خورشید و باد برای رفع ناترازی برق قابل اعتمادند؟ | ضرورت تنوع‌بخشی به منابع تولید برق کشور

به گزارش همشهری آنلاین، احداث ۳۰ هزار مگاوات برق تجدیدپذیر در 3.5 سال با ۱۵ میلیارد دلار سرمایه‌گذاری در انرژی‌های نو، آخرین راهبردی است که برای جبران ناترازی برق در دستور کار قرار گرفته است. تجربه کشور در توسعه برق تجدیدپذیر بر اساس برنامه ششم توسعه، موضوعی است که سیدطه‌حسین مدنی، رئیس اندیشکده حکمرانی هوشمند آن را محور نوشتن یادداشتی در این باره کرده است که در ادامه می‌خوانید:

بیش از ۱۵۰ سال است که بشر توانسته نیروی برق را تولید و کنترل کند. اگر انقلاب صنعتی اول در اواخر قرن ۱۸ میلادی با نیروی بخار شکل گرفت؛ انسان توانست با بهره‌مندی از نیروی برق در اواخر قرن نوزدهم انقلاب صنعتی دوم را رقم بزند. برق در اواسط قرن ۱۹ وارد ایران شد. امروز حدود ۱۳۰ سال از روزی که ناصرالدین‌شاه کلید اولین لامپ چند ولتی ایران را زد می‌گذرد و تولید برق ایران از چند وات به چند هزار هزار هزار وات رسیده و زندگی بدون آن قابل‌تصور نیست.

طبق آخرین آمارهای موجود، کل ظرفیت تولیدی برق در کشور ۹۳ هزار مگاوات است. ۳۸ درصد این برق در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی، ۲۶ درصد در نیروگاه‌های گازی، ۱۷ درصد در واحدهای بخار، ۱۳ درصد در نیروگاه‌های برق‌آبی، حدود ۴ درصد در نیروگاه‌های دیزلی و پراکنده، ۱ درصد در نیروگاه اتمی و حدود ۱ درصد هم در نیروگاه‌های تجدیدپذیر شامل زیست‌توده، برق‌آبی‌های کوچک، بادی، خورشیدی، بازیافت حرارت و سامانه‌های کوچک تولید می‌شود.

۲۰ هزار مگاوات کسری برق داریم

با وجود این حجم از تولید برق در کشور، ما طی سال‌های اخیر با یک ناترازی شدید در میزان تولید و مصرف برق مواجه شده‌ایم. طبق داده‌های موجود، ایران اکنون در اوج مصرف با ۲۰ هزار مگاوات کسری برق مواجه است و این کسری در اوج بار تابستان ۱۴۰۴ به ۲۴ هزار مگاوات خواهد رسید.

در این شرایط متولیان انرژی کشور در بحث برق با ضرورت رفع کوتاه‌مدت این ناترازی و برآورد نیازهای آینده در میان‌مدت و بلندمدت مواجه هستند. بر همین اساس است که وزارت نیرو تصمیم گرفته طی ۳.۵ سال آینده با ۱۵ میلیارد دلار سرمایه‌گذاری در انرژی‌های نو، حدود ۳۰ هزار مگاوات برق تجدیدپذیر تولید کند.

تولید ۳۰ هزار مگاوات برق خورشیدی و بادی ظرف ۳.۵ سال ممکن است؟

برنامه‌ریزی برای تولید برق تجدیدپذیر موضوع تازه‌ای نیست به‌طوری‌که قرار بود در پایان برنامه ششم توسعه، ایران ۱۰ هزار مگاوات برق تجدیدپذیر تولید کند اما در حال حاضر کل میزان برق تجدیدپذیر ایران ۱۴۴۰ مگاوات است. بنابراین اینکه بتوان ظرف ۳.۵ سال و با توجه به محدودیت‌های موجود تولید برق با منشأ باد و خورشید را به ۳۰ هزار مگاوات افزایش داد قدری بلندپروازانه است و با چشم‌انداز کنونی مبنی بر افزایش ناترازی، ریسک محسوب می‌شود. به همین دلیل توصیه می‌شود در برنامه‌ریزی برای رفع کسری موجود و تأمین نیازهای آینده، یک سبد متنوع از منابع تولید برق با لحاظ کردن مزایا و معایب تمام روش‌ها انتخاب شود.

گفته می‌شود اقلیم کشور دارای ۳۰۰ روز آفتابی و تونل‌های باد مداوم و بسیار قوی است و با تکیه‌بر این اقلیم، به‌راحتی می‌توان ۲۵ هزار مگاوات برق خورشیدی و ۵ هزار مگاوات برق بادی تولید کنیم. ولی ما ازنظر تولید لوازم و تجهیزات هنوز ظرفیت اندکی داریم و کل تجهیزات و پنل‌های برق خورشیدی که در کشور تولید می‌شود کفاف ۱۵۰۰ مگاوات برق خورشیدی را می‌دهد. بنابراین نباید فعلاً با خوش‌بینی نسبت به این بخش، به اهمیت افزایش ظرفیت تولید برق در سایر بخش‌ها بی‌توجهی کرد. اگرچه بحث تهاتر تجهیزات با چین به‌عنوان یکی از بهترین صاحبان این فناوری هم مطرح است؛ اما بهتر است در این زمینه، به واردات فناوری‌های متنوع توجه شود.

بازگشت سرمایه در نیروگاه‌های خورشیدی همچنان طولانی است

میزان سرمایه برای راه‌اندازی یک نیروگاه خورشیدی و مدت زمان بازگشت سرمایه هم یکی از مسائلی است که ممکن است منجر به عدم استقبال سرمایه‌گذاران حداقل در شرایط کنونی شود. طبق آخرین برآوردها هزینه احداث یک نیروگاه هزار مگاواتی سیکل ترکیبی یک میلیارد دلار، نیروگاه گازی ۴۵۰ میلیون دلار و خورشیدی هم نزدیک به ۴۵۰ میلیون دلار است. طبق این برآورد اگرچه هزینه ساخت نیروگاه گازی و خورشیدی برابر است اما دوره بازگشت سرمایه در نیروگاه خورشیدی بین ۵ تا ۷ سال و نیروگاه گازی نهایتاً یک سال است.

علت سرعت‌پایین بازگشت سرمایه در نیروگاه خورشیدی این است که در تمام طول سال و در کل شبانه‌روز امکان تولید با راندمان بالا و فعالیت ندارد. به‌طوری‌که بالاترین راندمان نیروگاه خورشیدی در ساعت ۱۲ روز یکم تیرماه هر سال رقم می‌خورد چون آفتاب در بهترین زاویه خود قرار دارد. در نقطه مقابل یکم دی‌ماه هر سال به دلیل زاویه خورشید، پایین‌ترین راندمان را دارد. در باقی ایام سال هم راندمان با توجه به شرایط محیطی و جوی دچار نوسان است. در ساعات شب هم تولید برق به صفر می‌رسد. درصورتی‌که نیروگاه گازی در تمام طول سال و بدون وابستگی به شرایط محیطی، با راندمان نزدیک به حداکثر (منهای زمان خاموش بودن نیروگاه برای تعمیر و نگهداری و …) به تولید برق ادامه می‌دهد.

همچنین ما برای احداث نیروگاه‌های تجدیدپذیر با ظرفیت‌های بالا با مشکل فضا هم مواجه هستیم. معادل‌سازی نسبت تولید و فضای موردنیاز برای تولید برق تجدیدپذیر، این مسئله را عینی‌تر می‌کند. مثلاً رفع نیاز ۳.۵ گیگاواتی تهران با برق خورشیدی به فضایی معادل ۵۰۰ برابر مساحت میدان آزادی نیاز دارد. ضمن اینکه این پنل‌ها باید از ۴۳۰۰ ساعتی که نور خورشید در کل سال وجود دارد؛ به مدت ۱۵۰۰ تا ۲۰۰۰ ساعت در معرض تابش باشند. تأمین این میزان برق با انرژی بادی هم به فضایی ۱۰۰۰ برابر میدان آزادی برای استقرار توربین‌های بادی نیاز دارد.

علاوه بر این موارد، بسیاری از شرایط در استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر قابل‌کنترل نیست. مثلاً ریزگردها می‌تواند راندمان پنل‌های خورشیدی را کاهش دهد. زاویه خورشید هم در برخی از روزهای سال مناسب نیست و موجب کاهش تولید می‌شود.

تکیه تنها به برق خورشیدی منطقی نیست

قطعاً مقصود از بیان این نکات، نقض جایگاه انرژی‌های تجدیدپذیر و مزایای آنها برای رفع نیاز کشور به انرژی برق نیست. هدف از طرح چنین موانعی این است که از ابتدا و پیش از اقدام به سرمایه‌گذاری کلان در این بخش، با چشم‌باز و در قالب سند جامع و آمایش سرزمینی، همه ظرفیت‌های تولید برق اعم از فسیلی، اتمی، خورشیدی، بادی و … با توجه به مزایا و معایب روش تولید و موقعیت هر منطقه دارای ظرفیت لحاظ شود. به‌خصوص اینکه ایران در همه این انرژی‌ها نیاز چندانی به خارج نداشته و تماماً متکی به داخل است.

تجربه کشورهای توسعه‌یافته؛ برابری سهم زغال‌سنگ و انرژی‌های تجدیدپذیر در تولید برق آمریکا

حرف اصلی این است که تأمین انرژی در ایران نباید به یک حوزه محدود و متمرکز شود. در این زمینه می‌توان به عملکرد کشورهای توسعه‌یافته رجوع کرد. مثلاً کشوری چون آمریکا حدود ۴۰ درصد برق خود را توسط نیروگاه‌های گازی تأمین می‌کند. انرژی‌های تجدیدپذیر در تأمین برق آمریکا سهم ۲۲ درصدی دارند. این کشور ۲۰ درصد برق خود را با سوزاندن زغال‌سنگ تأمین می‌کند. ۱۸ درصد برق آمریکا هم توسط نیروگاه‌های هسته‌ای تأمین می‌شود.

چین هم بر روی یک حوزه خاص متمرکز نشده و علاوه بر اینکه در انرژی اتمی حرف زیادی برای گفتن دارد؛ توربین‌های بادی زیادی هم راه‌اندازی کرده و حتی زغال‌سنگ هم می‌سوزاند اما همزمان در رقابت بسیار شدیدی با سایر کشورها برای افزایش راندمان و کاهش طول زمانی بازگشت سرمایه در سلول‌های خورشیدی است.

چالش‌های تنوع ندادن به منابع تولید برق

در مقابل تجربه کشورهایی که بر روی یک حوزه تمرکز داشته‌اند نشان می‌دهد آنها در شرایط خاص دچار چالش شده‌اند. مانند آلمان که با تکیه‌بر گاز برای تولید برق، وابستگی شدیدی به گاز روسیه داشت و با جنگ اوکراین به دردسر افتاد. یا فرانسه که بخش زیادی از برق خود را با انرژی هسته‌ای تأمین می‌کند با وقوع کودتا در یکی از کشورهای تأمین‌کننده اورانیوم، با شرایط سختی مواجه شد.

در پایان درک این موضوع بسیار مهم است تا بدانیم برای رفع ناترازی موجود و تأمین نیازهای آینده، سرمایه‌گذاری کلان و تمرکز مطلق بر انرژی خورشیدی یا بادی به‌هیچ‌وجه منطقی و عقلانی نیست. همین حرف را می‌توان درباره تمرکز صرف بر انرژی فسیلی و نادرست بودن آن هم زد. بنابراین باید بدون شتاب‌زدگی و درعین‌حال دوری از تعلل، همه جوانب، مزایا، معایب، توانمندی‌ها و ظرفیت‌های داخلی و خارجی را در همه شیوه‌های تولید برق در نظر گرفت و مانند کشورهای توسعه‌یافته یک سبد متنوع و متوازن ساخت.