در خبرها آمده بود که در مرداد 1396 نیروگاه خورشیدی 20 مگاواتی ماهان کرمان و در سال 1395 هم دو نیروگاه 7 مگاواتی در همدان راه‌اندازی و تولید برق خورشیدی کشور به 163 مگاوات رسید.

افزایش فزاینده جمعیت جهان، انتشار بیش‌ازحد مجاز گازهای گلخانه‌ای و ناتوانی دولت‌ها در کاهش انتشار گازهای سمی صنایع و سایر آلودگی‌ها (شکست پیمان کیوتو)، کاهش تدریجی منابع سوخت فسیلی تجدیدنشدنی همراه با گرانی روزافزون قیمت‌ها به‌موازات تنش‌های سیاسی و دشواری‌های اجرایی نقل‌وانتقال نفت و گاز در عبور از مرزها، سبب شد تا توجه کارشناسان و بسیاری از دولت‌ها و صاحبان صنایع به بهره‌وری از انرژی‌های بی‌کران طبیعی و درعین‌حال تجدیدشدنی بیشتر شود. انرژی‌های نو یا تجدیدپذیر انرژی‌هایی هستند که از منابع طبیعی مانند خورشید، باد، زیست‌توده و زباله، آب، جزر و مد اقیانوس‌ها و زمین‌گرمایی که در چرخه تکرار هستند به دست می‌آید.

استفاده از انرژی‌های تجدیدشدنی در مقایسه با سوخت‌های فسیلی، هرچند از هزینه بهره‌برداری بسیار اندک برخوردار است، لکن هزینه‌های سرمایه‌گذاری بالاتری در بر دارد. درواقع گرانی سرمایه‌گذاری‌های اولیه سبب شده بود تا در دهه‌های پیشین رشد کندی داشته باشد. ولی تشدید مسائل زیست‌محیطی و تهدید سلامت جوامع از یک‌ سو و پیشرفت فناوری‌های تولید برق از انرژی‌های نو از سوی دیگر، سبب کاهش نسبی سرمایه‌گذاری‌ها شده، به‌طوری‌که سهم تولید برق از انرژی‌های نو در حال حاضر از 8 درصد تجاوز کرده است.

طبق اعلام سازمان همکاری‌های اقتصادی و توسعه، در سال 2016 میلادی 5/59 درصد برق جهان از سوخت فسیلی، 1/18 درصد از سوخت هسته‌ای، 14 درصد از برق‌آبی و 1/8 درصد از طریق انرژی‌های نو مانند باد، خورشید، بیومس، زمین‌گرمایی و غیره تأمین‌شده است. تولید برق از انرژی‌های تجدیدپذیر طی 10 سال گذشته تقریباً 4 برابر شده است. از گزارش سازمان مذکور نتیجه می‌شود که:

• 5/59 در صد انرژی جهان که عامل عمده آلودگی‌های زیست‌محیطی و تغییر اقلیم شناخته‌شده دارای منشأ فسیلی و تجدیدنشدنی است
• 1/18 درصد انرژی جهان دارای منشأ هسته‌ای است که بعد از حادثه چرنوبیل در روسیه و فوکوشیما در ژاپن در بسیاری کشورها ازجمله آلمان ادامه کار نیروگاه‌های هسته‌ای موردتردید و حتی تعطیلی واقع‌شده است.
• 14 درصد انرژی جهان نیز دارای منشأ آبی است که با احداث سدهای مخزنی به دست می‌آید. اطلاعات موجود نشان می‌دهد، کلیه سدهای مخزنی مقرون‌به‌صرفه تا امروز ساخته‌شده و بعید به نظر می‌رسد که تولید برق بیشتری از این طریق مقدور باشد.

• لذا با توجه به مجموعه مسائل زیست‌محیطی، برای تأمین انرژی مصرفی سیاره پرجمعیت زمین چاره دیگری جز رویکرد به انرژی‌های تجدیدشدنی، بی‌خطر و بی‌کران طبیعی نیست. ازاین‌رو، کشورهای بسیاری به تولید برق از انرژی‌های نو رو آورده‌اند،.

  گرانی قیمت سوخت‌های فسیلی، آلودگی‌های فزاینده گازهای گلخانه‌ای، دشواری‌های نقل‌وانتقال مواد نفتی و لوله‌گذاری‌های گاز، تنش‌های سیاسی بازارهای نفتی و غیره سبب شد در اولین دهه قرن بیست و یکم، بسیاری کشورها به‌سوی تولید برق از انرژی‌های تجدیدشدنی رو آورند. به‌طوری‌که روزبه‌روز بر تعداد و ظرفیت نیروگاه‌های بادی و خورشیدی در سراسر جهان اضافه‌شده است. در شکل زیر به‌خوبی می‌توان روند افزایش ظرفیت نیروگاه‌های بادی و خورشیدی از سال 2011 تا سال 2040 را مشاهده کرد. نکته مهمی که در شکل زیر دیده می‌شود، ظرفیت تولید برق‌آبی تقریباً بدون تغییر و ثابت نشان داده‌شده است. علت عمده آن را می‌توان به پایان رسیدن دوران مدیریت سازه‌ای منابع آب‌ها و ساختن آن تعداد سد مخزنی که تاکنون مقدور بوده، دانست.

•  

  تولید جهانی برق از انرژی خورشیدی

  تولید برق از انرژی خورشیدی از ابتدای قرن بیست و یکم پیشرفت پرشتابی یافته است. به‌طوری‌که پیش‌بینی ‌شده نرخ رشد تولید برق از انرژی‌های تجدیدشدنی از 19 درصد سال 2006 و 20 درصد سال 2011، به رقم 25 درصد در سال 2018 افزایش یابد. تولید برق از انرژی‌های تجدیدشدنی جهان در سال 2012، از کل برق مصرفی کشور چین تجاوز کرد. با پیشگامی چین در تولید برق‌آبی، انتظار می‌رود تا سال 2018، تولید 40 درصد برق از انرژی‌های تجدیدشدنی جهان را به خود اختصاص دهد. چین در تولید برق از باد نیز از بقیه کشورها پیشی گرفته و به‌اتفاق امریکا، اسپانیا، آلمان و هند، پنج کشور پیشرفته در توسعه تولید برق از باد شناخته‌شده‌اند. کارشناسان پیش‌بینی کرده‌اند که تولید برق از باد تا سال 2018 در 75 کشور جهان نیز توسعه یابد.

  طبق گزارش خبرگزاری رویترز در 25 ژوئیه 2012، تولید برق خورشیدی آلمان به 22 گیگاوات، بیشتر از استعداد 20 نیروگاه اتمی در ظرفیت کامل رسید. تولید برق از خورشید در آلمان به‌اندازه مجموع تولید جهانی برق از خورشید است. به‌طوری‌که با تأمین 4 درصد انرژی سالانه کشور از خورشید، بزرگ‌ترین تولیدکننده برق از انرژی خورشید شناخته‌شده است. دولت آلمان مصمم است تا بعد از حادثه نیروگاه اتمی فوکوشیما در ژاپن، به‌تدریج نیروگاه‌های اتمی را با نیروگاه‌های خورشیدی جایگزین کند. تاکنون 8 نیروگاه اتمی تعطیل‌شده و 9 نیروگاه اتمی دیگر قرار است تا سال 2022 از مدار خارج و با نیروگاه‌های خورشیدی و بادی جایگزین شوند.

  در راستای تأمین انرژی از منابع تجدیدپذیر کشور چین به‌سرعت در حال پیشرفت است و تا پایان سال ۲۰۱۶ نیروگاه‌های خورشیدی با توان تولید ۷۸ گیگاوات (۷۸ هزار مگاوات) راه‌اندازی شدند. ژاپن تا پایان سال ۲۰۱۶ نیروگاه‌های خورشیدی با توان ۴۳ گیگاوات، امریکا با توان ۴۲ گیگاوات و آلمان با توان ۴۱ گیگاوات وارد مدار مصرف کردند. به سخن دیگر تنها آلمان ظرفیت تولید برق از خورشید را از 22 گیگاوات در 2012 به 41 گیگاوات در 2016 افزایش داد. در هند تاکنون تولید برق از انرژی خورشیدی به ۱۰ گیگاوات رسیده است. پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۲۰ این میزان یازده برابر افزایش یابد. در حال حاضر برق تولیدی از نیروگاه‌های جدید خورشیدی عموماً در جهان ارزان‌تر از برق تولیدی از نیروگاه‌های جدید گاز، زغال‌سنگ یا اتمی تمام می‌شود. در سال ۲۰۱۶ هواپیمای «سولار ایمپالس» که سوختش تنها از طریق انرژی خورشیدی تأمین می‌شد، توانست با موفقیت دور دنیا سفر کند. این هواپیمای سبک‌وزن و بدون سرنشین نمونه موفقی بود که به‌خوبی ظرفیت‌های فناوری خورشیدی را نشان داد.

  

  توان تولید برق از انرژی خورشید

  مقدار انرژی‌ای که از خورشید به‌سوی زمین تابیده می‌شود، حیرت‌انگیز است. به‌طوری‌که تمام ذخایر نفت و زغال‌سنگ و گاز سیاره زمین با انرژی تابشی 20 روز خورشید برابری می‌کند. در خارج از جو زمین، مقدار انرژی خورشید حدود 1300 وات بر مترمربع است. یک‌سوم این مقدار انرژی به فضا برمی‌گردد و بخش دیگر آن جذب جو زمین و باعث وزیدن باد و حرکت توده‌های هوا می‌شود. باقی‌مانده انرژی خورشید که به زمین می‌رسد، حدود 1000 وات در هر مترمربع ظهر یک روز ابری برآورد شده است. متوسط آن در 24 ساعت برای تمام سطح زمین در مدت یک سال، سبب می‌شود تا یک مترمربع معادل 2/4 کیلووات ساعت انرژی در روز (یک بشکه نفت در سال) دریافت کند. البته این رقم با تغییر هوا و محل جغرافیایی تغییر می‌کند. در بیابان‌های خشک و آفتابی و روزهای معدود ابری تا 6 کیلووات ساعت در روز برای هر مترمربع برآورد شده است. حداکثر این رقم در شهر بوستن امریکا 6/3 و در شهر سیاتل در ماه دسامبر حدود 7/0 کیلووات ساعت در روز اندازه‌گیری شده است. البته این ارقام حداکثر قابل‌دسترسی هستند. جذب‌کننده‌های انرژی خورشید فقط بخشی از آن را دریافت می‌کنند. به‌طوری‌که یک صفحه خورشیدی با بهره‌وری 15 درصد، روزانه فقط یک کیلووات ساعت انرژی در هر مترمربع در ناحیه بیابانی (آریزونا) برق تولید می‌کند.

  طبق گزارش سازمان انرژی امریکا، کل مصرف انرژی برق جهان در سال 2005 حدود 17 تریلیون کیلووات ساعت بوده، و برآورد شده در سال 2015 به حدود 24 و در سال 2030 به حدود 33 تریلیون کیلووات ساعت افزایش یابد. پرسش این است که از این رقم درشت مصرف برق جهان، چه مقدار آن از طریق انرژی خورشید قابل تأمین است. اگر حداقل 250 وات برق در مترمربع (میانگین شب و روز در 365 روز سال) قابل تحصیل باشد. مقدار انرژی دریافت‌شده در طول سال برابر می‌شود با:

  کیلووات ساعت در سال در یک مترمربع 2190= 1000/365 X 24X 250

  و در مساحتی معادل یک کیلومترمربع (یک‌میلیون مترمربع) برابر 19/2 میلیارد کیلووات ساعت انرژی در سال خواهد بود.

  
  

  انرژی خورشیدی در ایران

  سازمان انرژی‌های نو ایران از سال 1374 در پی سیاست‌گذاری‌های معاونت انرژی وزارت نیرو به‌منظور دست‌یابی به فناوری‌های روز در عرصه بهره‌گیری از منابع طبیعی انرژی‌های تجدیدشدنی و اجرای طرح‌های تولید برق از خورشید، باد، زمین‌گرمایی، هیدروژن و بیومس تأسیس شد و به سبب لزوم توسعه انرژی‌های تجدیدشدنی از اواخر سال 1378 به‌صورت شرکت دولتی سانا عهده‌دار مدیریت طرح‌های مربوطه شد. شرکت سانا تا آخر سال 81 به‌عنوان مدیر پروژه، امور تحقیقات و توسعه، طراحی و اجرای سیستم‌های انرژی تجدیدشدنی را به عهده داشت و از سال 82 مستقیماً به اجرای طرح‌ها پرداخت و از سال 1386، تنها متولی امر توسعه انرژی‌های تجدیدشدنی کشور معرفی شد. فعالیت‌های گوناگون شرکت سانا در عرصه انرژی خورشیدی عبارت بوده از چندین فقره طراحی نیروگاه‌های خورشیدی، طرح‌های مطالعاتی، پتانسیل‌سنجی، ارزیابی، امکان‌سنجی فنی و اقتصادی و غیره. به‌قرار گزارش‌ها  ایران قصد دارد تا سال ۲۰۳۰ میلادی به یک اقدام آرمانی دیرباور دست بزند و ۷۵۰۰ مگاوات برق از انرژی خورشیدی تولید کند که این میزان بیش از هفت برابر برق تولیدی از نیروگاه اتمی بوشهر خواهد بود. دو ماه پیش اتحادیه اروپا اعلام کرد که با ارائه کمک‌های مالی و فنی ایران را در تأمین انرژی موردنیاز خود از طریق انرژی‌های تجدیدپذیر پشتیبانی خواهد کرد. درزمینه احداث نیروگاه خورشیدی نیز تاکنون حدود 13 نیروگاه کوچک خورشیدی با ظرفیت بیش از 160 مگاوات در دست اجرا و بهره‌برداری بوده است. ازجمله در سال 1395 دو نیروگاه خورشیدی هرکدام با ظرفیت هفت مگاوات در همدان و در سال 1396 یک نیروگاه 20 مگاواتی در کرمان آغاز به کارکردند.

  اما رقم 163 مگاوات تولید برق خورشیدی در ایران، درصد ناچیزی، یعنی 21/0 درصد از کل تولید برق کشور در پایان سال 1396 برآورد می‌شود. زمانی که اجرای طرح آرمانی 7500 مگاوات نیروگاه خورشیدی تحقق یابد، میزان تولید برق خورشیدی کشور به ده درصد کل تولید سال 1396 خواهد رسید.

  ایران در یکی از بهترین مناطق دنیا ازنظر میزان جذب انرژی خورشید برای تأمین برق قرار دارد. از طرفی به گزارش بلومبرگ، عربستان که رقیب ایران درزمینه تولید انرژی محسوب می‌شود قصد دارد سرمایه‌گذاری ۲۱۰ میلیارد دلاری را برای تولید ۱۲۹ گیگاوات برق از انرژی خورشید تا سال ۲۰۳۲ انجام دهد. فعلاً، با سرمایه‌گذاری ۹ میلیارد دلاری، پیشرفته‌ترین نیروگاه برق خورشیدی این منطقه در مراکش با توان تولید ۱۶۰ مگاوات برق خورشیدی ساخته‌شده است. این نیروگاه تا سال ۲۰۲۰ به بیشترین توان خود خواهد رسید و مساحتی در حدود ۳۰ کیلومترمربع را اشغال می‌کند.

  

  پتانسیل خورشیدی فلات ایران

  ایران از منظر مدت تابش خورشید و پتانسیل برق در هر مترمربع یکی از پرتابش‌ترین مناطق جهان برای تولید برق از انرژی خورشید شناخته‌شده است. مناطق مناسب برای استقرار نیروگاه‌های خورشیدی از تابش 2000 تا 2800 کیلووات ساعت بر مترمربع در سال برخوردارند. بر اساس گزارش سازمان انرژی‌های نو ایران (سانا)، وابسته به وزارت نیرو، چگونگی تابش خورشید به سرزمین ایران برآورد شده است. طبق این گزارش پتانسیل تولید برق خورشیدی در سواحل خزر حدود 3.2 تا 3.8 در نواحی شمال آذربایجان و شمال خراسان حدود 3.8 تا 4.5، در دشت کویر و نواحی مرکزی حدود 4.5 تا 5.2 و در نواحی کویر لوت حدود 5.2 تا 5.4 کیلووات ساعت بر مترمربع در روز برآورد شده است.

  بخش بزرگ فلات ایران (حدود نیمی از مساحت ایران) توسط رشته‌کوه‌های متوالی، ارتفاعات و کوهپایه‌ها پوشیده شده و مانند حلقه‌ای تمام نواحی پست میانی را محصور ساخته است. حدود یک‌پنجم مساحت کشور، شامل دشت کویر و کویر لوت روی کمربند خشک نیم‌کره شمالی گرفته است. کویرهای ایران با بیش از 300 روز آفتابی از قطب‌های حرارتی محسوب می‌شود و گرمای آن به 50 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. در شکل زیر، پتانسیل حوالی دشت کویر و کویر لوت نشان داده‌شده است.

• سازمان انرژی‌های نو، دوسوم کشور را با پتانسیل 5/4 تا 5/5 کیلووات ساعت بر مترمربع در روز معرفی کرده است. پتانسیل 5 کیلووات ساعت در روز بر مترمربع انرژی یعنی توان 208 وات در روز بر مترمربع، و در یک کیلومترمربع مساحت، مقدار توان به 208000 کیلووات، می‌رسد. چنانچه راندمان تبدیل انرژی خورشید به برق 15 درصد باشد، در هر کیلومترمربع از مساحت بیابان‌ها، کویرها و کوهپایه‌های ایران می‌توان حدود 31200 کیلووات برق تولید کرد.

  در 2000 کیلومتر مربع میزان تولید برق به 62400 مگاوات می‌رسد. در صورت اختصاص 5/2 درصد از مساحت 320000 کیلومترمربع کویرهای ایران (8000 کیلومترمربع) به استقرار نیروگاه‌های خورشیدی، البته غیر از مساحت لازم برای تأسیسات زیربنایی، خدماتی و پشتیبانی، میزان تولید برق خورشیدی می‌تواند به رقم 250000 مگاوات یا بیش از 3 برابر کل تولید برق کشور (سال 1396) برسد.

•  

  علی‌رغم توانمندی‌ها و همت کارشناسان سازمان انرژی‌های نو، با توجه به پتانسیل سرشار انرژی خورشیدی در پهنه وسیع فلات ایران، به نظر می‌رسد در مقایسه با سرعت پیشرفت سایر کشورها در عرصه توسعه انرژی خورشیدی، ایران هنوز به‌شتاب لازم در توسعه نیروگاه‌های خورشیدی دست نیافته است. شاید یکی از علل عقب‌ماندگی ایران در توسعه بهره‌گیری از انرژی خورشیدی، عدم‌حمایت دولت از بخش خصوصی باشد. شرکت سانا (سازمان انرژی‌های نو) به‌عنوان کانون برنامه‌ریزی و ساماندهی می‌تواند با کمک وزارت نیرو پس از تهیه طرح جامع انرژی کشور در چارچوب طرح آمایش سرزمین، به حمایت بخش خصوصی بپردازد و با تولید صدها هزار مگاوات برق در پهنه وسیع بیابان‌ها و کویرهای ایران، بتواند:

  • به کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی و تلطیف هوای شهرهای کشور کمک کند
  • موجبات صدور برق به کشورهای همسایه را فراهم آورد
  • در مصرف نفت و گاز کشور صرفه‌جویی کند
  • به تشکیل نهادهای مدنی و تخصصی توسعه انرژی خورشیدی کمک کند
  • به کمک تلفات انتقال و توزیع برق شبکه‌های موجود بشتابد و مبالغ بسیار هنگفتی که صرف هزینه تولید نیروگاه‌های فسیلی و تلفات شبکه می‌شود، صرفه‌جویی شود. با قیمت‌های جدید برق چنین احساس می‌شود. که هر خانوار ایرانی مقرون‌به‌صرفه است که یک نیروگاه کوچک برق خورشیدی حداقل یک کیلوواتی برای مصارف روشنایی و کولر روی پشت‌بام خود نصب کند و از مزایای این انرژی لایزال و پاک بهره‌مند شود.

  امید است با اقدامات دولت یازدهم، سازمان برنامه‌وبودجه بازگشایی‌شود و با تجمیع نخبگان و کارشناسان به تدوین طرح جامع انرژی و طرح جدید جامع آب کشور در چارچوب طرح آمایش سرزمین بپردازد و به بخش‌های اساسی توسعه کشور سامان دهد.