Share

فاصله بین خورشید و زمین ۱۵۰ میلیون کیلومتر است. اگر از این فاصله سطحی معادل یک مترمکعب را فرض کنید که به‌طور عمودی با سطح تابش خورشید تماس حاصل کند، انرژی معادل ۱۳۶۸ وات برای هر متر مربع به زمین می‌رسد. اما تابش خورشید در درجه اول با اتمسفر اطراف زمین ارتباط پیدا می کند و از این میزان حدود ۱۰۰۰ وات آن به سطح زمین می‌رسد.

جمعاً ۸۸۵ میلیون تراوات ساعت در سال انرژی به سطح زمین می‌رسد. بنابر گزارش IEA این میزان انرژی برابر است با ۴۲۰۰ برابر انرژی که انسان در سال ۲۰۳۵ استفاده خواهد کرد.

در حال حاضر چهار روش برای جذب انرژی خورشیدی استفاده می‌شود که این چهار روش به نوبه خود اقسام مختلفی دارد. هر کدام از این روش‌ها نقاط ضعف و قوت خود را دارد که موضوع بحث این مقاله نیست. به طور اختصار این چهار روش عبارت هستند از:

  • پانل‌های خورشیدی: تبدیل انرژی خورشید مستقیم به برق توسط شیسل و یا به تازگی توسط فیلم‌های مخصوص صورت می‌گیرد.
  • گرم کردن مایعی برای مثال آب یا محلولی تا دمای پائین برای مثال کمتر از ۱۰۰ درجه. برای مثال در ترکیه این روش بسیار رایج است.
  • متمرکز کردن تابش خورشید به یک جذب کننده‌، تا به این وسیله دمای جذب کننده را از ۳۵۰ تا ۱۰۰۰ درجه بالا ببرد و این دما و فشار به نوبه خود برای گرداندن توربین و تولید برق مورد استفاده قرار گیرد.
  • تبدیل انرژی خورشیدی به سوخت برای مثال توسط میکروبیولوژی و یا نوعی از خزه‌های دریایی.

یکی از روش‌هایی که از همه بیشتر رشد نشان داده است و قیمت آن بسیار تنزل کرده است پانل‌های خورشیدی است. به همین خاطر این نوع نیروگاه‌ها یا بهتر بگوییم مزارع پانل‌های خورشیدی مورد مطالعه این نوشتار قرار گرفته است.

پانل‌های خورشیدی

تابش خورشید بر مبنای GHI در بسیاری از مناطق ایران به‌خصوص در مرکز و در جنوب غربی ایران بسیار بالا است.[i] در این محاسبات حدود ۲۲۰۰ کیلووات ساعت برای هر مترمربع و سال در نظر گرفته شده است که تقریباً این حداکثر انرژی خورشیدی است که توسط پانل‌های خورشیدی در قسمت‌های جنوبی و جنوب غربی ایران قابل جذب است. این رقم برای مثال در شمال ایران حدود ۱۲۰۰ کیلووات ساعت برای هر متربع است؛ این میزان برابر است با انرژی خورشیدی برای پانل‌ها در جنوب آلمان.

خرید برق تضمینی

دولت ایران در سال ۱۳۹۵ جدولی برای خرید برق تضمینی ارائه داد که در آن نسبت به سال ۱۳۹۴ کاهش چشمگیری دیده می‌شود. بر اساس این جدول:

  • مزرعه خورشیدی با ظرفیت ۱۰ مگاوات یا بیشتر در ۱۰ سال اول برای هر کیلووات ساعت برق تولید شده ۴۹۰ تومان دریافت خواهند کرد
  • و در ۱۰ سال دوم نرخ تضمینی ۳۰٪ کاهش پیدا خواهد کرد[ii].
  • طول قرارداد ۲۰ سال فرض شده. از این رو در ۱۰ سال سوم نرخ معمولی برای هر کیلووات ساعت برق تحویل داده شده منظور شده است[iii].

بر اساس این داده‌ها و با نرخ بهره ۱۶ ٪ محاسبات همان‌طور که در نمودار یک نشان داده می‌شود تقریباً بعد از ۲۰ سال در بهترین حالت پروژه به سختی خود را از خط صفر بالا می‌کشد و در همان حد بالای صفر تا آخر طول عمر خود باقی می‌ماند(منحنی نارنجی).

باید توجه کرد معمولاً چنین پروژه‌های می‌باید حداقل حدود ۱۰٪ درصد بیش از سود بانکی در بیست سال اول بازدهی داشته باشد تا اینکه سرمایه گذار حاضر باشد سرمایه خود را در این کار به خطر بیاندازد. دلیل این هم این است که برای سرمایه بسیار امن‌تر است اگر سرمایه خود را در بانک جایگزین کند تا اینکه سرمایه خود را برای ۳۰ سال در پروژه‌ای بخواباند که با ریسک‌های بسیاری همراه است. برای مثال ریسک‌های همانند نرخ بهره، نرخ ارز، نرخ تورم، نرخ تعدیل قیمت تضمینی، مخارج ساخت که اگر گرانتر از حداقل حساب شده تمام شود، هزینه نگهداری، تغییر سیاست انرژی و تغییر تصمیم برای مثال تصمیم به گرفتن هزینه بالاتری از شرکت‌های تولید برق برای انتقال برق تولیدی آنها. هر کدام از این ریسک‌ها به تنهایی می‌تواند یک سرمایه‌گذاری به این بلند مدتی را از پا درآود.

نمودار۱: مخارج و درآمد در این نمودار نشان داده شده است. در این نمودار هزینه نگهداری ثابت در نظر گفته شده است. منحنی نارنجی تفاضل بین درآمد و مخارج را در طول سال نشان می‌دهد

در ضمن اینکه به احتمال قوی هزینه ساخت در اینجا کم فرض شده است. بنابر آمار NREL، هزینه برای مزرعه بالای ۱۰ مگاوات افزون بر ۲۰۰۰ دلار برای هر کیلووات است. دلیل اینکه قیمت پائین برای ساخت حساب شده است این است که فرض شده است که تولید داخلی آن بخش را که می‌تواند تولید کند. برای مثال مبدل‌ها را بتواند ارزانتر از تولید بین‌المللی تولید کند. باز به خاطر پائین بودن هزینه دستمزد، مخارج نگهداری کمی بیشتر از یک سوم مخارج نگهداری استاندارد در نظر گرفته شده است.

برای اینکه خواننده حساس بودن مخارج ساخت را در سرنوشت این سرمایه‌گذاری بهتر درک کند از روی مقایسه اگر فرض کنیم که مخارج ساخت از ۱۵۰۰ به ۲۰۰۰ دلار برای هر وات برسد در این صورت با ثابت بودن فرض‌های بالا این پروژه بیش از ۱۸ میلیارد دلار ضرر خواهد داد[iv].

قیمت گاز

همانطور که می‌دانید ایران دارای دومین منبع گاز در دنیا است. این منبع انرژی قیمت تولید بسیار پائینی دارد و نسبت به سوخت‌های فسیلی دیگر آلاینده‌های کمتری به همراه می‌آورد. قیمت ارزان گاز یکی از موانع اصلی پا گرفتن نیروگاه‌های تجدیدپذیر از جمله مزارع پانل‌های خورشیدی لااقل به لحاظ اقتصادی است.

در نمودار ۲ مقایسه‌ای بین راه‌حل‌های مختلف صورت گرفته. از یک طرف پانل‌های خورشیدی است که هر چند که احتیاج به سوخت ندارند اما احتیاج به سرمایه بالا دارند. و از طرف دیگر نیروگاه‌های گازی است که حتا اگر ۳۷ دلار برای هر تن دی اکسید کربن برای آن هزینه در نظر گرفته شود[v] و قیمت گاز صادراتی برای آن در نظر گرفته شود باز هزینه هر کیلووات ساعت همان‌طور که مشاهده می‌کنید بسیار پائین‌تر از برقی است که توسط پانل‌های خورشیدی تولید می‌کنند[vi].

نمودار۱: مخارج و درآمد در این نمودار نشان داده شده است. در این نمودار هزینه نگهداری ثابت در نظر گفته شده است. منحنی نارنجی تفاضل بین درآمد و مخارج را در طول سال نشان می‌دهد

نرخ تعدیل قیمت سوخت ۵٪ در سال و نرخ بهره برای سرمایه ۱۶٪  و هزینه سوخت و هزینه نگهداری ثابت در این محاسبات فرض شده است.

نرخ بهره

یکی از مشکلات سرمایه‌گذاری در ایران نرخ بهره است. از جمله به دلیل بالا بودن نرخ بهره است که سرمایه گذاری‌ها می‌باید یا سوددهی بالا داشته باشند و یا در مدت زمان کوتاه به سوددهی برسند.

همانطور که در نمودار یک در بالا مشاهده کردید در حالتی که نرخ بهره ۱۶٪ است، پروژه به سختی خود را پس از ۲۰ سال به سوددهی می رساند و منحنی نارنجی که نماینگر سوددهی است به سختی بعد از بیست سال خود را بالای خط صفر نگه می‌دارد. تازه این در صورتی است که تمامی فرض‌ها برای ساخت نیروگاه همانطور که پیش‌بینی شده است پیش برود.

در صورتی که همانطور که در نمودار یک مشاهده می‌کنید همان پروژه با نرخ بهره ۱۲٪ بعد از ۸ سال به سوددهی می‌رسد و تا ۲۰ میلیارد تومان سود دهی نشان می‌دهد.

نرخ ارز

از آنجایی که بخش بزرگی از سرمایه گذاری می‌باید صرف خرید تکنولوژی از خارج مرزها شود و در ضمن سرمایه به‌خصوص سرمایه خارجی دائم ارزش پول به دست آورده را همانند بهره در کاسه محاسبات خود قرار می‌دهد، از این‌رو مشکل نوسان نرخ ارز که متأسفانه بیشتر به سوی کم ارزش‌تر شدن ارزش ارز ملی است چالشی دیگر در سرمایه‌گذاری بر روی نیروگاه تجدیدپذیر است. برای مثال اگر نرخ دلار ۱۰ درصد افزایش یابد سرمایه‌گذاری که با نرخ بهره ۱۶٪ به سختی به سود دهی می‌رسید بیش از ۴ میلیارد تومان ضرر نشان خواهد داد.

عدم شفافیت تصمیم‌ها

تصمیم‌ها برای سبد انرژی می‌باید یک سیکل طولانی را دنبال کند. این تصمیمات می‌باید یک پشتوانه محکم داشته باشد تا سرمایه‌گذار مطمئن باشد که در طی ۳۰ سال آینده قوانین به ضرر او تغییر نمی‌کنند. برای مثال اگر قیمت انتقال برق که نیروگاه‌ها می‌باید آن را بپردازند یک شبه چند برابر شود و یا هزارن مالیات و عوارض و تصمیمات دیگر ثابت نماند و دائم تغییر کند، باعث بی‌ثباتی می‌شود که سرمایه هیچ آن را خوش ندارد.

یکی از این تصمیمات که تاثیر بسیاری بر روی پروژه می‌گذارد تعیین تعدیل نرخ تضمینی است. برای مثال اگر نرخ تعدیل قیمت تضمینی که در اینجا ۵٪ حساب شده است ۲ ٪ بشود این پروژه با نرخ ۱۶٪ درصد بهره نیز بیش از ۴ میلیارد تومان ضرر نشان خواهد داد.

نمودار۳: همانند نمودار ۱ هزینه و درآمد را نشان می‌دهد. با این تفاوت که نرخ بهره ۱۲٪ در نظر گرفته شده است. منحنی نارنجی روند سوددهی را در طول عمر پروژه نشان می‌دهد.

متأسفانه تغییر از عدم اعتماد به اعتماد زمان زیادی لازم دارد. زمان طولانی که می‌باید مبنای تصمیم‌ها شفاف و صحیح باشد تا رفته رفته  بر سرمایه‌دار ثابت شود که می‌تواند به قوانین وضع شده اطمینان کند و در صورت عدم رعایت قوانین فعلی و یا وضع قوانین جدید که متعارض با قوانین قبلی است بداند که می‌تواند به مرجعی مستقل ارجاع کند و حق خود را باز پس بگیرد.

آلودگی هوا

یکی از نقاط قوت پانل‌های خورشیدی این است که در مقیاس کوچک نیز می‌تواند تولید برق بکند و حتی در بسیاری از مواقع می‌تواند مازاد مصرف خود را که تولید کرده است به شبکه ارسال کند. برای مثال نسب پانل‌های خورشیدی در پشت‌بام‌ها یکی از راه کارهایی است که بسیار در دنیای صنعتی پا گرفته است.

کارایی پانل‌های خورشیدی با آلودگی هوا پائین می‌آید و متأسفانه در شهرهای کلان ایران آلودگی‌های هوا مانع بزرگی برای این‌گونه تولید برق است. البته بعضی از پانل‌ها نسبت به انواع دیگر آن حساس‌ترند. برای مثال یک نوعی از پانل‌های خورشیدی که کارایی بالایی دارند و با گرم شدن هوا کاریی بهتری پیدا می کند و برای ایران بسیار مناسب به نظر می‌رسند. اما این پانل‌ها یک ضعف عمده دارند و آن این است که اگر بخشی از پانل کثیف شود که نتواند برق تولید کند آن بخش هر چند که کوچک باشد تمامی پانل را از کار می‌اندازد.

از این رو این پانل‌ها بسیار حساس به تمیز بودن سطح آن و فضای اطرف آن می‌باشد. متاسفانه مناطق مرکزی و جنوبی ایران که بسیار مناسب این گونه پانل‌ها هستند با معضل طوفان‌های شنی دست و پنچه نرم می‌کنند که کارایی پانل‌ها را پائین می‌آورد.

حاصل سخن

همانطور که در بالا آمد ساخت مزارع پانل‌های خورشیدی در ایران با چالش‌های سختی روبرو است. سوالی که اولویت دارد این است که آیا دولتمردان می‌خواهند که نیروگاه‌های تجدیدپذیر در سبد انرژی قرار گیرند یا نه. جواب دادن به این سوال در گرو کسب اطلاعات اولیه بسیاری است. نمی‌شود فقط گفت این مدرن است و یا جالب است و یا برای محیط زیست حتماً خوب است و در همان حال سوخت فسیلی خود را به خارج مرزها بفروشیم تا آنها به‌جای ما بسوزانند و ما با این پول به‌دست آمده نیروگاه تجدیدپذیر را گران بخریم.

بلکه می‌باید دید که برای مثال ساخت اینگونه نیروگاه‌ها در اقتصاد کلان ایران به چه معنی است. چه میزان می‌تواند کار تولید کند. و یا شاید باور داشته باشیم که می‌توانیم با رشد این صنعت نقش مهمی در صادرات کشور داشته باشیم. اگر بنابر این باشد در این صورت می‌باید که دولت به نحوی عمل کند که رشد این صنعت را ممکن کند.

برای مثال:

  • تشویق مراکز پژوهشی.
  • تشویق مراکز تولید در سطوح مختلف.
  • تسهیل جریان انتقال اطلاعات از مصرف کننده به تولید کننده و به مراکز پژوهشی تا تولید کننده بداند که نواقص چیست و آن را رفع کند و یا مراکز پژوهشی بدانند که کدامین نواقص اولویت برای خط تولید دارد.
  • تسهیل در خدمات اداری. برای مثال یکی از معضلاتی که نیروگاه‌های تجدیدپذیر به‌خصوص نیروگاه‌های بادی در اروپا در ابتدا با آن مواجه بودند دریافت اجازه برای ساخت نیروگاه بود. به درستی معلوم نبود که شهرداری‌ها، استانداری‌ها و مراجع مختلف کدامین حقوق و یا مسئولیت‌ها را دارند.
  • مناسب کردن شبکه برق‌رسانی چنانکه مصرف‌کنندگانی که همزمان می‌توانند در مواقعی خود نیز تولید کننده باشند برق تولیدی‌شان در شبکه انتقال برق جذب شود.

همانطور که می‌بینید ما باید سبد انرژی خود را با وضعیت خودمان در ایران تعریف کنیم.

در آخر می‌باید چند نکته را ذکر کنم:

اول اینکه آوردن چالش‌ها به عنوان مخالفت با نیروگاه تجدیدپذیر نیست بلکه بیان مشکلات است که اگر بخواهد این نوع تولید برق تجدیدپذیر در ایران پا بگیرد می‌باید این مشکلات را از سر راه برداشت.

دوم اینکه اینگونه بررسی‌ها معمولاً هر ساله صورت می‌گیرد. این به این دلیل است متغیرهای اینگونه محاسبات دائم در تغییر است برای مثال قیمت ساخت پانل‌ها و دیگر راه حل‌های تجدیدپذیر دائم در تغییر است و رو به پائین رفتن دارند. محاسباتی که امسال صادق است ممکن است ۵ یا ۱۰ سال دیگر صادق نباشد. برای مثال بر طبق پیش بینی‌ها قیمت ساخت یک مزرع خورشیدی با ۱۰ مگاوات توان تا سال ۲۰۲۰ به ۱۰ میلیون دلار کاهش می‌یابد (گرچه در این محاسبات ۱۵ میلیون دلار فرض شده است).


پانویس

[i] تابش خورشید را با سه معیار سنجده می شود که عبارتند از :

(DNI (Direct Normal Irradianc

(DHI (Diffuse Horizontal Irradiance

(GHI (Global Horizontal Irradiance

GHI به نوعی جمع DNI و DHI می‌باشد و برای  پانل‌های خورشیدی GHI است که مهم است و در ایران در قسمت‌های جنوب مرکزی و جنوب شرقی ایران این میزان حدود ۲۲۰۰ کیلووات بر متر مربع و سال می‌باشد. در تمامی محاسبات این مقاله این رقم استفاده شده است.

[ii] هزینه انتقال برق را در یکی از نوشتار حدود ۱۴ تومان برای هر کیلووات ساعت ذکر شده است که در این محاسبات این میزان حساب نشده است. در ضمن به درستی معلوم نیست که برق تحویل گرفته شده در کدام نقطه صورت می‌گیرد و آیا هزینه افت برق در شبکه در آن منظور شده است یا نه. در این محاسبات برق تحویل داده شده در نیروگاه است و افت برق در آن حساب نشده است.

[iii] علاوه بر نکات بالا این پیش فرض‌ها برای محاسبه نیز در نظر گرفته شده است:

  • طول عمر پانل‌های خورشیدی در اینجا ۳۰ سال فرض شده است. به‌ طور معمول در محاسبات ۲۵ سال فرض گرفته می‌شود.
  • شاخص تعدیل قیمت در طول عمر پانلهای خورشیدی ۵٪ حساب شده است.
  • قیمت ساخت ۱۵۰۰ دلار برای هر کیلووات.
  • نرخ دلار ۴۰۰۰ تومان.
  • مزرع خورشیدی با توان ۱۰ مگاوات در محاسبات منظور شده است.

[iv] اینگونه محاسبه را محاسبه حساسیت می‌نامند. و نشان می‌دهد یک پروژه تا چه حد می‌تواند بدتر از آن چیزی بشود که فرض شده و هنوز سود دهی داشته باشد.

[v] هزینه دی اکسید کربن شامل آن بخش از هزینه‌ها می‌شود که گاز دی اکسید کربن می‌تواند برای جامعه و طبیعت درست کند. متأسفانه این هزینه در حال حاضر در بخش بزرگی از جهان بر روی کاغذ است و در محاسبات سبد انرژی محسوب نمی‌شود. اگر فرض بگیریم که در محاسباتی این هزینه چنان بالا است که آن روش دیگر نمی‌تواند در سبد انرژی قرار بگیرد این به این معنی باید باشد که آن میزان سوخت فسیلی نه در ایران سوخته شود و نه صادر شود تا در جایی دیگر از این کره زمین سوخته شود. برای مطالعه در مورد هزینه گاز دی اکسید کربن می‌توانید به اینجا مراجع کنید.

[vi] قیمت گاز تحویل داده شده به نیروگاه‌ها را ۱۶۰ تومان برای هر مترمکعب فرض شده است. این در حالی است که قیمت گاز تحویل داده شده ۸۰ تومان بیشتر نیست. قیمت تمام شده گاز حدود ۱۰۰ تومان برای هر مترمکعب می‌باشد و از اینرو قیمت گاز تحویل داده شده به نیروگاه‌ها اگر اقتصادی بدون سوبسید داشته باشیم نمی‌باید به زیر این قیمت برود.


از این نویسنده

در همین زمینه

Share