خورشید هم سقف دارد! خرابش نکنید
برخی کارشناسان هشدار میدهند: توسعه کمی نیروگاههای خورشیدی، بدون زیرساختهای دیگر در آینده ایران را به گورستان پنلهای خورشیدی تبدیل میکند که کارایی لازم را نخواهند داشت.
«تا میتوانید نیروگاه خورشیدی بسازید». این گزاره شاکله بسیاری از برنامههای صنعت برق تجدیدپذیر در ایران را تشکیل میدهد و برخی کارشناسان هشدار میدهند: توسعه کمی نیروگاههای خورشیدی، بدون زیرساختهای دیگر در آینده ایران را به گورستان پنلهای خورشیدی تبدیل میکند که کارایی لازم را نخواهند داشت. با این حال مسئولان بر این باورند که آینده صنعت برق ایران بدون توسعه انرژیهای تجدیدپذیر، بهویژه خورشیدی، قابل تصور نیست.
به گزارش برقمدیا، ایران نیز با برخورداری از یکی از بالاترین میزانهای تابش خورشید در جهان، ظرفیت طبیعی کمنظیری برای بهرهگیری از این منبع انرژی دارد؛ ظرفیتی که در نگاه نخست، میتواند نویدبخش پایان ناترازی برق باشد. اما آیا واقعاً هرچه نیروگاه خورشیدی بیشتری ساخته شود، خاموشیها نیز به همان نسبت کاهش پیدا میکند؟ آیا شبکه برق ایران توان جذب هر میزان برق خورشیدی را دارد یا توسعه این نیروگاهها نیز مانند بسیاری از زیرساختهای دیگر، نقطهای بهینه دارد؟
برای پاسخ به پرسشهای مطرح شده، لازم است به یکی از جدیدترین گزارش تحقیقاتی بازوی پژوهشی مجلس مراجه کرد که نشان میدهد: برخلاف تصور رایج، این است که خورشید هم سقف دارد؛ البته نه از نظر میزان تابش یا ظرفیت طبیعی، بلکه از منظر بازدهی در شبکه برق.
مرکز پژوهشهای مجلس میگوید: در شرایط فعلی، توسعه نیروگاههای خورشیدی تا حدود ۲۰ هزار مگاوات بیشترین اثر را بر کاهش ناترازی برق دارد؛ اما پس از این نقطه، بدون اصلاحات اساسی در شبکه، افزایش ظرفیت نصبشده دیگر به همان نسبت، خاموشیها را کاهش نخواهد داد. آیا سیاستگذاران حوزه انرژی به این هشدار توجه دارند؟
برق خورشیدی، نسخهای شفابخش یا ...؟
این گزارش میافزاید: انرژی خورشیدی در سالهای اخیر از یک انتخاب زیستمحیطی فراتر رفته و به یکی از ارکان سیاستگذاری صنعت برق تبدیل شده است. چه اینکه رشد مصرف برق، فرسودگی بخشی از نیروگاههای حرارتی، محدودیت تأمین سوخت و افزایش هزینههای سرمایهگذاری، همگی باعث شدهاند خورشید بیش از هر زمان دیگری بهعنوان راهحلی برای عبور از بحران برق مطرح شود.
اما سوال کلیدی اینجاست که شبکه برق ایران تا چه اندازه آمادگی پذیرش این ظرفیت جدید را دارد؟ کارشناسان مرکز پژوهشهای مجلس معتقدند: برخلاف تصور رایج، ظرفیت طبیعی خورشید، تنها یکی از اجزای معادله است. جزء مهمتر، توان شبکه برای جذب، مدیریت و بهرهبرداری از برق تولیدشده است؛ موضوعی که اگر نادیده گرفته شود، میتواند بازده سرمایهگذاری در توسعه نیروگاههای خورشیدی را بهتدریج کاهش دهد.
در میان دهها جدول، نمودار و شاخص فنی، یک عدد بیش از همه جلب توجه میکند؛ ۲۰ هزار مگاوات. این عدد، صرفاً یک هدف توسعهای یا برآورد آماری نیست، بلکه نتیجه ارزیابی وضعیت شبکه برق ایران با استفاده از چارچوب آژانس بینالمللی انرژی و شاخص ظرفیت اعتباری است. بر اساس نتایج این مطالعه، توسعه نیروگاههای خورشیدی تا این سطح، بیشترین بازده را در کاهش ناترازی برق دارد. تا جایی که برآوردها نشان میدهد دستیابی به این ظرفیت میتواند حدود ۷۵ درصد انرژی تأمیننشده و نزدیک به ۶۱ درصد ساعات ناترازی شبکه را جبران کند. به بیان دیگر، هر مگاوات نیروگاه خورشیدی که تا این نقطه احداث شود، نقش مؤثری در کاهش شکاف میان تولید و مصرف برق ایفا خواهد کرد.
نقطه تاریک پنلهای خورشیدی
بازوی پژوهشی مجلس هشدار میدهد: پس از عبور از این مرز 20 هزار مگاوات، بازده توسعه خورشیدی بهتدریج کاهش مییابد. این به معنای بیفایده بودن توسعه بیشتر نیست، بلکه نشان میدهد ادامه این مسیر، بدون سرمایهگذاری همزمان در زیرساختهای شبکه، دیگر همان اثربخشی گذشته را نخواهد داشت.
و اینجاست که خورشید غروب میکند، ناترازی صنعت برق نه! داستان چیست؟ یکی از مهمترین دلایل این کاهش بازده، به ویژگی ذاتی انرژی خورشیدی بازمیگردد. برق خورشیدی تنها در ساعات دارای تابش تولید میشود، در حالی که بخش مهمی از اوج مصرف برق ایران در ساعات عصر و شب رخ میدهد درست زمانی که تولید نیروگاههای خورشیدی به حداقل میرسد یا متوقف میشود. به همین دلیل، حتی اگر ظرفیت نصبشده نیروگاههای خورشیدی به میزان قابل توجهی افزایش یابد، بخشی از ناترازی همچنان پابرجا خواهد ماند؛ زیرا مسئله، فقط میزان تولید نیست، بلکه زمان تولید نیز اهمیت دارد.
این همان نقطهای است که گزارش، تفاوت میان «ظرفیت نصبشده» و «ظرفیت قابل اتکا» را برجسته میکند؛ چرا که همه ظرفیت اسمی نیروگاهها، در لحظه اوج مصرف قابل استفاده نیست و به همین دلیل، افزایش ظرفیت نصبشده همیشه به معنای افزایش متناسب ظرفیت قابل بهرهبرداری نخواهد بود.
برقابیها مکمل خورشیدیها
عجیب است اما واقعیت دارد. در نگاه نخست، تصور میشود توسعه انرژی خورشیدی به معنای کاهش نقش سایر نیروگاههاست، اما نتایج مطالعه جدید محققان مرکز پژوهشهای مجلس دقیقاً خلاف این برداشت را به تصویر میکشد و نشان میدهد آینده شبکه برق ایران نه در رقابت میان منابع مختلف تولید برق، بلکه در همکاری و همافزایی آنها رقم خواهد خورد.
بر این مبنا، در ساعات میانی روز که پنلهای خورشیدی با حداکثر ظرفیت برق تولید میکنند، میتوان تولید نیروگاههای برقآبی را کاهش داد و آب ذخیرهشده پشت سدها را برای ساعات عصر و شب حفظ کرد. سپس، با کاهش تابش خورشید و افت تولید نیروگاههای خورشیدی، نیروگاههای برقآبی وارد مدار شوند و کمبود تولید را جبران کنند. به اعتقاد پژوهشگران، همین الگوی بهرهبرداری هوشمند، میتواند اثربخشی توسعه نیروگاههای خورشیدی را چند برابر کند. در واقع، گزارش تأکید میکند که نیروگاههای برقآبی نه رقیب انرژی خورشیدی، بلکه مکمل آن هستند؛ مکملی که بدون آن، بخش قابل توجهی از ظرفیت خورشیدی نمیتواند نقش واقعی خود را در کاهش ناترازی ایفا کند.
نصب پنل بیشتر؛ راه حل نیست
یکی از اشتباهات رایج در تحلیل ناترازی برق، تمرکز صرف بر میزان ظرفیت نصبشده نیروگاههاست. در حالی که آنچه پایداری شبکه را تضمین میکند، تنها تعداد نیروگاهها نیست، بلکه انعطافپذیری شبکه برای مدیریت تولید و مصرف است. شبکه برق ایران هنوز در مرحلهای قرار دارد که میتواند توسعه قابل توجهی در انرژیهای تجدیدپذیر را تجربه کند، اما این توسعه بدون سرمایهگذاری همزمان در زیرساختهای شبکه، به نقطه اشباع خواهد رسید.
به بیان سادهتر، اگر شبکه برق را به بزرگراهی تشبیه کنیم، نیروگاههای خورشیدی خودروهایی هستند که هر روز بر تعدادشان افزوده میشود. اما اگر ظرفیت بزرگراه افزایش پیدا نکند، خودروهای بیشتر، الزاماً به معنای تردد روانتر نخواهند بود؛ بلکه ممکن است به ازدحام و کاهش کارایی شبکه منجر شوند. به این ترتیب توسعه نیروگاههای خورشیدی باید همزمان با تقویت خطوط انتقال، توسعه شبکه توزیع، هوشمندسازی بهرهبرداری و افزایش قابلیت مانور شبکه انجام شود تا برق تولیدی، بدون محدودیت به دست مصرفکننده برسد.
ذخیرهسازی ؛ حلقه گمشده در سیاستگذاریها
یکی دیگر مهمترین محورها در توسعه انرژی خورشید به ضرورت توسعه سامانههای ذخیرهسازی انرژی برمیگردد؛ موضوعی که در بسیاری از کشورهای پیشرو، به بخش جداییناپذیر توسعه انرژیهای تجدیدپذیر تبدیل شده است. به باور کارشناسان و البته تجربه بینالمللی، نیروگاههای خورشیدی در ساعات روز، گاهی بیش از نیاز شبکه برق تولید میکنند، اما اگر امکان ذخیره این انرژی وجود نداشته باشد، بخشی از آن عملاً بلااستفاده خواهد ماند. در مقابل، همان انرژی ذخیرهشده میتواند در ساعات اوج مصرف شبانه، به کمک شبکه بیاید و فشار بر نیروگاههای حرارتی را کاهش دهد.
بازوی پژوهشتی مجلس تأکید میکند سرمایهگذاری در سامانههای ذخیرهسازی، دیگر یک انتخاب فناورانه نیست؛ بلکه به ضرورتی برای ادامه توسعه انرژی خورشیدی تبدیل شده است و بدون این زیرساخت، عبور از مرز ۲۰ هزار مگاوات با کاهش تدریجی بازده همراه خواهد بود.
سرمایهگذاران مراقب غروب خورشید باشند
نه فقط سیاستگذاران انرژی در ایران بلکه سرمایهگذاران در حوزه ساخت نیروگاههای خورشیدی باید در نظر داشته باشند که بازار انرژیهای تجدیدپذیر ایران همچنان ظرفیت رشد قابل توجهی دارد، اما سرمایهگذاری موفق، دیگر صرفاً به احداث نیروگاههای جدید محدود نمیشود. فرصتهای آینده، بیش از هر چیز در توسعه فناوریهای ذخیرهسازی، شبکههای هوشمند، تجهیزات کنترل و مدیریت بار، سامانههای پیشبینی تولید و نوسازی زیرساختهای انتقال و توزیع نهفته است.
افزون بر اینکه زنجیره ارزش انرژی خورشیدی، تنها با ساخت پنل و نیروگاه کامل نمیشود. هرچه سهم انرژیهای تجدیدپذیر در سبد برق کشور افزایش یابد، اهمیت فناوریهای پشتیبان نیز بیشتر خواهد شد؛ حوزهای که میتواند مقصد موج جدید سرمایهگذاری در صنعت برق باشد.
آینده برق ایران از کجا میگذرد؟
پیچیدن نسخه نجات صنعت برق شاید روی کاغذ ساده به نظر برسد و این فرضیه بر برنامهها حاکم شود که تا میتوانیم باید نیروگاه خورشیدی بسازیم اما زنگ خطر را باید جدی گرفت و بدانیم که خورشید، بخشی از راهحل است، نه همه آن.
اگر سیاستگذاری آینده صنعت برق بر توسعه همزمان نیروگاههای خورشیدی، تقویت شبکه انتقال و توزیع، افزایش انعطافپذیری بهرهبرداری، توسعه ذخیرهسازی انرژی و استفاده هوشمندانه از ظرفیت نیروگاههای برقآبی استوار شود، ایران میتواند از ظرفیت کمنظیر تابش خورشید، بیشترین بهره را ببرد. اما اگر توسعه نیروگاهها از توسعه شبکه پیشی بگیرد، بخشی از این سرمایهگذاریها با کاهش بازده مواجه خواهد شد.
نتیجه اینکه مسئله امروز صنعت برق ایران، دیگر فقط ساخت نیروگاه نیست؛ ساخت شبکهای است که بتواند از تمام ظرفیت خورشید بهره ببرد. به نظر مرکز پژوهشهای نهاد قانونگذاری، تمرکز بر توسعه نیروگاههای خورشیدی تا مرز ۲۰ هزار مگاوات میتواند بیشترین بازده را در کاهش ناترازی ایجاد کند؛ اما عبور از این سطح، بدون سرمایهگذاری در زیرساختهای انتقال، ذخیرهسازی انرژی، شبکههای هوشمند و افزایش انعطافپذیری بهرهبرداری، بهتدریج بازده سرمایهگذاری را کاهش خواهد داد. آنچه اهمیت بیشتری دارد، قابلیت استفاده از این ظرفیت در زمان و مکان مناسب است. برقی که امکان انتقال یا ذخیره آن وجود نداشته باشد، هرچند روی کاغذ تولید شده است، اما در عمل نمیتواند کمکی به کاهش خاموشیها کند. از همین رو، آینده صنعت برق بیش از آنکه به تعداد نیروگاهها وابسته باشد، به کیفیت مدیریت شبکه، پیشبینی تولید، مدیریت مصرف و بهرهگیری از فناوریهای نوین وابسته خواهد بود.
ایران از نظر منابع خورشیدی با کمبود مواجه نیست؛ آنچه توسعه این انرژی را محدود میکند، ظرفیت شبکه برای جذب و مدیریت تولید است. بنابراین، اگر هدف کاهش پایدار ناترازی برق باشد، توسعه انرژی خورشیدی باید در کنار تقویت شبکه انتقال و توزیع، گسترش سامانههای ذخیرهسازی انرژی، هوشمندسازی بهرهبرداری و استفاده هدفمند از ظرفیت نیروگاههای برقآبی دنبال شود. در چنین شرایطی، عدد ۲۰ هزار مگاوات نه یک سقف برای آرزوهای صنعت برق، بلکه نقطه آغاز مرحلهای جدید از توسعه زیرساختهای شبکه خواهد بود؛ مرحلهای که در آن، کیفیت مدیریت انرژی به اندازه افزایش ظرفیت تولید اهمیت پیدا میکند.