گری مناسب توسعه یابد، می‌تواند تعداد سفرهای روزانه ناوگان سبک و موتورسیکلت‌ها را به شدت بالا ببرد و سهم این بخش در آلودگی هوا را افزایش دهد.

شهرنشینی متراکم، ساخت‌وساز و عدم هماهنگی با زیرساخت‌های هوشمند

رشد شهرنشینی در بسیاری از کشورها با توسعه متوازن زیرساخت‌های شهری همراه نبوده است. از منظر فناوری چند محور مهم در این زمینه قابل اشاره است:

۱. مواد و فناوری‌های ساخت‌وساز: استفاده گسترده از بتن و آسفالت بدون در نظر گرفتن پوشش سبز، سطح نفوذپذیر و طراحی اقلیمی، علاوه بر تشدید جزیره حرارتی شهری، الگوهای باد و پخش آلاینده‌ها را نیز مختل می‌کند. همچنین گردوغبار ناشی از پروژه‌های ساختمانی بزرگ نیز در صورت نبود تجهیزات مه‌پاش و سیستم‌های کنترل گردوغبار، سهم معنی‌داری در آلودگی ذرات معلق پیدا می‌کند.

۲. زیرساخت گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها: در شهرهایی که بخش قابل توجهی از ساختمان‌ها از بخاری‌ها و سیستم‌های گرمایشی با راندمان پایین و بدون استانداردهای روز استفاده می‌کنند، احتراق ناقص گاز، نفت یا سایر سوخت‌ها به انتشار مونوکسید کربن و ذرات معلق در مقیاس شهری منجر می‌شود.

۳. عدم استفاده کافی از قابلیت‌های شهر هوشمند: همچنین پلتفرم‌های شهر هوشمند، سامانه‌های پایش برخط کیفیت هوا، مدل‌های پیش‌بینی مبتنی بر داده و ابزارهای تصمیم‌یار شهری در بسیاری از کشورها یا وجود ندارند یا در مراحل اولیه توسعه هستند. نتیجه این شکاف، تصمیم‌گیری‌های شهری بدون داده کافی و تأخیر در مداخله در شرایط بحرانی آلودگی هوا است.

فناوری انرژی در بخش خانگی و خدماتی

علاوه بر صنعت و حمل‌ونقل، فناوری‌های مورد استفاده در بخش خانگی و خدماتی نیز در بسیاری از کشورها، به ویژه مناطق در حال توسعه نقش مهمی در آلودگی هوا دارند:

۱. پخت‌وپز و گرمایش با سوخت‌های آلاینده: در برخی کشورها هنوز بخش قابل توجهی از خانوارها برای پخت‌وپز و گرمایش از سوخت‌های جامد مانند زغال‌سنگ، چوب یا زغال استفاده می‌کنند. این الگوی مصرف، چه در فضای بسته و چه در مقیاس شهری، منبع جدی تولید ذراتی معلق با اندازه‌ی ۲.۵ میکرومتر یا کم‌ترو مونوکسید کربن است.

۲. دستگاه‌های تهویه و سرمایش پرمصرف: از سوی دیگر، استفاده گسترده از کولرهای قدیمی و سامانه‌های سرمایش و گرمایش پرمصرف، تقاضا برای برق را بالا می‌برد و در نتیجه فشار بر نیروگاه‌های انرژی فسیلی و سطح انتشار آلاینده‌ها در مقیاس ملی افزایش می‌یابد.

۳. بخش خدمات و مراکز تجاری: علاوه بر این، مراکز خرید، ساختمان‌های اداری و فضاهای تجاری بزرگ در صورتی که از استانداردهای بهره‌وری انرژی و ساختمان سبز تبعیت نکنند، با مصرف بالای انرژی، به شکل غیرمستقیم در تشدید آلودگی هوا سهیم می‌شوند.

اقتصاد دیجیتال، مراکز داده و ردپای پنهان آلودگی هوا

به عقیده بسیاری از کارشناسان، در نگاه اول اقتصاد دیجیتال و خدمات آنلاین به عنوان «جایگزین پاک» برای فعالیت‌های سنتی دیده می‌شوند؛ اما از منظر فناوری انرژی، چند نکته مهم قابل تأمل وجود دارد:

۱. مراکز داده و زیرساخت ابری: رشد شتابان خدمات ابری، پلتفرم‌های ویدئویی، بازی‌های آنلاین و هوش مصنوعی، مصرف برق مراکز داده را در سطح جهان به شدت افزایش داده است. اگر ترکیب سبد انرژی ملی یک کشور همچنان مبتنی بر سوخت فسیلی باشد، هر کیلووات ساعت مصرفی در مراکز داده، به شکل غیرمستقیم به انتشار آلاینده‌های هوا منجر می‌شود.

۲. شبکه‌های مخابراتی نسل جدید: توسعه شبکه‌های 4G و 5G و به‌کارگیری تجهیزات مخابراتی پرمصرف نیز در صورت فقدان برنامه بهره‌وری انرژی، می‌تواند بار شبکه برق را افزایش دهد. متخصصان معتقدند که این اثر پنهان اقتصاد دیجیتال بر آلودگی هوا در کشورهای فاقد استراتژی انرژی پاک، به تدریج قابل توجه می‌شود.

۳. اثرات جبرانی رفتاری: نکته قابل توجه دیگر آن که دسترسی ارزان به خدمات آنلاین ممکن است به افزایش تقاضا برای تحویل فیزیکی کالا، سفرهای تفریحی و سایر فعالیت‌های پرمصرف منجر شود؛ پدیده‌ای که در ادبیات سیاست‌گذاری با عنوان اثر بازگشتی شناخته می‌شود و می‌تواند بخشی از مزایای بالقوه فناوری‌های دیجیتال برای کاهش آلودگی هوا را خنثی کند.

شکاف فناورانه در پایش، استانداردگذاری و اجرا

نتیجه برخی از تحقیقات حاکی از آن است که بخشی از ریشه‌های آلودگی هوا نه در تولید آلاینده، بلکه در ناتوانی دولت و بنگاه‌ها در پایش و مدیریت آن نهفته است. از منظر فناوری، چند شکاف اصلی در این حوزه کلیدی، به شرح زیر قابل ذکر است:

۱. کمبود شبکه پایش برخط و داده‌محور: در بسیاری از شهرها تعداد ایستگاه‌های سنجش آلودگی هوا، پراکندگی جغرافیایی آن‌ها و کیفیت داده‌ها با استانداردهای روز فاصله دارد. فقدان شبکه حسگر گسترده و یکپارچه، امکان مدل‌سازی دقیق، هشداردهی به‌موقع و سیاست‌گذاری مبتنی بر شواهد را محدود می‌کند.

۲. فاصله بین استاندارد روی کاغذ و فناوری در عمل: تدوین استانداردهای آلایندگی برای خودرو، سوخت، صنعت و ساختمان اگر با سازوکارهای آزمون، بازرسی و ابزارهای دیجیتال نظارت همراه نشود، عملاً به نتیجه مطلوب و مدنظر نمی‌رسد. از همین روی، در برخی کشورها آزمایش‌های ادواری خودرو، پایش آنلاین دودکش‌های صنعتی و سامانه‌های هوشمند کنترل سوخت به صورت ناقص یا صوری اجرا می‌شوند.

۳. ضعف در استفاده از ابزارهای تحلیلی پیشرفته: داده‌های مربوط به ترافیک، فعالیت صنعتی، الگوهای مصرف انرژی و شرایط جوی اگر به صورت یکپارچه در مدل‌های تحلیلی هوش مصنوعی و سامانه‌های شبیه‌سازی و پیش‌بینی استفاده نشوند، امکان مداخله هدفمند قبل از وقوع شرایط بحرانی آلودگی هوا از دست می‌رود.

آلودگی از مسئله زیست‌محیطی تا مسئله حکمرانی فناوری

آلودگی هوا در بسیاری از کشورها نتیجه مستقیم انتخاب‌های فناورانه در توسعه صنعت، انرژی، حمل‌ونقل و شهرسازی محسوب می‌شود. به عبارت دیگر، کشورهایی که مسیر صنعتی‌سازی و شهرنشینی را با اتکا بر نیروگاه‌های فسیلی قدیمی، ناوگان حمل‌ونقل فرسوده و سوخت کم‌کیفیت، الگوهای ساخت‌وساز پرمصرف و شهرهای فاقد زیرساخت هوشمند، اقتصاد دیجیتال بدون استراتژی انرژی پاک و نظام پایش و تنظیم‌گری ضعیف طی کرده‌اند، امروز با بحران آلودگی هوا مواجه هستند.

بنابراین، تحلیل آلودگی هوا دیگر صرفاً بحثی در حوزه محیط زیست نیست؛ بلکه آزمونی برای کیفیت حکمرانی فناوری، سیاست‌گذاری انرژی، معماری صنعت و طراحی شهر نیز به شمار می‌رود. در چنین چارچوبی، راه‌حل‌ها نیز باید ترکیبی از نوسازی فناورانه در نیروگاه‌ها و صنایع، گذار تدریجی به ناوگان حمل‌ونقل برقی، ارتقای استانداردهای سوخت و ساختمان، توسعه شبکه‌های پایش هوشمند و به‌کارگیری ابزارهای تحلیلی پیشرفته برای مدیریت داده‌های آلودگی هوا باشند.

در نهایت، می‌توان نتیجه گرفت که هر تصمیم سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های صنعتی، حمل‌ونقل و دیجیتالی‌سازی اگر بدون تحلیل اثر آن بر آلودگی هوا اتخاذ شود، ریسک انتقال هزینه‌های پنهان سلامت و بهره‌وری به نسل‌های آینده را در پی خواهد داشت؛ هزینه‌ای که تجربه بسیاری از کشورها نشان داده است جبران آن به مراتب پرهزینه‌تر از اصلاح مسیر در زمان تصمیم‌گیری است.