پیش‌بینی می‌شود که تا ۲۰۳۵ بیش از نیمی از تولید برق جهانی را منابع انرژی تجدیدپذیر تشکیل دهند و طبق تخمین سازمان ملل‌متحد می‌توان با استفاده از این منابع، ۳۰ میلیون شغل ایجاد کرد. به‌عبارت‌روشن‌تر، برای جلوگیری از بدترین تاثیرات تغییرات آب‌وهوایی، انتشار گازهای گلخانه‌ای باید طی ۱۰ سال آینده تقریبا به نصف کاهش پیدا کنند.

بدون‌شک انرژی‌های تجدیدپذیر راه‌حلی برای جلوگیری از بدترین تاثیرات تغییرات آب‌وهوایی و اطمینان از این امر است که بشریت کمتر به سوخت‌های فسیلی متکی باشد، در حالی که برق بیشتری در روزهای آفتابی تولید می‌شود، سلول‌ها برای کار به نور مستقیم خورشید نیاز ندارند و اغلب می‌توان از الکتریسیته آنها به‌عنوان برق مستقل استفاده کرد، زیرا می‌توانند برق موردنیاز برای پارکومترها، فرستنده‌های رادیویی و تلفن‌های اضطراری را تامین

کنند.

چین، ایالات‌متحده، آلمان، ژاپن، ایتالیا و هند دارای بزرگ‌ترین ظرفیت پنل‌های خورشیدی در جهان هستند.

صمت در این گزارش به شرایط تولید برق با منابع تجدیدپذیر پرداخته است.

چین لکوموتیوران تولید انرژی

تلاش دولت‌ها برای بهره‌برداری و تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر در 5 سال گذشته جهش قابل‌توجهی داشته است. طبق گزارش پیش‌بینی تولید برق از منابع تجدیدپذیر که از سوی IEA (آژانس مل انرژی آمریکا ) منتشر شد، افزایش ظرفیت برق تجدیدپذیر در سال ۲۰۲۳ به ۵۰۷ گیگاوات رسید که تقریبا ۵۰ درصد بیشتر از سال ۲۰۲۲ بوده است. سیاست‌های حاکم حمایت‌های قابل‌توجهی را از تولید برق با منبع تجدیدپذیر می‌کنند، به‌عبارت روشن‌تر، هرچقدر فسیلی‌ها برای مردم گران‌تر تمام می‌شوند، انرژی به‌دست‌آمده از منابع تجدیدپذیر با حمایت‌های دولت ارزان‌تر است.

در این گزارش آمده است؛ بیش از ۱۳۰ کشور با حمایت‌های مستمر دولتی توانستند در روند رشد جهانی نقش برجسته به‌لحاظ تولید انژی با منبع تجدیدپذیر ایفا کنند. اما بازیگر اصلی تولید این نوع برق و انرژی نه در اروپا و امریکا با سابقه طولانی‌تری که دارند، بلکه در جهان شرق یعنی چین است. چین در سال گذشته توانسته با رشد ۱۱۶درصدی در بخش فتوولتائیک و ۶۶درصدی در بخش انرژی باد، چشم‌ها را به خود خیره کند. رشد ظرفیت برق تجدیدپذیر چین در 5 سال آینده در مقایسه با 5 سال گذشته 3برابر می‌شود و این کشور ۵۶ درصد از توسعه جهانی را به خود اختصاص داده است.

دولت‌ها در مدار تشویق

طبق این گزارش افزایش ظرفیت انرژی تجدیدپذیر در 5 سال آینده ادامه خواهد یافت، به‌طوری‌که انرژی خورشیدی فتوولتائیک و باد، رکورد ۹۶ درصد آن را به خود اختصاص می‌دهند، زیرا هزینه‌های تولید آنها کمتر از جایگزین‌های فسیلی و غیرفسیلی در بیشتر کشورها و همچنان سیاست‌های دولت‌ها برمبنای حمایت است. پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۲۸ در مقایسه با سال ۲۰۲۲، میزان تولید انرژی فتوولتائیک و باد در جهان بیش از  2برابر شود و به‌طورمداوم رکوردها را در دوره پیش‌بینی بشکند و به تقریبا ۷۱۰ گیگاوات برسد. طی سال‌های ۲۰۲۳-۲۰۲۸، چین تقریبا 4برابر بیشتر از اتحادیه اروپا و 5 برابر بیشتر از ایالات‌متحده که دومین و سومین بازارهای بزرگ دنیا را در اختیار دارند، انرژی تولید می‌کند و گوی سبقت را در بهره‌برداری از منابع تجدیدپذیر خواهد ربود. چین قصد دارد با هدف صفر خالص تا سال ۲۰۶۰، با حمایت از مشوق‌ها و در دسترس بودن تجهیزات تولید محلی و تامین مالی کم‌هزینه در برنامه پنج‌ساله (۲۰۲۱-۲۰۲۵) خود را به توسعه حداکثری انرژی‌های تجدیدپذیر برساند. هند دیگر کشوری است که روند رو به رشد تدریجی را تجربه می‌کند و در تلاش برای حل چالش‌های تولید انرژی فتوولتائیک است و قرار است تا سال ۲۰۲۸ به رشد قابل‌قبولی برسد. گسترش انرژی‌های تجدیدپذیر نیز در خاورمیانه و شمال افریقا هم در حل شتاب است که عمدتا ناشی از مشوق‌های سیاستی است. کشورهای خاورمیانه در تلاش هستند تا در زمینه تولید انرژی فتوولتائیک و انرژی بادی از مناطق خشک رقابت کنند. اگرچه ظرفیت انرژی تجدیدپذیر در جنوب صحرای افریقا با سرعت بیشتری افزایش می‌یابد، اما این منطقه باتوجه به ظرفیت منابع و نیازهای برق‌رسانی خود عملکرد ضعیفی دارد.

در نهایت پیش‌بینی می‌شود، انرژی‌های تجدیدپذیر در سال ۲۰۲۳ با ۳۳ درصد (یا ۷۲۸ گیگاوات) نسبت به انتشار دسامبر ۲۰۲۲ رشد کند.

خورشید رقیب نفت نیست

عبدالرزاق کعبی‌نژاد، رئیس انجمن علمی مهندسی حرارتی و برودتی ایران درباره چالش‌های تولید ارزی با منبع خورشید به صمت می‌گوید: میزان انرژی دریافتی از خورشید به‌ازای هر مترمربع یک کیلووات است، اما این میزان انرژی ثابت نیست و ممکن است در یک اقلیم معتدل ۴ یا ۵ بار در طول یک سال این میزان انرژی دریافت شود. در واقع متغیرهای زیادی در میزان انرژی دریافتی از خورشید تاثیر دارند. برای مثال در ساعات اوج تابش که ظهر است، انرژی بیشتری به زمین می‌رسد؛ البته این میزان با زاویه تابش مستقیم بیشتر هم می‌شود، بنابراین مولفه‌های زیادی در بهره‌برداری از انرژی خورشیدی دخالت دارند. نکته مهمی که باید درباره کشورمان بدانیم، این است که دانسیته انرژی خورشیدی در ایران ضعیف است، در نتیجه بهره‌برداری از این انرژی به‌منظور تامین برق، نیازمند تجهیزات پیشرفته‌تر و هزینه‌های بیشتری است. به‌همین‌دلیل است که به‌صرف قرارگیری در کمربند تابشی کره زمین نمی‌توان به‌راحتی از این انرژی در تامین برق مصرفی بهره گرفت.

به‌گفته وی، هنوز انرژی خورشیدی وارد گود رقابت با سوخت‌های فسیلی نشده است که دلیل آن علاوه بر کمبود تجهیزات فنی و هزینه‌های بالا به گنجایش حرارتی بالای سوخت‌های فسیلی هم برمی‌گردد.

 همین امر موجب می‌شود سوخت‌های فسیلی، راندمان بالایی داشته باشند و هزینه کمتری را در چرخه انرژی بطلبند، اما چون میزان انرژی خورشیدی ثابت و غیرقابل‌تغییر است، برای افزایش راندمان نیازمند تجهیزات بسیار پیشرفته و صرف هزینه‌های بالا است، همچنین باید فضای بیشتری را به اشغال پنل‌ها در بیاوریم. کعبی‌نژاد در ادامه می‌گوید: در بیشترین حالت بهره‌برداری از انرژی خورشیدی به ۲۰ درصد کل آن هم نمی‌رسد، انرژی خورشیدی را به یک انرژی گران‌نرخ تبدیل کرده و این ظرفیت تقریبا در کشور بی‌استفاده است. گفتنی است، انرژی خورشیدی در بیشترین حالت ۱۶ تا ۱۸ درصد یک کیلووات بر مترمربع مورد‌بهره‌برداری قرار می‌گیرد که در بیشتر ایام سال به‌دلایل گفته‌شده، این یک کیلووات هم دریافت نمی‌شود.

فناوری برگ برنده

به‌گفته اغلب کارشناسان، اگر هدف تولید برق از انرژی خورشیدی است، باید دید وضعیت تجهیزات به‌کاربرده‌شده تا چه میزان به‌صرفه خواهد بود. بی‌شک برای تاسیس نیروگاه‌های عظیم، باید تعداد زیادی از باتری‌های خورشیدی (پنل‌های فتوولتائیک) وارد یا مونتاژ شود که با این شرایط پروژه محکوم به شکست خواهد بود. کعبی‌نژاد می‌گوید: آن روند موفقی که از تامین انرژی با تابش آفتاب در بسیاری از کشورهای پیشرفته سراغ داریم، مدیون نرخ واقعی انرژی است. معمولا در این کشورها دولت در نقش مشوق ظاهر می‌شود و نرخ تامین انرژی خورشیدی را به‌منظور جذابیت بیشتر برای مردم پرداخت می‌کند.

توان ارتقای راندمان انرژی را نداریم

وی بااشاره به معضلات مربوط به ارتقای راندمان در بحث تولید انرژی‌های تجدیدپذیر می‌گوید، فناوری تولید برق از انرژی خورشیدی از سال ۱۹۸۰ با ماده کریستال سیلیکون با راندمان ۴ درصد در ژاپن به‌کار برده شد که با فناوری‌های امروز با این ماده، راندمان به ۱۶ درصد رسیده است و این ماده در پنل‌های فتوولتائیک به کار برده می‌شود. دستگاه‌های جمع‌کننده نور فعلی توانسته‌اند بخار ۳۰۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد تولید کنند که می‌توان برق از آن تولید کرد، اما در حد تحقیقات است. حتی در مقیاس وسیع هم نمی‌توان برق تولید کرد. تا زمانی که معضلات زیادی برای ارتقای فناوری داشته و وابسته به کشورهای سازنده باشیم، نمی‌توان از این حجم تولید حرف زد.

به‌گفته وی، همچنین از آنجایی که هنوز نیروگاه‌های خورشیدی راندمان پایینی به‌ویژه در ایران دارند، نمی‌توان به حل معضلات ناترازی پرداخت. به‌عبارت‌روشن‌تر، میزان دریافت انرژی محدود است، یعنی از زمان طلوع تا غروب خورشید می‌توان انرژی گرفت، بنابراین باید فکری برای ذخیره انرژی کرد که همین امر صرف هزینه زیادی را برای کشور در برخواهد داشت. چون در اغلب کشورهای پیشرفته، خودشان صاحب فناوری‌های مربوط به بهره‌برداری از انرژی خورشیدی هستند، به‌همین‌دلیل علاوه بر کاهش هزینه تامین انرژی، توان بیشتری هم در ارتقای راندمان خواهند داشت. به‌همین‌سبب برای این کشورها، هم صرفه اقتصادی دارد و هم منجر به کاهش نرخ انرژی می‌شود. هدف اصلی باید ارتقای راندمان باشد، نه تولید و افزایش راندمان هم وابسته به فناوری‌های فوق‌پیشرفته است که خرید این فناوری‌ها در کشور اصلا صرفه اقتصادی را به‌دنبال نخواهد داشت، بنابراین چالش اصلی، افزایش راندمان انرژی خورشیدی است.

به فکر تامین برق از خورشید نباشیم

با این حال یکی از دلایل توجه بسیاری از کشورها به استفاده از انرژی خورشیدی به‌عنوان جایگزین سوخت‌های فسیلی افزایش نرخ نفت و چالش‌های تاریخی عرضه آن بوده است. در واقع به‌دلیل عدم‌امنیت عرضه انرژی فسیلی از سوی کشورهای نفتخیز، برخی کشورهای توسعه‌یافته به فکر جایگزین‌هایی افتادند، اما باوجود پیشرفت‌های زیاد همان‌گونه که اشاره شد، تاکنون هم از نظر فناورانه و هم از نظر اقتصادی، انرژی خورشیدی قابل‌رقابت با سوخت‌های فسیلی نبوده است.

علاوه بر این موارد، برای تولید هر ۱۰۰ وات برق خانگی، یک مترمربع فضا اشغال می‌شود، در حالی که مصرف روزانه برق خانگی در کشوری نظیر ایران ۵ کیلووات است؛ بنابراین انرژی خورشیدی در حال حاضر گزینه مناسبی برای تامین برق به‌ویژه برای خانوارها نیست.

از طرفی هم فناوری‌هایی که راندمان انرژی تابشی را افزایش می‌دهند، بسیار گران‌قیمت هستند؛ نظیر مونوکریستال‌هایی که در برخی ساختمان‌ها نصب شده‌اند. در کل انرژی خورشیدی قابل‌استفاده است، اما هنوز به مرحله تجاری نرسیده است؛ به‌همین دلیل در اغلب کشورها از جمله ایران ترجیح داده می‌شود از سوخت‌های فسیلی برای تامین انرژی استفاده شود.

سخن پایانی

دولت‌ها در اغلب کشورهای توسعه‌یافته با هدف ارتقای راندمان انرژی با منبع خورشید در تلاش هستند تا درصد بهره‌برداری را روزبه‌روز بیشتر کنند و به‌همان میزان نرخ انرژی پایین بیاید. هدف اصلی این دولت‌ها، تجاری‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر است تا در نهایت مردم متولی اصلی تامین آن باشند، نه اینکه دولت متولی همیشگی آن باشد. یارانه این دولت‌ها در راستای تجاری‌سازی انرژی‌ها است؛ به‌عبارت‌روشن‌تر، نباید تنها به فکر تامین انرژی و برق خورشیدی باشیم، آن هم با تولی‌گری صرف دولت.