ایران با میانگین تابش خورشیدی بین ۴٫۵ تا ۵٫۵ کیلووات‌ساعت بر مترمربع و حدود ۳۰۰ روز آفتابی در سال پتانسیل عظیمی برای انرژی خورشیدی (Solar PV) دارد؛ بیشترین شدت تابش خورشید در مناطق مرکزی و جنوبی ایران، در دوسوم مساحت کل کشور، متمرکز است. ایران روی «کمربند خورشیدی» قرار دارد و یکی از بهترین مکان‌ها برای بهره‌گیری از این منبع انرژی به شمار می‌آید.
در این مطلب از مجله انرژی مهرسان از فرصت‌ها و چالشهای انرژی‌های تجدیدپذیر، به‌ویژه انرژی خورشیدی در ایران خواهیم گفت.
ایران روی کمربند خورشیدی قرار دارد
کمربند خورشیدی (Solar Belt) به ناحیه‌ای از کره زمین گفته می‌شود که بیشترین میزان تابش خورشید را در طول سال دریافت می‌کند. این کمربند تقریباً میان مدارهای ۱۵ تا ۳۵ درجه عرض جغرافیایی شمالی و جنوبی گسترده شده است. به‌دلیل موقعیت جغرافیایی، میزان تابش مستقیم خورشید، تعداد روزهای آفتابی و شدت پرتوها در این مناطق بالاست.
تابش سالیانه خورشید در این مناطق که اغلب بیشتر از ۲۲۰۰ تا ۲۸۰۰ کیلووات‌ساعت بر مترمربع در سال است؛ به‌همین‌دلیل، این مناطق بهترین نقاط برای توسعه انرژی خورشیدی (نیروگاه‌های فتوولتائیک و حرارتی) به شمار می‌روند. کشورهایی که در این کمربند واقع شده باشند، می‌توانند وابستگی خود به سوخت‌های فسیلی را کاهش دهند.
موقعیت ایران در کمربند خورشیدی چگونه است؟
ایران در عرض‌های جغرافیایی حدود ۲۵ تا ۴۰ درجه شمالی قرار دارد، یعنی بخش بزرگی از آن در محدوده کمربند خورشیدی است. به‌طور متوسط بیش از ۳۰۰ روز آفتابی در سال، به‌ویژه در مناطق مرکزی و شرق و میزان تابش حدود ۲۲۰۰ تا ۳۰۰0 کیلووات‌ساعت بر متر مربع در سال ایران را هم‌سطح یا حتی بالاتر از کشورهای پیشرو در انرژی خورشیدی، مانند اسپانیا و ایتالیا قرار می‌دهد. استان‌هایی مانند یزد، کرمان، سیستان‌وبلوچستان و خراسان جنوبی در ایران بهترین مناطق برای احداث نیروگاه‌های خورشیدی هستند.
همچنین موقعیت ایران در زمینه انرژی خورشیدی به عوامل دیگری هم وابسته است که عبارت‌اند از:
- دسترسی به معادن غنی سیلیس در بیش از ۹۰٪ از اراضی کشور؛ به‌عنوان ماده اولیه تولید سلول‌های فتوولتائیک
- وجود زمین‌های وسیع و بلااستفاده برای نصب سامانه‌های خورشیدی
- بالابودن میزان امنیت انرژی
- قابلیت نصب در هر مکان و سازگاری با توپوگرافی محل نصب
- امکان تولید در محل مصرف و استقلال از سیستم‌های انتقال و توزیع
- تولید برق بدون نیاز به سوخت و هزینه‌های آن
- خروجی متغیر متناسب با نیاز مصرف‌کننده
- قابلیت ذخیره‌سازی انرژی
- ظرفیت تولید پراکنده و کاهش وابستگی به شبکه سراسری
چرا اجرای سیستم‌های فتوولتائیک در ایران مهم است؟
خورشید منبعی بی‌پایان و رایگان است و برخلاف سوخت‌های فسیلی تمام نمی‌شود و تولید برق با پنل خورشیدی تقریباً بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلاینده‌ها انجام می‌شود. با اینکه هزینه اولیه احداث و بهره‌برداری از این سیستم‌ها بالاست، در بلندمدت به‌دلیل هرینه نگهداری پایین و انرژی رایگان خورشید، صرفه‌جویی در هزینه‌ها را در پی دارد. سایر مزایای اجرای سیستم‌های فتوولتائیک در ایران عبارت‌اند از:
- کاهش وابستگی به شبکه برق، به‌دلیل امکان تولید برق در هر مکان، مانند خانه، مزرعه، ساختمان تجاری، بدون نیاز به خطوط انتقال طولانی.
- ایجاد اشتغال و توسعه اقتصادی محلی، با نصب، بهره‌برداری و نگهداری پنل‌ها
- انعطاف‌پذیری در مقیاس؛ به‌دلیل امکان نصب، از مقیاس پشت‌بام یک خانه تا نیروگاه‌های بزرگ.
- افزایش امنیت انرژی؛ به‌دلیل اتکا به منبع داخلی (خورشید) و کاهش وابستگی به واردات یا سوخت فسیل
آلمان چگونه با وجود ظرفیت‌های کمتر از ایران در انرژی خورشیدی پیشرو است؟
آلمان آفتاب خیلی کمتری نسبت به ایران دارد، اما در این زمینه پیشرو است و با اجرای گسترده سیستم‌های فتوولتائیک، بخش چشمگیری از از برق خود را از انرژی تجدیدپذیر تأمین می‌کند؛ این رقم بیش از ۴۰ درصد از برق آلمان از انرژی‌های تجدیدپذیر است. آلمان با تمرکز بر انرژی‌های تجدیدپذیر توانسته است:
-
- وابستگی خود به سوخت‌های فسیلی و واردات انرژی (به‌ویژه از روسیه) را کاهش دهد.
- صدها هزار شغل در صنعت انرژی خورشیدی ایجاد کند.
- انتشار گازهای گلخانه‌ای را به‌طور چشمگیری کاهش دهد.
تجربه کشورهایی مثل آلمان نشان می‌دهد حتی در مناطقی با تابش کم خورشید هم می‌توان از آن بهره‌برداری گسترده کرد؛ با‌توجه‌به ظرفیت بالای ایران و قراداشتن آن در کمربند خورشیدی می‌توان حدس زد که احداث نیروگاه‌های خورشیدی تا چه حد می‌تواند مزایای اقتصادی برای ایران داشته باشد. اگر زیرساخت‌ها و سرمایه‌گذاری‌های لازم فراهم شود، ایران می‌تواند بخش بزرگی از نیاز انرژی خود را از خورشید تأمین کند و حتی به یک صادرکننده انرژی پاک در منطقه تبدیل شود.
اقدامات ایران در زمینه انرژی خورشیدی تا امروز
در سال ۱۳۹۵، ساتبا، سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری انرژی برق، به‌عنوان نهاد اصلی توسعه انرژی‌های نو در ایران تشکیل شد. این سازمان با وظیفه سیاست‌گذاری و حمایت از سرمایه‌گذاران بخش خصوصی، به تسهیل نصب نیروگاه‌های خورشیدی در مقیاس خانگی و صنعتی کمک می‌کند.
این سازمان با هدف ارتقای بهره‌وری انرژی در کشور و اقداماتی مانند انعقاد قرارداد خرید تضمینی برق خورشیدی در جهت حمایت از انرژی‌های تجدیدپذیر در ایران فعالیت می‌کند. دیگر اقدامات ایران در این زمینه عبارت‌اند از:
توس
احداث نیروگاه‌های خورشیدی بزرگ‌مقیاس
مجموع ظرفیت نصب‌شده نیروگاه‌های خورشیدی در ایران تا سال ۱۴۰۲ حدود ۶۰۰ مگاوات بوده است. در این مدت چندین نیروگاه خورشیدی بزرگ‌مقیاس در نقاط مختلف کشور ساخته شده‌اند؛ از جمله نیروگاه ۲۰ مگاواتی ماهان کرمان به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های ایران، نیروگاه‌های چندمگاواتی در استان‌های یزد، فارس و خراسان جنوبی، و نخستین نیروگاه مگاواتی کشور در همدان.
این پروژه‌ها نشانه‌ای از آغاز حرکت ایران به سمت انرژی‌های تجدیدپذیر هستند، هرچند هنوز سهم کمی در کل تولید برق کشور دارند.
با وجود این اقدامات، مقایسه با کشورهای پیشرو نشان می‌دهد که ظرفیت خورشیدی ایران بسیار کمتر از توان بالقوه آن است.
توسعه نیروگاه‌های خورشیدی کوچک‌مقیاس (پشت‌بامی و خانگی)
یکی دیگر از اقدامات مهم در ایران، تمرکز بر نصب نیروگاه‌های خورشیدی کوچک‌مقیاس روی پشت‌بام منازل و ساختمان‌هاست. دولت و سازمان ساتبا در این طرح‌ها مشوق‌هایی برای خانوارها و نهادهای عمومی در نظر گرفته‌اند.
نمونه بارز این برنامه، نصب سیستم‌های ۵ کیلوواتی برای خانوارهای روستایی و کم‌درآمد است.
این پنل‌ها برق مصرفی خانه را تأمین می‌کنند و در عین حال مازاد تولیدی خود را به شبکه سراسری می‌فرستند. درآمد حاصل از فروش برق به شرکت برق، به‌ویژه برای خانوارهای محروم و روستایی، منبع مالی چشمگیری محسوب می‌شود.
علاوه بر خانوارها، نصب پنل‌های خورشیدی روی بام مدارس، مساجد، بیمارستان‌ها و ساختمان‌های دولتی هم در دستور کار قرار گرفته است.
این اقدام هم به کاهش هزینه‌های انرژی این مراکز کمک می‌کند و هم الگوی ترویجی خوبی برای استفاده عمومی از انرژی‌های تجدیدپذیراست. نیروگاه‌های پشت‌بامی به دلیل پراکندگی در سطح شهرها و روستاها، به احداث خطوط انتقال طولانی نیاز کمتری دارند و می‌توانند به پایداری شبکه برق و کاهش خاموشی‌ها کمک کنند.
قرارداد خرید تضمینی برق (PPA)
در ایران قرارداد خرید تضمینی برق (Power Purchase Agreement) یکی از ابزارهای اصلی برای توسعه نیروگاه‌های خورشیدی (PPA) است که سازمان ساتبا آن را ارائه می‌کند. در این مدل، ساتبا با سرمایه‌گذاران بخش خصوصی قراردادی ۲۰ ساله امضا می‌کند و متعهد می‌شود که برق تولیدشده از نیروگاه‌های خورشیدی را با نرخ مشخص و تضمین‌شده خریداری کند. این نرخ‌ها بر اساس ظرفیت نیروگاه، مقیاس پروژه و شرایط زمان عقد قرارداد تعیین می‌شوند و معمولاً هر سال با ضریب تورم یا شرایط اقتصادی تعدیل به‌روز می‌شوند.
هدف اصلی این قراردادها جذب سرمایه‌گذاران داخلی و خارجی است؛ چون سرمایه‌گذاری در نیروگاه خورشیدی به هزینه اولیه بالا نیازمند است و بدون تضمین بازگشت سرمایه، انگیزه کافی برای پرداختن به آن وجود ندارد. با این روش، سرمایه‌گذار اطمینان پیدا می‌کند که برق تولیدی او خریدار قطعی دارد و سودآوری پروژه در طولانی‌مدت تضمین می‌شود. این مدل در بسیاری از کشورها، مثل هند، چین و آلمان، هم برای رشد انرژی‌های تجدیدپذیر بسیار موفق عمل کرده است.
با این حال، اجرای PPA در ایران چالش‌هایی دارد؛ مهم‌ترین مشکل، نوسانات نرخ ارز و تورم بالاست که ارزش واقعی قراردادهای تضمینی را برای سرمایه‌گذاران کاهش می‌دهد.
همچنین تأخیر در پرداخت مطالبات سرمایه‌گذاران از سوی دولت و مشکلات بودجه‌ای، اعتماد بخش خصوصی را تحت تأثیر قرار داده است؛ به همین دلیل، سرعت رشد نیروگاه‌های خورشیدی در ایران کمتر از حد انتظار است؛ هرچند همچنان قرارداد خرید تضمینی یکی از اصلی‌ترین مشوق‌های این حوزه محسوب می‌شود.
سرمایه‌گذاری بخش خصوصی
رشد انرژی خورشیدی در ایران بیشتر از طریق سرمایه‌گذاری شرکت‌های خصوصی انجام شده است؛ چون دولت به‌تنهایی توان تأمین سرمایه سنگین احداث نیروگاه‌ها را ندارد. با اجرای طرح خرید تضمینی برق که در بالا به آن اشاره کردیم، انگیزه زیادی برای ورود بخش خصوصی ایجاد شد و ده‌ها شرکت ایرانی و خارجی به این حوزه وارد شدند.
برخی از شرکت‌های ایرانی در زمینه احداث و بهره‌برداری نیروگاه خورشیدی مانند شرکت مپنا علاوه بر نیروگاه‌های حرارتی، وارد پروژه‌های خورشیدی هم شده است؛ یا شرکت کویر انرژی در یزد که در ساخت و بهره‌برداری از نیروگاه‌های خورشیدی بزرگ‌مقیاس مشارکت دارد.
همچنین در سال‌های نخست، شرکت‌هایی از چین، آلمان، اسپانیا و کره‌جنوبی نیز در پروژه‌های خورشیدی ایران همکاری داشتند؛ برای نمونه، برخی تجهیزات نیروگاه ۲۰ مگاواتی ماهان کرمان را شرکت‌های آلمانی و چینی تأمین کردند.
سرمایه‌گذاری بخش خصوصی موتور محرک اصلی توسعه انرژی خورشیدی در ایران بوده است؛ با این حال، برای ادامه و گسترش این روند، ثبات اقتصادی، حمایت‌های مالی پایدار، بهبود قوانین سرمایه‌گذاری و جذب دوباره سرمایه خارجی باید رد برنامه کار قرار بگیرد.
توسعه نیروگاه‌های خورشیدی کوچک‌مقیاس در روستاها
یکی از اقدامات ایران در زمینه تولید انرژی خورشیدی، تأمین برق روستاهای دورافتاده است که اتصال به شبکه برق سراسری در آن‌ها دشوار یا پرهزینه است. نصب سیستم‌های خورشیدی پشت‌بامی و کوچک‌مقیاس در این مناطق، امکان دسترسی به برق پایدار را برای خانواده‌ها، مدارس و مراکز بهداشتی فراهم کرده است
به‌عنوان نمونه، در استان سیستان‌وبلوچستان، چندین روستا با نصب پنل‌های خورشیدی ۵ تا ۱۰ کیلوواتی برق مورد نیاز خود را تأمین کرده‌اند.
این سیستم‌ها علاوه بر روشنایی و استفاده از وسایل برقی، امکان فروش برق مازاد به شبکه را نیز فراهم می‌کنند و به خانواده‌ها درآمد پایدار می‌دهند. این طرح‌ها باعث کاهش وابستگی به ژنراتورهای سوخت فسیلی، ارتقای کیفیت زندگی و ایجاد انگیزه اقتصادی محلی شده‌اند.
چالش‌ها و مشکلات مهم توسعه انرژی خورشیدی در ایران
همانطور که گفتیم ایران با قرارگرفتن در کمربند خورشیدی جهان و تابش سالانه بالا، ظرفیت بسیار خوبی برای توسعه انرژی خورشیدی دارد. اقدامات متعددی از جمله احداث نیروگاه‌های بزرگ و کوچک‌مقیاس، توسعه سیستم‌های پشت‌بامی، انعقاد قراردادهای خرید تضمینی برق، جذب سرمایه‌گذاری بخش خصوصی و ارتقای دانش فنی داخلی نیز در این زمینه انجام شده است.
با این حال، این صنعت با چالش‌هایی روبه‌رو است که در ادامه بررسی کرده‌ایم:
سرعت کند توسعه پروژه‌ها و محدودیت سرمایه‌گذاری
با وجود احداث نیروگاه‌های بزرگ و کوچک‌مقیاس خورشیدی و توسعه سیستم‌های پشت‌بامی، سهم انرژی خورشیدی در تولید برق ایران همچنان کمتر از ۱٪ است. این رقم در مقایسه با کشورهای پیشرو مانند آلمان (بیش از ۱۰٪ برق از خورشید) یا چین (بیش از ۳٪) بسیار پایین است. دلیل اصلی، سرعت کند توسعه پروژه‌ها و محدودیت سرمایه‌گذاری است، به‌ویژه در مقیاس بزرگ‌مقیاس که به بودجه و حمایت قوی دولت نیاز دارد.
یارانه‌های سنگین برق فسیلی
در ایران، هزینه واقعی تولید برق با گاز یا گازوئیل بسیار کمتر از قیمت فروش به مصرف‌کننده است؛ زیرا دولت بخش عمده هزینه‌ها را یارانه می‌دهد. این شرایط باعث می‌شود حتی اگر خورشید رایگان باشد، انگیزه اقتصادی برای سرمایه‌گذاری در انرژی خورشیدی کاهش یابد؛ چون هزینه تولید برق خورشیدی هنوز نسبت به برق فسیلی بیشتر است و صرفه‌جویی بلندمدت آن نادیده گرفته می‌شود.
مشکلات سرمایه‌گذاری و اقتصادی
سرمایه‌گذاران داخلی و خارجی در سال‌های اخیر با چالشهای زیادی مانند تحریم‌ها و محدودیت واردات تجهیزات پیشرفته روبه‌رو هستند. این مسئله باعث افزایش هزینه پروژه‌ها و تاخیر در اجرا شده‌اند.
همچنین نوسان شدید نرخ ارز، به ویژه برای تجهیزاتی که هنوز وارداتی هستند، ریسک مالی پروژه‌ها را بالا برده است. علاوه‌براین‌ها بدهی و تاخیر دولت در پرداخت مطالبات سرمایه‌گذاران باعث کاهش اعتماد بخش خصوصی شده و روند توسعه نیروگاه‌ها را کند کرده است.
این چالش‌ها نشان می‌دهد که اگرچه ظرفیت و پتانسیل ایران برای توسعه انرژی خورشیدی بسیار بالاست، مسیر عملیاتی‌شدن آن به حمایت اقتصادی، ثبات قوانین و جذب سرمایه‌گذاری پایدار نیاز دارد.
راهکار امروز؛ توسعه دانش فنی و تولید تجهیزات انرژی خورشیدی
امروزه ایران در نقطه‌ای حساس قرار دارد؛ از یک‌سو منابع عظیم خورشیدی و بادی دارد و از سوی دیگر چالشهای اقتصادی و سیاسی مانع توسعه سریع تجدیدپذیرها شده‌اند. اصلاحات در سیاست‌های یارانه‌ای، سرمایه‌گذاری و انتقال فناوری ایران را به یکی از بازیگران مهم انرژی‌های پاک در منطقه تبدیل می‌کند.
در سال‌های اخیر، ایران تلاش کرده است تا بخش قابل توجهی از دانش فنی و تولید تجهیزات انرژی خورشیدی را به داخل کشور منتقل کند.
علاوه بر پنل‌ها، تولید تجهیزات جانبی نیروگاه‌های خورشیدی نیز در داخل کشور رشد کرده است. از جمله می‌توان به اینورترها، کابل‌ها و سازه‌های نصب پنل اشاره کرد که بخش مهمی از زنجیره تأمین داخلی را تشکیل می‌دهند؛ با وجود این، بخش بزرگی از تجهیزات پیشرفته هنوز وارداتی است، به‌ویژه پنل‌های با راندمان بالا و برخی اینورترهای خاص. اما روند داخلی‌سازی و انتقال فناوری در حال پیشرفت است و به‌تدریج ایران را از وابستگی کامل به واردات بی‌نیاز می‌کند.
مهرسان نوین پارس، به‌عنوان شرکتی که در تأمین تجهیزات با برندهای معتبر و ارائه دانش فنی و مهندسی فعالیت می‌کند، در کنار شماست.
ما در کنار شما هستیم تا با به‌روزترین فناوری‌ها و با یاری تجربه و تخصص مهندسی داخلی به سمت توسعه پروژه‌های خورشیدی در ایران با کیفیت بالا و استانداردهای بین‌المللی حرکت کنیم.
منابع:
