گونه‌های مختلف انرژی خورشیدی

در آغاز، برای درک بهتر خوانندگان گرامی، عرض کنم که ۴ نوع استفاده مختلف از انرژی خورشیدی وجود دارد:
۱ ـ انرژی خورشیدی فتوولتائیک برای تولید مستقیم برق
انرژی فتوولتائیک شناخته شده ترین و گسترده ترین نوع استفاده از نور خورشید است که شامل تولید برق با استفاده از پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک است. این روش تولید برق با استفاده از انرژی خورشیدی در سالهای اخیر در جهان توسعه چشمگیری داشته است و بعنوان یکی از روش‌های مهم تولید انرژی برای جلوگیری از گرمایش زمین شمرده می‌شود.
۲ ـ انرژی حرارتی خورشیدی
مورد دیگر استفاده کاربردی از انرژی تابشی خورشید برای تولید گرما از طریق نصب پنل‌های خورشیدی است که بعنوان مثال در بام خانه‌ها نصب میگردد و از آن برای گرم کردن آب استفاده می‌شود. این روش در کشورهای زیادی معمول است و کمک شایانی به کاهش هزینه انرژی می‌کند.
۳ ـ انرژی خورشیدی آیروولتائیک aerovoltaics
انرژی خورشیدی آیروولتائیک ترکیبی از فتوولتائیک و حرارت خورشیدی است که یک فناوری هیبریدی بسیار کامل است زیرا همزمان برق و گرما تولید می‌کند. پنل‌های خورشیدی برق تولید می‌کنند و گرمای حاصل نیز توسط یک پنکه بازیابی می‌شود که آن را به درون ساختمان می‌برد. البته این روش ترکیبی هنوز توسعه چندانی نداشته است و هزینه نسبتا بالایی دارد.
۴ ـ انرژی خورشیدی ترمودینامیکی: تولید برق با استفاده از گرما
راه حلی که در کشورهایی با سطح تابش نور خورشید بسیار بالا اجرا می‌شود، انرژی خورشیدی ترمودینامیکی است. نیروگاه‌های خورشیدی ترمودینامیکی پارک‌های بزرگی از آینه هایی با تعداد انبوه هستند که اشعه‌های خورشید را برای گرم کردن به سمت یک برج حاوی ماده‌ای ویژه گسیل می‌دارند. به طور کلی، مانند یک نیروگاه گازی یا هسته‌ای، نور، اجازه گرم شدن ماده ویژه را می‌دهد و از این گرم شدن می‌توان بخار تولید کرد. بخار، توربین متصل به دینام را به حرکت در می‌آورد که برق تولید می‌کند. از این راکتورهای خورشیدی بیشتر در کشورهای چین، آمریکا و اسپانیا و کشورهای مغرب ساخته شده است. در ایران تنها دو راکتور خورشیدی کوچک در دو شهر شیراز [۲۵۰ کیلوواتی] و یزد [۱۷ مکاواتی] وجود دارند که با وجود اینکه در اواخر دهه ۸۰ خورشیدی ساخته شده‌اند، اما متاسفانه برخلاف قولهای مسئولان توسعه پیدا نکرده‌اند.
اما از ۴ نوع روش بهره گیری از انرژی خورشیدی در بالا، موضوع مورد بحث این مقاله استفاده از انرژی خورشیدی فتوولتائیک می‌باشد که نقش مهمی در تولید برق دارد و بخاطر پایین آمدن هزینه بکارگیری آن در سالهای اخیر، کشورهای زیادی در حال گسترش بکارگیری آن در بسته انرژی خود هستند. اسپانیا، یونان، شیلی، استرالیا، اردن و هلند، بالاترین میزان تولید برق از طریق خورشید را در بسته انرژی خود دارند. همه این کشورها بیش از ۱۵ درصد برق خود را از طریق انرژی خورشیدی تامین می‌کنند. نمودار زیر میزان تولید برق حاصل از انرژی خورشیدی در تمامی جهان را از سال ۲۰۰۰ به بعد نشان می‌دهد. همانطور که ملاحظه می‌شود رشد آن تصاعدی است.

نمودار یک: میزان تولید برق فتوولتائیک در جهان

قبل از وارد شدن به این بحث، بد نیست نگاهی اجمالی به بسته انرژی ایران بیندازیم تا متوجه شویم که چه اندازه سهم انرژی‌های تجدید پذیر در ایران ناچیز است. نمودار زیر بیانگر میزان ناچیز بودن انرژی خورشیدی و حتی بطور کلی، کلیه انرژی‌های تجدید پذیر در تولید انرژی [و نه تولید برق] را بخوبی نشان می‌دهد. هنوز هم گاز و نفت، ۹۹ درصد انرژی تولید شده در ایران را تشکیل می‌دهند.

نمودار تولید انرژی در ایران از ۴۰ سال پیش به این سو

ایران به دلیل نزدیکی به خط استوا، در بهترین شرایط برای دریافت تابش‌های خورشیدی قرار دارد. با این وجود، در سال ۲۰۲۰ تنها ۴۵۰ مگاوات از کل برق مورد نیاز ایران [نزدیک به ۱۰۰ هزار مگاوات] را انرژی خورشیدی تامین کرده است که این میزان در مقایسه با میانگین جهانی بسیار پایین است. کافی است به نمودار دوم توجه کنیم تا بتوانیم اعداد را در مقایسه با کشورهای دیگر بهتر درک کنیم. برای مثال دو کشور فرانسه و ترکیه را در نمودار آورده‌ام که حدودا جمعیتی نزدیک به ایران دارند. فرانسه از انرژی اتمی زیاد استفاده می‌کند و ترکیه همسایه ایران انرژی خاصی ندارد. ترکیه از سال ۲۰۱۰ در صدد استفاده از انرژی خورشیدی برآمد و این پروژه را تا کنون نیز ادامه داده است تا جایی که میزان تولید برق از طریق انرژی خورشیدی را به ۹۴۰۰ مگاوات رسانده است یعنی ۲۰ درصد کمتر از فرانسه اما ۱۹ برابر تولید ایران! ایران حدود نیم درصد، فرانسه نزدیک به ۵ درصد و ترکیه حدود ۶ درصد برق خود را از طریق خورشیدی تامین می‌کند.

نمودار میزان تولید برق خورشیدی از سال ۲۰۰۵ به بعد در ایران، فرانسه و ترکیه

البته این عقب ماندگی در زمینه بهره گیری از انرژی خودشیدی، نتیجه بی اطلاعی مسئولان جمهوری اسلامی نیست زیرا از سال ۱۳۷۴ وزارت نیرو "متولی امر دستیابی به اطلاعات و فن آوریهای روز دنیا در خصوص استفاده از منابع انرژیهای تجدیدپذیر، پتانسیل سنجی و اجرای پروژه‌های متعدد (خورشیدی، باد و زمین گرمایی، هیدروژن و بیوماس)، خرید و فروش تضمینی برق تجدیدپذیر برای جلب مشارکت بخش خصوصی، سیاست پژوهی به منظور طرح جامع توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر در کشور و همچنین آگاه سازی و آموزش‌های ترویجی در این زمینه بوده است. " یعنی ۳۰ سال پیش اولین قانون در اینباره نوشته شده است. اما به غیر از سخنان پر طمطراق چیزی در پی نداشت و ۲۰ سالی کاری جدی در این زمینه صورت نگرفت تا اینکه در سال ۱۳۹۵ قانون "اصلاح الگوی مصرف انرژی" تصویب شد که طبق آن با هدف ارتقاء بهره وری و استفاده هر چه بیشتر از منابع تجدیدپذیر، سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره وری انرژی برق (ساتبا) شکل گرفت. یکی از مهمترین وظایف محوله به سازمان "ساتبا" بعنوان نقطه تمرکز ملی و مرکز هماهنگی فعالیتهای تحقیقاتی و اجرایی توسعه انرژیهای تجدیدپذیر، ایجاد بسترهای مناسب برای مطالعه، اجرای طرحهای پایلوت و طراحی و ساخت پروژه‌های نیروگاهی قرار گرفت. جالب تر اینکه ماده ۵۰ قانون برنامه ششم توسعه تاکید داشت که دولت مکلف است سهم نیروگاه‌های تجدیدپذیر و پاک را با اولویت سرمایه‌گذاری بخش غیردولتی (داخلی و خارجی) با حداکثر استفاده از ظرفیت داخلی تا پایان اجرای قانون برنامه (سال ۱۴۰۰) به‌ حداقل پنج درصد ظرفیت برق کل کشور برساند. حالا از سال ۱۴۰۰ دو سال هم گذشته است و میزان تولید برق خورشیدی حتی یک درصد هم نشده است. این واقعیت تلخ توسعه استفاده از انرژی خورشیدی در جمهوری اسلامی است.
سئوال این است که چرا ایران تا این حد در تولید برق خورشیدی عقب است با اینکه أولا ایران وسعت بسیار وسیعی از زمینهای خالی از سکنه دارد؟ بعنوان مثال اگر با کشوری چون هلند و یا دانمارک و یا حتی فرانسه مقایسه کنیم وسعت زمینهای خالی از سکنه ایران بسیار بیشتر است. دوم اینکه این تکنولوژی پیچیده نیست و در دسترس ایران می‌باشد. چین بزرگترین تولید کننده پنلهای خورشیدی است البته امریکا، ژاپن، آلمان، هند، استرالیا، ایتالیا، برزیل، هلند، و کره جنوبی هم جزو تولید کنندگان پنلهای خورشیدی هستند. در شرایط فعلی ایران براحتی می‌تواند پنلهای خورشیدی را از چین وارد کند در عین حال، کلیه مواد لازم برای تولید پنلهای خورشیدی در ایران نیز موجود است و اصولا هزینه اصلی تولید پنلهای خورشیدی، نه مواد خام آن، بلکه انرژی لازم برای تولید آنهاست و ایران می‌تواند براحتی از منابع گازی که دارد برای کارکرد کوره‌های تولید پنلها استفاده کند. در ایران اخیرا شرکتهایی تاسیس شده‌اند که پنلها را مونتاژ و نصب می‌کنند اما تولید نمی‌کنند. آنچه باعث تاسف است اینکه در کشوری مانند ایران که تمامی شواهد و دلایل برای تولید انبوه انرژی از طریق خورشیدی در آن جمع هستند نه تنها این پنلها در ایران ساخته نمی‌شوند و فعلا از چین وارد می‌شود بلکه حتی یک مرکز تحقیقاتی در باره بهینه سازی پنلها نیز وجود ندارد. فعالیتهای تحقیقاتی پراکنده‌ای در دانشگاههای ایران و یا تحت نظر سابتا صورت می‌گیرد اما یک مرکز تحقیقاتی حول این محور برای بهینه سازی پنلهای خورشیدی موجود نیست. یکی از چالش‌های مهم علمی در زمینه فتوولتائیک، بالا بردن بازدهی پنلهاست که اینکار در کشورهای بسیاری، صورت می‌گیرد. بعنوان نمونه در کشور فرانسه دو انستیتوی تحقیقاتی تنها در باره پنلهای خورشیدی جدید تحقیقات کاربردی انجام می‌دهند. تحقیقی که مسلما در ایران هم ممکن است. اما هم استفاده از انرژی خورشیدی، هم تولید پنلهای خورشیدی، هم ایجاد موسسات تحقیقاتی حول این موضوع، همگی قربانی سیاست هسته‌ای جمهوری اسلامی شده‌اند. سیاست هسته‌ای که بطور مستقیم بین ۱۵ تا ۵۰ میلیارد دلار برای ایران هزینه داشته و با احتساب هزینه‌های غیر مستقیم که بخاطر تحریمها بر کشور وارد شده است، میزان آن نجومی است. انرژی هسته‌ای که اورانیومِ آنرا نداریم و غنی سازی‌ای که محلی برای استفاده از آن نیست، همه سرمایه‌ها را در ربع قرن اخیر بلعیده‌اند. انرژی هسته‌ای، تنها جلوی بهینه کردن صنعت گاز و نفت ایران را نگرفت بلکه باعث شد ایران فرصت مهمی را برای توسعه جدی انرژی خورشیدی از دست بدهد و یا لااقل در این زمینه عملکردی بسیار محدود و اندک داشته باشد.
این امر مهم است که بدانیم در شرایط فعلی ـ یعنی در نبود ذخیر کننده‌های برق موثر ـ نمی‌توان تمامی انرژی یک کشور را با انرژی خورشیدی تامین کرد زیرا شب‌ها و حتی برخی از ساعات روز، تابش خورشید وجود ندارد. اما انرژی خورشیدی در واقع باید یکی از بخش‌های مهم بسته انرژی ایران را تشکیل دهد و در کشوری چون ایران دستیابی به تامین بین ۲۰ تا ۳۰ درصد برق از طریق انرژی خورشیدی، در یک بازه ۱۰ ساله کاملا قابل دسترسی است. مسلما اگر جمهوری اسلامی بدنبال ماجراجویی سفیهانه هسته‌ای نمی‌رفت، اکنون به این جایگاه بسیار نزدیک بودیم اما ۲۵ سال فرصت از دست رفته است. انرژی خورشیدی در کشوری مانند ایران می‌تواند کاملا بومی گردد و از گامهای مهم برای تحقق اینکار موارد زیر است که در کوتاه مدت باید صورت پذیرند:
۱: جذب دانشمندان و پژوهشگران برای تشکیل یک موسسه تحقیقات کاربردی تنها در باره انرژی خورشیدی و خصوصا ساختن پنلهای نوین با بازده بالاتر
۲: بازکردن راه برای تولید پنلهای خورشیدی در داخل کشور. بعنوان نمونه اینکار را کشور همسایه ما ترکیه انجام داده است.
۳: سرمایه گذاری جدی در زمینه ساختن مراکز تولید انرژی خورشیدی
۴: فسیل زدایی از صنعت در زمینه انرژی، راهبرد دیگری است که باید بتدریج صورت گیرد.
۵: سیاستگذاری بایسته‌ای باید انجام شود تا شرکتها و صنایعی که برق زیادی مصرف می‌کنند، بخشی از مصرف خود را از طریق انرژی خورشیدی تامین کنند.
۶: کمکها و مساعدتهای لازم برای امکان استفاده از انرژی خورشیدی در ساختمانهای خصوصی و دولتی انجام گیرد.
۷: وارد کردن مسئله گرمایش اقلیمی و اهمیت انرژی‌های تجدید پذیر در دروس مدارس و روشن کردن افکار عمومی با براه انداختن بحث‌های جدی در اینباره در رسانه‌های دولتی
اما حکومتی که با ۲۵ سال وقت کشی و از بین بردن سرمایه‌های انسانی و مادی، سیاست انرژی خورشیدی را به اغما برده، و حال بفکر راه اندازی انرژی خورشیدی در اندازه‌ای محدود افتاده است قادر به انجام چنین سیاست جسورانه و مهم می‌باشد؟ پاسخ واقع بینانه منفی است زیرا برخلاف سیاست هسته‌ای با انرژی خورشیدی نمی‌توان بحران سیاسی ساخت.

مهران مصطفوی