بررسی جایگاه انرژیهای تجدیدپذیر در دنیا

بعد از بحران های نفتی دهه 1970 و افزایش ناگهانی قیمت نفت، کشورهای مختلف که از منابع فسیلی جهت تولید انرژی استفاده می کردند، به فکر استفاده از منابع غیر فسیلی جهت تولید برق افتادند و از همان زمان سرمایه­گذاری های جدی در زمینه انرژی های تجدیدپذیر نظیر باد، خورشید و غیره انجام پذیرفت. این سرمایه گذاری­ها با گذشت زمان و متعادل شدن قیمت نفت، کاهش نیافت و رشد چشمگیری را دنبال کرد. حال این سوال پیش می­آید که به چه دلیل انرژی های تجدیدپذیر این چنین مورد توجه قرار گرفته اند. به عبارت دیگر آیا منابع انرژی­های فسیلی در قرن آینده جوابگوی نیاز انرژی بشر برای بقا، تکامل و توسعه خواهند بود؟ حداقل به چهار دلیل عمده جواب این سوال منفی است که عبارتند از:

• محدودیت و در عین حال مرغوبیت انرژی های فسیلی که از نظر منطقی کاربردهایی بهتر از احتراق دارند.
• مسائل و مشکلات زیست محیطی، به طوری که امروزه حفظ سلامت جو کره زمین، از مهم­ترین پیش شرط های توسعه پایدار اقتصاد جهانی به شمار می­آید. آلاینده‌های ناشی از احتراق و افزایش غلظت دی اکسید کربن در اتمسفر و پیامدهای آن، جهان را با تغییرات برگشت ناپذیر و تهدیدآمیزی مواجه ساخته است. از جمله: افزایش دمای کره زمین، تغییرات آب و هوایی، خشک سالی، سیل، طوفان­های مخرب، بالا آمدن سطح دریاها و در نهایت تشدید منازعات بین المللی.
• ذخایر محدود انرژی فسیلی و افزایش سطح مصرف انرژی در جهان و به تبع آن اتمام قریب الوقوع منابع فسیلی و همچنین افزایش قیمت انرژی
• اقتصادی شدن انرژی­های تجدیدپذیر در اثر افزایش تدریجی قیمت سوخت­های فسیلی و توسعه فناوری بکارگیری این انرژی ها

در ادامه آمار و اطلاعاتی در زمینه انرژی های تجدیدپذیر در زمان حاضر و همچنین پیش بینی استفاده از این انرژی ها در کشورهای مختلف در این بخش مطرح می­شود.

درسال 1973 سهم انرژی­های تجدیدپذیر (به جز سدهای بزرگ و انرژی برق آبی) در تولید الکتریسته جهانی 0.6% بوده که این مقدار در پایان سال 2016 به 24.5% رسیده است.

 

کل ظرفیت نیروگاه های تجدیدپذیر در دنیا تا پایان سال 2016 برابر با 921 هزار مگاوات بوده که در نمودار زیر سهم مناطق مختلف و 6 کشور برتر به تفکیک نوع نیروگاه آورده شده است. کشور چین با 258 و آمریکا با 145 گیگاوات بزرگترین تولیدکنندگان برق تجدیدپذیر دنیا محسوب می­گردند.

ظرفیت انرژی های تجدیدپذیر در دنیا به تفکیک کشورهای  BRICSI اروپا و 6 کشور برتر 2016

 

در شکل زیر 5 کشور پیشرو در زمینه نصب نیروگاه های تجدیدپذیر به تفکیک هر تکنولوژی تا پایان سال 2016 آورده شده است.

لینک خبر در وب سایت ماناسازان: ytre.ir/wmZ

ظرفیت جهانی نصب و راه اندازی صنعت انرژی بادی

سال 2015 از نظر نصب حدود 60 گیگاوات و از نظر راه اندازی با بیش از 63 گیگاوات ظرفیت جدید انرژی بادی، سالی بی‌سابقه بود. طبق آخرین گزارشات در سال 2014، ظرفیت توربین‌های نصب شده 51.7 گیگاوات اعلام شده‌است. در سال 2015 سرمایه‌گذاری کلی در بخش انرژی پاک، به رکورد 329 میلیارد دلار (296.6 میلیارد یورو) رسیده‌است که این مقدار نسبت به سرمایه‌گذاری در سال 2014 (316 میلیارد دلار)، 4% افزایش پیدا کرده‌است و رکورد 3 درصدی سال 2011 را شکست داده‌است. توان کل انرژی بادی در تا پایان سال 2015، 432.9 گیگاوات بود که معرف رشد تجمعی بیش از 17% بازار است که این رشد با رشد شگفت‌انگیز ظرفیت نصب شده 30753 مگاواتی در صنعت چین امکان‌ پذیر بوده‌ است. صنعت جهانی انرژی بادی در سال 2015، ظرفیت 63.467 مگاوات راه اندازی کرد که معرف رشد 22 درصدی بازار بصورت سالانه است. در اوایل سال 2015، انتظارات نسبی برای رشد بازار جهانی زیاد نبود، به عنوان مثال رکود اقتصادی در بازار اروپا و برخی از بازارها¬ی نو ظهور و عدم قطعیت سیاسی در ایالات متحده، انجام پروژه ها را در سال 2015 با مشکلی جدی رو به رو ساخت. ظاهرا بار دیگر قادر به حذف دولت چین در پیشی گرفتن نسبت به تمام پروژه های توسعه انرژی بادی نبودیم. چین با در اختیار داشتن بزرگترین بازار در زمینه انرژی بادی از سال 2009، بالاترین جایگاه را نیز در سال 2015 حفظ کرد. آن طور که انتظار می رفت، نصب و راه اندازی ظرفیت های جدید در قاره کهن دوباره در صدر بازارهای جهانی قرارگرفت. همینطور اروپا و آمریکای شمالی به ترتیب در رده های دوم و سوم قرار گرفتند. در سال 2015، همانند سال های 2013 و 2014، بار دیگر مجموع ظرفیت های نصب شده خارج از محدوده OECD بودند که این امر از سال 2010 به غیر از 2012 صادق بود. همچنین این توسعه در یک آینده از پیش تعیین شده ادامه خواهدداشت. در پایان سال گذشته، تعداد کشورهای با ظرفیت بیش از 1000 مگاوات نصب واحد جدید، به 26 رسید که شامل 17 کشور در اروپا، 4 کشور در آسیا و اقیانوسیه (چین، هند، ژاپن و استرالیا)، 3 کشور در آمریکای شمالی (کانادا، مکزیک، ایالات متحده)، 1 کشور در آمریکای لاتین (برزیل) و 1 کشور در آفریقا (آفریقای جنوبی) بود. با پایان سالی که گذشت، 8 کشور ظرفیتی بالغ بر 10000 مگاوات داشتند که شامل کشور چین (145.362 مگاوات)، ایالات متحده (74.471 مگاوات)، آلمان (44.947 مگاوات)، هند (25.088 مگاوات)، اسپانیا (23.025 مگاوات)، انگلستان (13.603 مگاوات)، کانادا (11.205 مگاوات) و فرانسه (10.358 مگاوات) شدند. در شکل زیر ظرفیت جهانی نصب شده توربین باد مشاهده می‌شود.

گروه مطالعات انرژی کارمایه( گردآورنده: علیا نوروز شمسیان)

انتقال توسعه بخش انرژی بادی چین به نواحی جنوبی

طبق تجزیه و تحلیل های انجام شده توسط یک رسانه در کشور چین (ZhongDian)میانگین ساعات بهره برداری برای انرژی بادی و تجهیزات آن در چین، طی چند سال متوالی، کاهش یافته است. با این حال شاخص در سال گذشته با افزایش 17 ساعتی، روندی معکوس را نشان می دهد، به گونه ای که در سال 2016، مجموع ساعات بهره برداری به 1742 ساعت رسید. این موضوع حاکی از سیاست های راه اندازی شده، توسط دولت های محلی، در سراسر کشور و برای ترویج مصرف سوخت های غیر فسیلی می باشد. با این وجود، میزان تجهیزات انرژی بادی که بی استفاده مانده اند(با توجه به عدم وجود امکانات لازم برای ذخیره سازی انرژی به اندازه کافی)، به عنوان یک مشکل جدی در سراسر نواحی شمالی این کشور محسوب می شوند. نیازهای مصرف در نواحی شرقی و جنوبی کشور چین بیشتر هستند. این نواحی اغلب دارای امکانات بهتری در زمینه ی ذخیره سازی انرژی می باشند. با توجه به این وضعیت انتظار می رود که این بخش به سمت تمرکز مجدد بر روی توسعه، با توجه به ظرفیت شبکه، در مناطق زیر هدایت شود. در استان های Yunan، Hebei و Jiangsu دست یابی به ترتیب 3250 مگاوات،1660 مگاوات و 149 مگاوات انرژی به بالاترین سطح در سراسر کشور رسید. تجزیه و تحلیل های رسانه ی (ZhongDian)احتمال داده است که گسترش پروژه های انرژی بادی، تدریجا به این مناطق جدید انتقال خواهند یافت در حالی که گسترش در مناطق شمال غربی و شمال شرقی کاهش خواهند داشت. تجزیه و تحلیل ها نشان می دهند که در سال 2016، ظرفیت های شبکه در شمال غربی چین که تازه تاسیس اند کاهش یافته است. ظرفیت انرژی باد در استان های Gansu، Ningxia Hui و Xinjiang Uygur به ترتیب از 2200 مگاوات، 2840 مگاوات و7570 مگاوات به 250 مگاوات، 1200مگاوات و 850 مگاوات کاهش یافته است. ولی ظرفیت انرژی باد در استان های Shaanxi و Qinghai در سال 2016 در 800 مگاوات ثابت باقی مانده است.

در نواحی شمال شرقی، که اخیرا به مجموعه اضافه شده اند، دراستان های Liaoning، Jilinو Heilongjiang به 560 مگاوات، 610 مگاوات و 580 مگاوات افزایش یافته است. در سال 2016، متوسط ساعات بهره‌برداری در شرق چین افزایش یافته است به جز تنها در استان Fujian، که کاهش بهره برداری را تجربه کرده است. در پایان سال 2016 تمامی ظرفیت های شبکه در استان های Jiangsu، Zhejiang ، Anhui و Fujian تنها به میزان 5610 مگاوات، 1190 مگاوات، 1770 مگاوات و 2140 مگاوات دست یافتند.

استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در بخش ساختمان

بخش بزرگی از انرژی تولیدی در کشور در ساختمان‌ها و به منظور تولید شرایط آسایش دمایی هزینه می‌شود. این امر نه تنها هزینه زیادی را به اقتصاد برای تولید این انرژی تحمیل می‌کند، از قدرت صادرات کشور در زمینه انرژی نیز می‌کاهد، چراکه بخش زیادی از تولید در داخل مصرف می‌شود. این درحالیست که بخش قابل توجهی از این سرمایه، در اثر کم‌توجهی به بحث بهینه‌سازی سیستم‌های تاسیسات مکانیکی به هدر می‌رود.
ایران به دلیل قرار داشتن در منطقه جغرافیایی با طول و عرض تقریباً برابر، بدون تردید یکی از منحصربه‌فردترین کشورهای جهان برای استفاده از انواع انرژی‎های نو و تجدیدپذیر به شمار می‌رود.
امروزه انرژی های نو در سراسر جهان به‌سرعت در حال گسترش هستند. پاک بودن و ارزانی را می‌توان دو شاخص اصلی تولید انرژی های نو برشمرد به‌طوری‌که این انرژی‌ها به دلیل بهره‌وری بالا به‌خوبی توانسته‌اند در بسیاری نقاط جای خالی انرژی‌های فسیلی را پر کنند. در این میان ایران قابلیت‌های فراوانی برای استفاده از انرژی های باد و خورشید دارد و در کنار دیگر انرژی های تجدیدپذیر می‌توان با اتکا به انرژی حاصل از باد و خورشید مقادیر قابل‌ملاحظه‌ای برق را با بهترین شکل ممکن تولید کرد. کارشناسان انرژی بر این اعتقادند که انرژی‌های نو در ادامه قرن بیست‌ویکم باید جایگزین منابع معمول انرژی مانند نفت و گاز شوند تا از مصرف بی‌رویه فرآورده‌های هیدروکربوری کاسته شده و استفاده از انرژی‌ در آینده متکی به ساختاری باشد که در آن منابع انرژی بدون کربن نظیر انرژی خورشید یا باد مورد استفاده قرار گیرند.
علاوه بر این با درنظر داشتن برنامه حذف یارانه‌ی پرداختی دولت در بخش انرژی و سوخت، از این پس این هزینه به مصرف‌کنندگان تحمیل خواهد شد و بخش بزرگی از سبد هزینه خانوار را تشکیل خواهد داد. بدین ترتیب، کاهش مصرف سوخت ناشی از بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان علاوه بر رشد اقتصاد ملی باعث کاهش هزینه‌های خانوار و بهبود استاندارد زندگی افراد نیز خواهد شد. هم‌چنین بهره‌گیری از این انرژی ضمن کاهش هزینه‌های پرداختی بابت انرژی مصرف شده، با کاهش ظرفیت سیستم‌های موجود در ساختمان‌ها، هزینه‌ی اولیه مربوط به سرمایه‌گذاری جهت خرید این تجهیزات را کاهش می‌دهد. کاهش هزینه‌ها علاوه بر خرید شامل هزینه‌های تامین و نگهداری این تجهیزات نیز می‌گردد.
از نقطه‌نظر زیست‌محیطی نیز بهره‌گیری از انرژی‌های تجدیدپذیر باعث کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی می‌گردد. امروزه انواع گازهای گل‌خانه‌ای حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی، از جمله علل اصلی آلودگی هوا و گرم‌شدن کره زمین هستند.
بررسی‌های صورت‌گرفته در زمینه میزان مصرف انرژی در ساختمان‌ها بیانگر این واقعیت است که بخش ساختمان با مصرف بیش از 40% از کل انرژی مصرفی کشور، بالاترین سهم را در میان سایر بخش‌های مصرف‌کننده‌ی انرژی شامل صنعت، کشاورزی و حمل و نقل، به خود اختصاص داده که بسیار بالاتر از میزان استاندارد جهانی است. از این رو، ضروری است تا راهکارهایی جهت کاهش و استانداردسازی مصرف انرژی در ساختمان‌ها مطالعه، بررسی و اجرایی شود. از میان راهکارهای موجود، بهره‌گیری از انرژی های تجدیدپذیر به عنوان منابع پاک و ارزان انرژی، بسیار حائز اهمیت هستند.
از جمله مهم‌ترین راهکارهای قابل اجرا در زمینه‌ انرژی های تجدیدپذیر، می‌توان به بهره‌گیری از انرژی خورشیدی، بادی و زمین‌گرمایی اشاره‌کرد. انرژی خورشیدی به شیوه‌های مختلف از جمله آب‌گرمکن خورشیدی، سیستم‌های فتوولتائیک، یخچال و پمپ حرارتی خورشیدی، سرمایش و گرمایش غیرفعال خورشیدی و .... مورد استفاده قرار می‌گیرد. انرژی باد عمدتاً در توربین‌های بادی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. انرژی زمین‌گرمایی نیز به صورت نیروگاه‌های زمین‎گرمایی و پمپ حرارتی زمین‌گرمایی مهار و استخراج می‌گردد.
بهره‌گیر‌ی از این راهکارها درصد بالایی از هزینه مصرف انرژی ساختمان را می‌کاهد. از سوی دیگر، هزینه‌های این گونه اقدامات، در مقایسه با سایر هزینه‌های ساختمان مقدار قابل توجهی نیست. ضمن این که بخشی از هزینه‌ها با توجه به کاهش حجم تأسیسات ساختمانی جبران می‌گردد 

هند و ایجاد بزرگترین نیروگاه خورشیدی جهان

کشور هند در مسیر چهارراه تاریخ و تکنولوژی قرارگرفته است. حدود 1.2 میلیارد نفر مردم در این کشور زندگی می کنند. این کشور برای ساخت جامعه ای مدرن تلاش می‌کند که می توان برخی تغییرات از نسل فودالیسم را در این کشور مشاهده نمود. یکی از نقاط کلیدی تحقق این هدف و شکوفایی اقتصادی، دسترسی به انرژی برق مقرون به صرفه است، بسیاری از کشورهای در حال توسعه برای رسیدن به این هدف، احداث نیروگاه های زغال سنگ را مد نظر خود قرارداده اند چرا که این سوخت به عنوان سوختی نسبتا ارزان به وفور یافت می شود. با نزول قیمت انرژی خورشیدی، این منبع به عنوان گزینه ای برای جایگزینی منابع فسیلی از قبیل زغال سنگ در نظر گرفته شد. هند در ابتدا به تقلید از کشور چین(بزرگ ترین اقتصاد جهان در زمینه تولید زغال سنگ در جهت تولید انرژی) مسیر خود را بدین جهت سوق داد. اما چین به زودی کشف کرد که این نیروگاه ها آلودگی بسیاری تولید کرده و مه دودی آسمان شهرهایی که این نیروگاه‌ها در آن ها بنا شده اند را فراگرفته است. کشور هند با مشاهده نگرانی های بهداشت جهانی تصمیم به تغییر مسیر خود در جهت توقف نیروگاه های زغال سنگ و سرمایه گذاری در مزارع خورشیدی را پیش گرفت.

شرکت هندی ادیانی(Adani) به تازگی اقدام به نصب و راه اندازی بزرگ ترین نیروگاه خورشیدی جهان پرداخته که این نیروگاه در منطقه کموتهی در ایالت تامیل نادو واقع شده و شامل 2.5 میلیون پنل خورشیدی بوده که فضایی معادل 2500 جریب زمین را به خود اختصاص داده است. Vneet Jaain، مدیر عامل شرکت ادیانی، می گوید: بزرگ ترین نیروگاه خورشیدی قبل از ما در کالیفرنیا در ایالات متحده است که ظرفیتی معادل550 مگاوات دارد و در حدود سه سال تکمیل شده است، حال آنکه هدف ما تولید نیروگاه خورشیدی با ظرفیت 648 مگاوات ظرف کمتر از یک سال بوده است. مزرعه خورشیدی کموتهی با تولید 648 مگاوات برق به صورت شگفت آور پیش رفته است و این سیستم در 8 ماه به پایان رسید، کاهش قیمت سلول های خورشیدی می تواند موجب تسریع در نصب و راه اندازی نیروگاه های خورشیدی گردد. یکی از فاکتورهای بسیار مهم در کشور هند عدم دسترسی بخش عمده ای از ساکنان این کشور به برق قابل اطمینان است. هزینه تولید این نیروگاه 679 میلیون دلار تخمین زده شده که در مقایسه با احداث نیروگاه های زغال سنگی و هسته ای به صرفه تر بوده است. در حال حاضر یک نیروگاه هسته ای، نیاز به پروسه ای 9 ساله برای طراحی، ساخت و عملیات دارد. Jaain می گوید که این شهر مکانی عالی برای احداث نیروگاه های خورشیدی است، چرا که یکی از مهم ترین ویژگی ها برای احداث چنین نیروگاه با عظمتی، نیاز به دسترسی به زمین های بسیار وسیع با میزان تابش سالیانه ی بالا می باشد، از طرفی نزدیکی به بندر برای مقاصد تدارکاتی یکی دیگر از نیاز های این واحدها می باشد که تمامی این نیازها در کموتهی وجودداشت. هند قصد دارد که تا سال 2022 ، انرژی60 میلیون خانوار را با انرژی خورشیدی تامین کند که این عمل می تواند کشور هند را پیشگام در حوزه انرژی های تجدید پذیر کند، که اعتماد به نفس ایجاد شده برای این شرکت، کار را در این مسیر تسهیل می کند. Jaain می گوید که این شرکت قصد دارد 11000 مگاوات انرژی خورشیدی را در پنج سال آینده احداث نماید. این شرکت به منظور بهره وری از انرژی خورشیدی در بالاترین میزان خود و تامین نیازهایی همچون تمیز کردن منظم سلول های خورشیدی ایجاد شده و موظف به حذف گرد و خاک و آلاینده های دیگر از سطح آن می باشد، بدین منظور یک سیستم اتوماتیک برای انجام این فرآیند طراحی شده است که این سیستم از نیروی گرانش برای تمیز کردن گرد و غبار از پانل ها استفاده می کند، همچنین برای پاک سازی هر چه بهتر آن از میکروالیاف برای از بین بردن گرد و غبار دور از پانل استفاده می شود.

گروه مطالعات انرژی کارمایه( گردآورنده: سید محمد سجاد سیفی)