انرژی خورشیدی در ایران؛ از مکان‌یابی اشتباه تا مزیت نسبی در سازه‌های شناور

انرژی خورشیدی در ایران؛ از مکان‌یابی اشتباه تا مزیت نسبی در سازه‌های شناور

آنچه امروز برایِ کشور اهمیتِ استراتژیک دارد، نه اصرار بر ساختِ ۱۰۰ درصدیِ سلولِ نیمه‌هادی انرژی خورشیدی، بلکه مکان‌یابیِ درست، بهینه‌سازیِ زنجیره‌ی تأمین و کاهشِ هزینه‌ی تمام‌شده‌ی هر کیلووات برقِ تولیدی است.

حسین مقیسه: در تحلیل‌های اقتصاد انرژی، نگاه ما فراتر از فیزیک و مهندسیِ ساختِ یک تجهیز است؛ نگاه ما معطوف به بهینگیِ اقتصادیِ فناوری‌ها، مکان‌یابیِ استراتژیک، ارزیابیِ راندمان در بسترِ جغرافیا، و البته زنجیره‌ی تأمینِ کلان است. با همین عینک، اگر بخواهیم وضعیتِ تکنولوژی و داخلی‌سازیِ نیروگاه‌های خورشیدی در کشور را کالبدشکافی کنیم، با سه واقعیتِ اساسی روبرو می‌شویم: زنجیره‌ی تولیدِ پنل که در حلقه‌هایِ بالادستیِ آن (پلی‌سیلیکون و نیمه‌هادی‌ها) همچنان به واردات وابسته‌ایم، الکترونیکِ قدرت (اینورترها) که در مقیاسِ صنعتی و مگاواتی عمدتاً از چین تأمین می‌شود، و در نهایت، بخشِ سوم یعنی استراکچر و مهندسیِ سیستم که پتانسیلِ داخلی‌سازیِ بسیار بالایی دارد، به ویژه در حوزه‌ی مزارعِ خورشیدیِ شناور (Floating PV) که دانشِ مهندسیِ سازه‌های پلیمری و فلزیِ مقاوم در برابرِ باد و موج، به وفور در کشور یافت می‌شود.

در علمِ اقتصادِ انرژی، تمرکزِ اصلیِ ما معمولاً از فیزیک، متالورژی یا مهندسیِ دقیقِ ساختِ یک تجهیز فراتر می‌رود. در این علم، نگاهِ ما بیشتر معطوفِ به بهینگیِ اقتصادیِ فناوری‌ها، مکان‌یابیِ استراتژیک، ارزیابیِ راندمان در بسترِ جغرافیا و زنجیره‌ی تأمینِ کلان است.

برایِ مثال، از زاویه‌ی اقتصادِ انرژی است که بررسی می‌کنیم آیا احداثِ یک نیروگاهِ سیکل‌ترکیبی در ارتفاعی نزدیک به ۲۰۰۰ متری، توجیهِ اقتصادی دارد یا خیر. نمونه‌ی بارزِ این اشتباهِ استراتژیک، نیروگاهِ بردسیر در کرمان است که به دلیلِ کاهشِ چگالیِ هوا در ارتفاع، با افتِ شدیدِ راندمان و ظرفیتِ تولید مواجه شده است. جالب اینجاست که همین منطقه، به خاطرِ داشتنِ بیش از ۳۰۰ روز تابشِ مستمرِ خورشید، موقعیتی فوق‌العاده مناسب برایِ ایجادِ نیروگاهِ خورشیدی دارد، نه نیروگاهِ حرارتی!

یا با توجه به شبکه‌ی گسترده‌ی گازِ طبیعی در کشور، به این فکر می‌کنیم که آیا سرمایه‌گذاری رویِ نیروگاه‌هایِ مینیاتوریِ بخار و سیستم‌های CHP توجیهِ بیشتری دارد، یا باید به سراغِ فناوری‌هایِ پیشرفته‌تر با مصرفِ انرژیِ کمتر (مثل سیکلِ بسته‌ی برایتون با گازهایِ خنثی) رفت تا در نهایت، هزینه‌ی پایدارتر و پایین‌تری برایِ هر کیلووات‌ساعتِ مصرف‌کننده ایجاد شود.

کالبدشکافیِ تکنولوژیِ خورشیدی در ایران؛ سه واقعیتِ اساسی

با همین عینکِ اقتصادِ صنعتی و زنجیره‌ی تأمین، اگر بخواهیم وضعیتِ تکنولوژی و داخلی‌سازیِ نیروگاه‌هایِ خورشیدی در کشور را کالبدشکافی کنیم، با سه واقعیتِ اساسی روبرو می‌شویم:

واقعیتِ اول؛ زنجیره‌ی تولیدِ پنل، وابسته به حلقه‌هایِ بالادستی

تکنولوژیِ فتوولتائیک به شدت به سیلیکون وابسته است. زنجیره‌ی ارزشِ آن، از تبدیلِ سنگِ سیلیس به متالورژیکِ سیلیکون آغاز شده و بعد از تبدیل به پلی‌سیلیکون، شمش، ویفر و سلول، در نهایت به مونتاژِ پنل ختم می‌شود.

در کشورِ ما، در انتهایِ این زنجیره، گام‌هایِ خوبی برداشته شده است. برایِ نمونه، مجموعه‌هایِ صنعتیِ بزرگی، از جمله در اراک، توانسته‌اند خطوطِ پیشرفته‌ی مونتاژِ پنل و حتی تا حدی تولیدِ سلول را راه‌اندازی کنند. اما واقعیتِ اقتصادی این است که در حلقه‌هایِ بالادستیِ استراتژیک، یعنی تولیدِ میکروسیلیس، پلی‌سیلیکون با گریدِ خورشیدی و تکنولوژیِ لایه‌هایِ نیمه‌هادی، هنوز زنجیره‌ی ارزشِ بومی در کشور شکل نگرفته و متریالِ اولیه، عمدتاً وارداتی است.

واقعیتِ دوم؛ الکترونیکِ قدرت، وابسته به واردات

بخشِ دوم، الکترونیکِ قدرت یا همان اینورترها (سانورترها) هستند که قلبِ تپنده‌ی نیروگاه محسوب می‌شوند و برقِ DC پنل‌ها را به برقِ AC قابلِ تزریق به شبکه تبدیل می‌کنند. این بخش که نیازمندِ تکنولوژیِ پیشرفته‌ی الکترونیکِ قدرت و نیمه‌هادی‌هایِ فرکانس‌بالاست، در مقیاسِ صنعتی و مگاواتی، عموماً وابسته به واردات (عمدتاً از چین) است و ساختِ داخل در این ابعاد، فعلاً به صورتِ تجاری شکل نگرفته است.

واقعیتِ سوم؛ پتانسیلِ بالای داخلی‌سازی در سازه‌ها

در بخشِ سوم، یعنی ساختارِ استراکچر و مهندسیِ سیستم، به ویژه در مزارعِ خورشیدیِ شناور (Floating PV)، پتانسیلِ داخلی‌سازیِ ما بسیار بالاست. بخشِ مهمی از کار، به طراحیِ سازه‌هایِ شناورِ مقاوم در برابرِ باد و موج برمی‌گردد. توانِ مهندسی و ساختِ سازه‌هایِ پلیمری و فلزیِ شناور در کشور، به وفور یافت می‌شود و این همان نقطه‌ای است که سرریزِ دانشِ سایر صنایع می‌تواند به کمکِ اقتصادِ انرژی بیاید.

تحلیل؛ مزیتِ نسبی، کلیدِ ورود به هر حوزه‌ی فناوری

ورود به هر حوزه‌ی فناوری، باید با ترازویِ مزیتِ نسبی سنجیده شود. در بحثِ نیروگاه‌هایِ خورشیدی، مباحثِ کلانِ دیگری نیز مطرح است؛ اینکه سیستم باید متصل به شبکه‌ی سراسری (On-Grid) باشد تا ناترازیِ شبکه را جبران کند، یا به صورتِ مستقل از شبکه (Off-Grid) جهتِ مصارفِ خاص طراحی شود، بحث‌هایِ مفصلی است که در این مجالِ کوتاه نمی‌گنجد.

نکته‌ی کلیدی این است که آنچه امروز برایِ کشور اهمیتِ استراتژیک دارد، نه لزوماً اصرار بر ساختِ ۱۰۰ درصدیِ سلولِ نیمه‌هادی (که در انحصارِ چند غولِ جهانی است)، بلکه مواردِ زیر است:

· مکان‌یابیِ درست: مانندِ استفاده از رویِ آبِ سدها برایِ احداثِ نیروگاه‌هایِ خورشیدیِ شناور، که علاوه بر تولیدِ انرژی، به حفظِ منابعِ آبی و کاهشِ تبخیر نیز کمک می‌کند.
· بهینه‌سازیِ زنجیره‌ی تأمین: با تمرکز بر حلقه‌هایی که مزیتِ نسبیِ داخلی در آنها وجود دارد (مانندِ سازه‌هایِ شناور) و کاهشِ وابستگی در حلقه‌هایی که مزیتِ نسبی نداریم.
· کاهشِ هزینه‌ی تمام‌شده‌ی هر کیلووات برقِ تولیدی: که هدفِ نهاییِ اقتصادِ انرژی است.

جمع‌بندی؛ مسیرِ هوشمندانه، نه مسیرِ صددرصدِ داخلی

صنعتِ انرژیِ خورشیدی در ایران، با وجودِ پتانسیل‌هایِ خیره‌کننده‌ی خورشیدی، هنوز در مسیرِ توسعه‌ی کامل قرار نگرفته است. زنجیره‌ی تولیدِ پنل در حلقه‌هایِ بالادستیِ خود، به شدت وابسته به واردات است و الکترونیکِ قدرت نیز در مقیاسِ صنعتی، همچنان از خارج تأمین می‌شود. اما پتانسیلِ بالایِ داخلی‌سازی در بخشِ سازه‌ها، به ویژه در مزارعِ خورشیدیِ شناور، نشان می‌دهد که مسیرِ هوشمندانه، نه اصرار بر ساختِ صددرصدی، که تمرکز بر مزیت‌هایِ نسبی و بهینه‌سازیِ کلانِ زنجیره‌ی تأمین است.

با مکان‌یابیِ درست، استفاده از بسترهایِ آبیِ سدها، و تکیه بر توانِ مهندسیِ داخلی در بخش‌هایی که مزیت داریم، می‌توانیم هزینه‌ی هر کیلووات برقِ خورشیدی را به طورِ قابل‌توجهی کاهش دهیم و گامیِ بلند در جهتِ تأمینِ انرژیِ پایدار و کاهشِ ناترازیِ شبکه برداریم.

 

دیدگاهتان را بنویسید