در آغاز شاید لازم به یادآوری باشد که بگوییم مقدار کل انرژی خورشیدی دریافتی زمین، بسیار فراتر از نیازهای فعلی و پیش بینی شده انرژی در جهان است. اگر این انرژی به طور مناسب مهار شود، می تواند بخش مهمی از نیازهای انرژی آینده بشریت را برآورده سازد. انرژی خورشیدی به دلیل عرضه پایان ناپذیر و ویژگی کم آلاینده [زیرا برای تولید مواد لازم مانند پنلها و یا آینه ها میزانی آلودگی ایجاد می شود]، برخلاف سوخت های فسیلی تجدیدناپذیر مثل ذغال سنگ، نفت و گاز طبیعی، به طور فزاینده ای در کشورهای مختلف، حتی کشورهای اروپایی که میزان بالایی از تابش خورشید را ندارند، در دستور کار حکومتها قرار گرفته است. در این سومین مقاله در باره وضعیت انرژی در ایران و لزوم داشتن راهبرد ملی پایدار در زمینه انرژی، با موضوع انرژی خورشیدی، اینبار انرژی خورشیدی برای تولید گرما را مورد بررسی قرار میدهم. در شماره قبل بطور مفصل مسئله انرژی خورشیدی بمنظور تولید مستقیم برق از طریق اثر فتوولتائیک در ایران را بررسی کردم و مشخص شد که کمتر از نیم درصد برق ایران از طریق انرژی خورشیدی تامین می شود.[ ۱] ابتدا در این مقاله به مورد دیگری از استفاده از انرژی خورشیدی می پردازم که خود دو حالت دارد: تنها برای تولید گرما و دوم، حالت متمرکز برای تولید گرما و استفاده از آن برای تولید برق. در پایان نیز دلایل شکست استفاده از انرژی خورشیدی و یا بطور کلی استفاده از انرژی های تجدید پذیر در ایران را بیان می کنم.
1 ـ استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید گرما: در فناوری انرژی حرارتی خورشیدی برای مصارف با دمای پایین، گرما از پرتوهای خورشید تولید شده و مستقیماً از آن استفاده می شود. این تاسیسات که در دمای کمتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد کار می کنند، در منازل و محلهای تجاری (آب گرم و گرمایش هوا) کاربرد دارند و همچنین می توانند طیف گسترده ای از نیازهای صنعتی را نیز برآورده سازند. این فناوری سهم بزرگی از انرژی خورشیدی تولید شده در سراسر جهان را به خود اختصاص می دهد. در این فناوری از جذب کننده های نور [collector] یا کلکتورهای حرارتی برای جذب گرمای پرتوهای خورشید و انتقال آن به یک سیال انتقال حرارت مانند هوا، آب یا الکل [ضد یخ] استفاده می شود که به نوبه خود آن را به مناطقی که قرار است گرم شوند منتقل می کند. همچنین کلکتورهای هوای حرارتی خورشیدی وجود دارند که برای خشک کردن محصولات کشاورزی استفاده می‌شوند و نوعی دیگر هم وجود دارد که عمدتاً برای گرم کردن آب استخرها از آن استفاده می‌شود که در آمریکا رایج است. این طریق استفاده از انرژی خورشیدی دو صورت دارد، یا اینکار بطور اختصاصی در منازل و ساختمانهای شخصی با قرار دادن پنلهایی صورت می گیرد و یا برای استفاده در مجموعه ای بزرگتر از ساختمانها، از این پنلها برای تامین گرمای عمومی آن مجموعه استفاده می شود. طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی در سال ۲۰۲۳، ظرفیت تجمعی حرارتی خورشیدی در حال عمل در پایان سال ۲۰۲۲ معادل ۵۴۲ گیگاوات ساعت بوده با استفاده از ۷۷۴ میلیون مترمربع مساحت کل جذب کننده ها [کلکتور]. این میزان افزایش خالص ۱۹ گیگاوات یا ۲۷.۱ میلیون متر مربع کلکتور را نسبت به سال قبل از آن را نشان می دهد.
در ایران، همانطور که در مقاله قبل آمد، میزان تابش خورشید بسیار بالاست. حتی در مناطقی که زمستان سردی دارند مانند مناطق غرب کشور، در استانهای کردستان، اردبیل، آذربایجان، همدان و کرمانشاه و … روزهای آفتابی در زمستان کم نیستند. اما تاکنون تدبیری برای استفاده وسیع از انرژی خورشیدی برای گرم کردن حتی در همین مناطق نیز ترسیم نشده است. برای اینکه خوانندگان بهتر موضوع را درک کنند مثال کشور همسایه ترکیه را می زنم. بر اساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی، در سال ۲۰۲۰، قدرت نصب شده تجمعی کلکتورهای حرارتی خورشیدی در ترکیه، به ۱۸.۴ گیگاوات ساعت[۲۶ کیلو‌متر مربع کلکتور] رسید و با ۳.۷ درصد کل تولید حرارت خورشیدی در جهان در رتبه دوم پس از چین (۷۲.۸ درصد) قرار گرفت. اما در کشور ما ایران میزان تولید حرارت از انرژی خورشیدی بسیار ناچیز است حتی به یک دهم درصد هم نمی رسد. کلکتور دستگاههای آب گرمی هم که برای مصرف خانه ها در ایران بفروش می روند ساخت ترکیه هستند! حتی برای چنین دستگاههایی که در ایران امکان ساخت کامل آنها براحتی وجود دارد، ایران وارد کننده است. از این دستگاهها استقبال چندانی نمی شود زیرا با اینکه استفاده از این سیستم، باعث پایین آمدن مصرف گاز منازل تا ۵۰ درصد می شود اما قیمت اولیه آن بالاست و برعکس کشورهایی مانند ترکیه و قبرس و یونان و اسرائیل استفاده از این تلکنولوژی ساده، عمومیت نیافته است.
2 ـ استفاده از فناوری خورشیدی متمرکز برای تولید برق. در این روش استفاده از انرژی خورشیدی، از آینه های انبوهی برای متمرکز کردن تابشهای خورشیدی بروی سطحی که در آن ماده ای خاص قرار دارد استفاده می شود. این ماده می تواند انرژی خورشیدی را جذب کند و سپس بسیار گرم شده و این حرارت را به آب انتقال دهد و بخار آب ناشی از این گرم شدن توربینهای تولید برق را براه می اندازد. در واقع اینجا از یک نیروگاه خورشیدی سخن به میان می آید. این روش دارای مزیت ذخیره‌سازی داخلی انرژی حرارتی است که به آنها اجازه می‌دهد حتی زمانی که خورشید نمی‌تابد به تولید برق ادامه داد. این ویژگی قابلیت توزیع و قابلیت اطمینان نیروگاه ها را افزایش می دهد. در صورتیکه اگر برق مستقیما از طریق فتوولتائیک تولید شود برای استفاده در زمانهایی که خورشید نیست نیاز به باطری است که فعلا هزینه آن بالاست.
کشورهایی که در زمینه استفاده از انرژی خورشیدی متمرکز موفق بوده اند و سرمایه گذاری های مهم انجام داده اند عبارتند از: چین، اسپانیا، مراکش، اسرائیل، افریقای جنوبی، شیلی، استرالیا، دبی و امریکا. در این کشورها نیروگاههای خورشیدی برای تولید برق از ۱۰۰مگاوات تا ۷۰۰ مگاوات ساخته شده اند. میزان آفتاب هیچیک از این کشورها بیشتر از ایران نیست. بعنوان نمونه، امسال مجتمع انرژی خورشیدی ۹۵۰ مگاواتی در دبی که میزبان کنفرانس تغییرات آب و هوایی COP۲۸ بود افتتاح شد. البته این تاسیسات هیبریدی است و از قدرتمندترین سیستم های انرژی خورشیدی متمرکز روی زمین با قدرت ۷۰۰ مگاوات و یک واحد فتوولتائیک ۲۵۰ مگاواتی تشکیل شده است که می تواند برق را به قیمتی مناسب تولید کند.
اما در ایران تنها دو مرکز برای تولید برق خورشیدی متمرکز درست شده است. نیروگاه خورشیدی، اول بار در شیراز در سال ۱۳۸۷ تأسیس شد. خوانندگان محترم دقت کنند تصمیمگیری برای تاسیس این نیروگاه، قبل از بحران هسته ای بوده و این نیروگاه نخستین نیروگاه خورشیدی ایران و در زمان خود بزرگترین نیروگاه خورشیدی خاورمیانه بوه است! در حال حاضر توان این نیروگاه ۲۵۰ کیلووات است که بسیار ناچیز است و بیشتر بصورت آموزشی از آن استفاده می شود. اهمال در بهره گیری و تکمیل فناوری و بروز کردن سیستم های همین نیروگاه به بهترین نحو شهادت می دهد چگونه سیاست هسته ای جاهلانه جمهوری اسلامی، انرژی خورشیدی را به اغما برد زیرا بنا بود این نیروگاه گسترش پیدا کند اما اکنون پس از گذشت ۱۵ سال، شاهد هستیم که هیچ تغییری در آن حاصل نشده است. نیروگاه دوم، در سال ۱۳۸۸در یزد ساخته شد که طرح آن نیز به قبل از بحران اتمی بر می گردد. در ابتدا در طرحی که با یک شرکت آلمانی داشتند، بنا بود این نیروگاه با قدرت ۱۰۰ مگاوات ساخته شود اما بدلیل عدم سرمایه گذاری کافی، کار تولید برق خورشیدی این نیروگاه به ۱۷ مگاوات [یعنی کمتر از ۳ درصد توان نیروگاه خورشیدی دوبی!] یعنی تقریبا هیچ! تقلیل پیدا کرد. در مجموع، تولید برق ایران از طریق خورشیدی متمرکز [۱۷,۲۵مگاوات] حتی به ۳ده هزارم ظرفیت کل تولید برق ایران [ ۹۱ گیگاوات] نیز نمی رسد و اگر با نیروگاه خورشیدی متمرکز دوبی مقایسه کنیم ایران تنها دو نیم درصد توان دوبی آن را دارد!
تمامی این داده ها بما می گوید که وضعیت استفاده از انرژی خورشیدی چه برای تولید حرارات چه نوع متمرکز آن برای تولید برق بدتر از میزان استفاده از آن بصورت فتوولتائیک است و در کل از انرژی خورشیدی استفاده چندانی در ایران نمی شود.
علل عدم موفقیت استفاده از انرژی خورشیدی در ایران
دلائل مختلفی برای این امر وجود دارد که در ایران؛ کشور خورشید، حتی برای گرم کردن آب هم از انرژی خورشیدی استفاده نمی شود. البته همان دلایل، چگونگی عدم موفقیت گسترش فناوری و استفاده از دیگر انرژی های تجدید پذیر در ایران را نیز روشن میکند و این امر تنها مربوط به انرژی خورشیدی نیست. مسلما در نبود یک برنامه ملی راهبردی پایدار و با پیش گرفتن و ادامه خائنانه سیاست هسته ای خانمانسوز، پیشرفت جدی در این زمینه حاصل نمی شود. از سوی دیگر جمهوری اسلامی به گاز بعنوان انرژی ارزان قیمت نظر دارد و در این زمینه، سیاستی روزبروز و نه دراز مدت را دنبال می کند. ایران هنوز در صف اول کشورهایی است که بیشترین یارانه را در زمینه مصرف انرژی فسیلی دارد که نه تنها باعث اتلاف انرژی بلکه مسبب الودگی شدید نیز شده است و بر اساس مطالعات و ارزیابی‌هایی صورت گرفته، ایران در زمینه تولید دی اکسیدکربن، تولید گازهای گلخانه‌ای و دی‌اکسید گوگرد، جزو ۱۰ کشور اول جهان است.
بر اساس گزارش مرکز پژوهش های مجلس شورای اسلامی، “بخش انرژی کشور در لایه سیاست گذاری و قانون گذاری با چالش های فقدان متولی مشخص، متصدی بودن سیاست گذاران، سیاست زدگی برنامه ریزی انرژی، نبود ارتباط سازنده بین نهادها و دستگاه ها و در دسترس نبودن آمار و ارقام صحیح و یکپارچه جهت تدوین سیاست های جامع انرژی کشور مواجه است.” اما همه مشکل تنها اینها نیست زیرا مسئله انرژی از دیگر مسائل جدا نیست.
شورای جهانی انرژی World Energy Council در راستای پیش بینی و تحلیل بهتر آینده انرژی در افق ۲۰۶۰، سه سناریوی مختلف ارائه داده است که بدترین آنها سناریوی هاردراک نامیده می شود و ایران عملا با سیاست و رفتاری که در دهه های اخیر پیشه کرده است، در بستر سناریوی هاردراکی عمل می کند که در آن سرمایه گذاری، ایجاد و تجاری سازی فناوری های انرژی های تجدیدپذیر خارج از دسترس شده است، اولویت های زیست محیطی در جذب منابع شکست خورده و تنها در حد قوانین باقی می مانند. بقول شورای جهانی انرژی در دنیای سناریوی هاردراک، “رشد اقتصادی، به دلیل رشد پایین بهره وری، جمعیت سالمند، و رشد کند نیروی کار پایین است و فقر و نابرابری رشد می کند. و قوانین سخت گیرانه و بروکراسی باعث کاهش سرمایه گذاری در سیستم های انرژی می شود.” بنابراین سناریو، سوخت های فسیلی به عنوان منبع غالب انرژی تا سال ۲۰۶۰ باقی می مانند. متاسفانه جمهوری اسلامی تمامی علائم عملکرد در این سناریو را از خود بروز می دهد. بعنوان نمونه اگر به سیاست عرضه سوخت توجه کنیم، متوجه می شویم یکی از نابسامانی ها عرضه سوخت بسیار ارزان به طبقات مرفه جامعه است. سید مهدی علوی‌نیا سرپرست طرح بهینه‌سازی مصرف گاز شرکت ملی گاز ایران می گوید: “درکشور ما نرخ خرید هر مترمکعب گاز در پله اول در بخش مصارف خانگی حدود ۴۱۴ ریال است، هرچند با فرض در نظر گرفتن نرخ 6 هزار تومانی برای پله آخر فرد پرمصرف، باز هم این دسته از افراد بدمصرف از یارانه زیادی در زمینه گاز بهره می‌برند. که معنی چنین محاسبه‌ای توزیع یارانه زیاد حتی برای این دسته از مصرف‌کنندگان گاز در کشور است.” در حال حاضر در کشور با عرضه سوخت به قیمت نازل سالانه چیزی حدود ۸۲ تا ۸۳ میلیارد دلار یارانه انرژی توزیع می‌شود که بخش عمده آن مربوط به یارانه گاز است که بیشتر ثروتمندان از آن بهره می برند. واقعیت این است که حتی با فرض محاسبه نرخ گاز افراد بدمصرف با عدد 6 هزار تومان، بازهم این عده از افراد در جامعه، کمتر از یک دهم اروپایی‌ها هزینه گاز در کشور پرداخت می‌کنند. طبق گزارش وزارت تعاون، کار و رفاه اجتماعی، توزیع مشترکین پرمصرف تهرانی که در پله‌های پر مصرف گاز هستند، نشان می‌دهد که ۸۸.۸۳ درصد از آنها در مناطق گران و مرفه شمالی تهران ساکن هستند، حال آنکه تنها ۱۱.۱۷ درصد از آنها در نیمه جنوبی شهر سکونت دارند. نکته جالب اینکه سهم سه منطقه ۱، ۲ و ۳ تهران که گران‌ترین مسکن را داشته و مرفه‌ترین مناطق تهران محسوب می‌شوند، به تنهایی ۶۵.۹۷ درصد است. نتیجه اینکه میزان مصرف گاز در کشور بسیار بالا است؛ مصرفی که منجر به تولید ثروت برای کشور نمی‌شود، در کادر یک برنامه راهبردی دراز مدت باید قیمت گاز حداقل برای پرمصرفها بالا رود تا راه برای سرمایه گذاری روی انرژی خورشیدی و دیگر انرژی های تجدید پذیر هموار گردد و از انرژی فسیلی نیز استفاده بهینه شود.
نتیجه اینکه در زمینه استفاده از انرژی حرارتی خورشیدی و نوع متمرکز آن، هر چه زودتر باید سیاست جدیدی پی گرفت. اول اینکه با تغییر کامل نوع پرداخت یارانه و با تولید کلکتورها در ایران، میتوان بسرعت راه را برای استفاده از انرژی خورشیدی حرارتی در مکانهای مسکونی و تجاری باز کرد. ثانیا دولت هم باید در زمینه “انرژی خورشیدی متمرکز” با ساختن نیروگاههای متعدد با توان متوسط حدود ۵۰۰ مگاوات در چندین نقطه از کشور سرمایه گذاری کند. از زمان شاه تاکنون حاکمان از ساختن ۲۰ راکتور هسته ای در ایران سخن به میان آورده اند! در ۳۰ سال اخیر هم جمهوری اسلامی سیاست غنی سازی جاهلانه را پیش برده و ایران را بسیار ضربه پذیر کرده است. حداقل در فرصت ۲۰ ساله اخیر که چالش گرمایش زمین و انرژی در برابر جهانیان قرار گرفته است و لزوم استفاده از انرژی های تجدید پذیر مسلم شده، اگر تدبیر و عقلانیت بر ایران حاکم بود، ایران براحتی می توانست نیروگاههای خورشیدی متعددی داشته باشد. چنانچه همانطور که در بالا آمد اولین نیروگاه خورشیدی خاورمیانه در ایران ساخته شد! ولی از آنزمان تاکنون کوچکترین کاری برای گسترش و بهینه سازی در این زمینه صورت نگرفته است. شکست شدید جمهوری اسلامی با توسل به مدیریتی از نوع “مداحی” در زمینه انرژی، مسلما تنها محدود به انرژی های تجدید پذیر نمی شود بلکه روش استفاده از انرژی فسیلی نیز به فاجعه تبدیل شده است. عمق فاجعه بسیار بیشتر و دردناکتر است اگر در نظر بگیریم که ایران با داشتن یک درصد از جمعیت جهان، ۸ درصد منابع طبیعی دنیا را در اختیار دارد و با اینحال اکثریت بزرگی از مردم در فقر و نابسامانی اجتماعی بسر می برند و اضافه بر این ایران مسئولیت و نقش مهمی در تحولات گرمایش اقلیمی دارد. متاسفانه نتایج تخریبی اینگونه مدیریت، محدود به زمان فعلی نمی ماند و اثرات منفی آن برای سالهای طولانی در میهن باقی خواهد ماند. از اینرو تغییر رژیم، استقرار حاکمیت ملی، تدبیر سیاست راهبردی پایدار در زمینه انرژی با استفاده از علم و مدیریتی توانا، ضرورتی عاجل است و فرصت اما بسیار کوتاه.
مهران مصطفوی
[ ۱] چگونه ربع قرن سیاست هسته‌ای، انرژی خورشیدی را به اغما برد! مهران مصطفوی https://news.gooya.com/2023/12/post-82754.php
COP28، خروج از انرژی فسیل و آینده ایران، مهران مصطفوی
COP28، خروج از انرژی فسیل و آینده ایران، نویسنده مهران مصطفوی