برق خورشیدی، نه آن قدر سبز نه آن قدر ارزان

 شانس؛ مثل بسیاری دیگر از کشفیات علمی داستان کشف امکان تولید برق از نور خورشید هم با شانس شروع شد. این‌طوری که یک آقایی به نام ادموند بکرل در سال ۱۸۳۹ وقتی داشت روی اثر نور خورشید روی سلول‌های الکتروشیمیایی تحقیق می‌کرد، متوجه شد وقتی نور خورشید به برخی مواد خاص می‌تابد، جریان الکتریکی تولید می‌شود. این کشف به‌نوعی تصادفی بود؛ چون او در ابتدا روی تولید برق از نور کار نمی‌کرد، اما آزمایش‌هایش نشان داد نور می‌تواند به‌طور مستقیم جریان برق ایجاد کند.

 کشفی که بعداً به انیشتین کمک کرد مقاله برنده نوبل فیزیکش را بنویسد، علاوه بر آن به انسان کمک کرد ماهواره و ربات و کاوشگر به فضا بفرستد، به چین کمک کرد که به اقتصادهای بزرگ دنیا پس‌گردنی بزند، باعث هزاران دادگاه شکایت و اختلاف بین مالکان و مستأجران خانه‌ها در هند شد، و حالا هم تخمین زده می‌شود چندین میلیون تن «زباله غیرقابل بازیافت» روی دست کشورهای در حال توسعه بگذارد.

 یک کشف تصادفی، یک صنعت حساب شده

 بعد از کشف بکرل، آزمایشگاه‌های بل در آمریکا تلاش کردند از نور خورشید کره بگیرند و موفق هم شدند. آنها نسل اول سلول‌های خورشیدی سیلیکونی با بازدهی ۶٪ را ساختند که البته تجاری نشد و تنها در صنایع نظامی و ناسا و فضا کاربرد داشت. از حدود سال ۲۰۱۰، داستان تغییر کرد. چین علم تولید برق از نور خورشید را گرفت و آن را تبدیل به صنعت کرد. چین یکی از غنی‌ترین منابع سیلیکون در جهان را در اختیار دارد و برای بیرون کشیدن و فروختنش به چیزهایی که احتیاج داشت که سیلیکون در آن کاربرد داشته باشد، پنل خورشیدی، در چنین شرایطی تبدیل به عروس هزار داماد شد. در شرایطی که بحران زیست‌محیطی به سمت شدت می‌رفت و تلاش‌ها برای کاهش مصرف انرژی‌های فسیلی دست‌کم در حرف افزایش یافته بود چین از پنل‌های خورشیدی رونمایی کرد که گفته می‌شد به نسبت تجهیزات دیگر تولید برق بسیار مفیدتر است. هم قشنگ است، هم ارزان است، هم قابل جابه‌جایی است، هم هر کسی می‌تواند یکی بخرد و روی سقف خانه‌اش، روی سقف ماشین یا اصلاً روی لباسش نصب و با آن برق خودش را تولید کند. دیگر نیازی به سیم سیم‌کشینراتور و تجهیزات انتقال و تقویت ندارد، انقلاب است، غوغاست، خوشبختی در یک‌قدمی است!

 برداشت وسیع سیلیکون از معادن چین، حمایت‌های دولتی قابل ملاحظه از تولیدکنندگان باتری‌های خورشیدی، بخشش مالیاتی، اعطای زمین رایگان به تولیدکنندگان و سیاست‌های تشویقی دیگر باعث شد چین به مرکز تولید پنل‌های خورشیدی برای تمام جهان تبدیل شود. با رشد تولید انبوه این پنل‌ها در چین، تحول بزرگی در کاهش قیمت و افزایش دسترسی به این فناوری رخ داد. قیمت هر وات پنل خورشیدی که در سال ۲۰۱۰ بین ۳.۵ تا ۴ دلار بود، تا سال ۲۰۲۴ به حدود ۱۲ تا ۱۸ سنت کاهش یافت که در نتیجه همه می‌خواستند راه بیافتند بروند اتصال‌های برقشان به شبکه را قطع کنند و در تولید برق خودشان خودکفا شوند. این میل به حمله به برق خورشیدی بخصوص در کشورهای فقیر جهان بیشتر بود. گفته می‌شد و گفته می‌شود که هر جا آفتاب بیشتری داشته باشد می‌تواند برق بیشتری هم تولید کند. آفریقا، هند، عربستان و ایران، به‌عنوان قلب تولید برق خورشیدی در «آینده» مطرح شدند؛ تنها کاری که باید می‌کردند این بود که به‌قدر کافی باهوش باشند و بروند زودتر از دیگران پنل‌های خورشیدی را از چین بخرند و بیابان‌هایشان، سقف خانه‌ها و ساختمان‌ها و خیابان‌هایشان را با این پنل‌ها فرش کنند. به‌هرحال، وقتی بیش از ۹۰ درصد کل این پنل‌ها توسط چین تولید می‌شود، بازار انتخاب‌های زیادی را ارائه نمی‌کند اما چه باک؟ چین با همه دنیا رابطه اقتصادی خوب و دوستانه‌ای دارد، و همه می‌تواند مشتری باشند.

 سرمایه‌های کم، اولین قربانیان کالاهای ارزان

 مثل همیشه که مردم فقیر زودتر در دام سرمایه‌گذاری‌های بی‌پشتوانه می‌افتند و پول بیشتری از دست می‌دهند، این بار هم کشورهای فقیر زودتر در دام افسانه برق خورشیدی افتادند. هوس مستقل شدن از شبکه توزیع برق که یا به همه‌جا نمی‌رسید یا اگر هم می‌رسید گران بود، باعث شد بسیاری از مردم دنیا به طمع خام تأمین خصوصی برق خانه‌های خودشان بیافتند. در جاهایی که پول بیشتری در کار بود، دولت یا پیمانکارانی که با وام‌های دولتی کار می‌کردند هم وارد گود شدند تا «مزرعه تولید برق خورشیدی» درست کنند و اینجا جایی بود که ابعاد واقعی داستان تولید برق خورشیدی روشن شد.

 پنل‌های سنتی تولید برق خورشیدی مبتنی بر سلول‌های PERC بازدهی حدود ۲۱ تا ۲۳ درصد دارند، اینها یکی از اولین نسل‌های پنل‌های تولید برق خورشیدی هستند که به‌تدریج جای خود را به فناوری‌های جدیدتر مانند TOPCon (با بازدهی ۲۳ تا ۲۵ درصد) و HJT (با بازدهی ۲۴ تا ۲۶ درصد) دادند. حتی بهترین پنل‌های خورشیدی که در مقایسه با نسل‌های قبلی آنها گران‌تر هستند و طول عمر بیشتری دارند هم هنوز بازدهی اندک و طول عمر بسیار کمی دارند. در جدول مقایسه‌ای فناوری‌های پنل خورشیدی، پنل‌های PERC با بازدهی ۲۱ تا ۲۳ درصد و قیمت هر وات حدود ۱۲ تا ۱۸ سنت ارزان‌ترین و رایج‌ترین هستند ولی در حال خروج از بازار هم هستند. پنل‌های TOPCon با بازدهی ۲۳ تا ۲۵ درصد و قیمت ۱۷ تا ۲۴ سنت در حال رشد سریع‌اند. پنل‌های HJT با بازدهی ۲۴ تا ۲۶ درصد قیمت بین ۲۲ تا ۳۰ سنت دارند که به معنی قیمت تمام شده دو برابری نسبت به قیمت‌های وعده داده شده است.

 می‌توانیم فیوز برق قطع کنیم؟ خوب، نه به این زودی

 علت کاهش ناگهانی قیمت پنل‌ها در سال‌های اخیر هم به تخلیه انبارهای قدیمی تولیدکنندگان چینی مربوط می‌شود. چین به‌سرعت به سمت فناوری TOPCon و HJT رفته و می‌خواهد از فناوری قدیمی PERC خلاص شود. بنابراین شرکت‌ها برای تخلیه موجودی خود، قیمت‌ها را پایین آورده‌اند. هم‌زمان، تولید انبوه و بهبود فرایندهای ساخت هم به کاهش هزینه‌ها کمک کرده است.

 با این حال تولید برق خانگی از طریق پنل‌های خورشیدی آن قدری که در ویدئوهایی شصت‌ثانیه‌ای تیک‌تاک چینی گفته می‌شود آسان نیست. منهای خرید این پنل‌ها که برای کسانی که به شبکه بانکی بین‌المللی دسترسی دارند آسان‌ترین بخش کار است، این پنل‌ها مردم را از اتصال به شبکه برق محلی بی‌نیاز نمی‌کند. برق خورشیدی تنها تا زمانی در دسترس است که خورشید در آسمان است. اگر بخواهید در ساعت‌هایی که خورشید در آسمان نیست هم برق خورشیدی داشته باشید اولاً باید مساحت زیر پنل را بیشتر کنید، یعنی تعداد پنل‌های بیشتر بخرید و دوما باید باتری بخرید تا برق را ذخیره کنید و در ساعت‌هایی که خورشید نیست از برق ذخیره شده در باتری استفاده کنید. چند باتری باید بخرید که برای مثال نیاز دوازده ساعت مصرف برق یک‌خانه معمولی را تأمین کند؟ هزینه باتری‌ها چقدر است؟ باتری‌ها را باید کجا نگه داشت و چطور خنک کرد؟ باتری‌ها را باید هر چند وقت یک‌بار جایگزین کرد؟ و وقتی آن‌ها را جایگزین می‌کنید با داغی باقی‌مانده باید چه کرد؟ اینها چیزهایی است که آن ویدئوهای شصت‌ثانیه‌ای به آن پاسخ نمی‌دهد. علاوه بر این باید در نظر بگیرید که اگر هوا ابری شود، یا صرفاً زمین بچرخد و پشتش به خورشید باشد برق ندارید. ترک در سلول‌های خورشیدی مساوی از کار افتادن آن است. حالا تصور کنید که از سطح هر پنل خورشیدی با احتساب میزان تولید انرژی سلول‌ها تنها بیست و یک تا بیست و سه درصد مساحت تولید برق داشته باشید و از آن مقدار هم چندتایی ترک بخورند، یا در یکی از این همه طوفان‌های گردوغبار یا رگبار و تگرگ آسیب ببینند، بعد باید کل پنل را با یک پنل دیگر جایگزین کنید. به فرض که قیمت پنل و هزینه جابه‌جایی پنل بعدی مسئله‌ای نباشد تا زمان رسیدن و نصب آن پنل بعدی برق ندارید. تازه وقتی پنل بعدی می‌رسد این سؤال پیش می‌آید که با پنل از کار افتاده قبلی چه‌کار کنیم!

مسئله تأمین برق خانگی از پنل‌های خورشیدی به همین‌جا ختم نمی‌شود. فرض کنید که شما در یک آپارتمان هشت‌واحدی در طبقه آخر ساکن هستید و زودتر از همه هم به فکر افتاده‌اید و سقف آپارتمان را به یک مزرعه تولید برق خورشیدی تبدیل کرده‌اید. حالا همسایه‌ها هم می‌خواهند همین کار را انجام دهند اما سقف ندارند، و مقدار انرژی که روی یک سقف تولید می‌شود هم برای هشت خانوار کفایت نیست. حالا باید چه کاری کرد؟ سقف را تقسیم می‌کنید؟ در آن صورت هیچ‌کس برق خورشیدی کافی نخواهد داشت. فقط واحدهای بالایی از برق خورشیدی استفاده می‌کنند؟ در این صورت همسایه‌ها از بهره‌برداری شخصی از مشاعات شاکی خواهند شد. فرض کنید مستأجر هستید و موقع جابه‌جایی می‌خواهید پنل‌های خودتان را با خودتان ببرید ولی آپارتمان بعدی که اجاره کرده‌اید طبقه دوم است! یا فرض کنید که آپارتمان بعدی که اجاره کرده‌اید باز هم در طبقه آخر است اما کسی زودتر از شما سقف را به مزرعه تبدیل کرده است! یا هم طبقه آخر است و هم سقفش خالی است ولی همسایه‌ها اجازه بهره‌برداری از آن را نمی‌دهند، یا هم طبقه آخر است و هم سقفش خالی است و هم هیچ همسایه‌ای در اطرافتان نیست ولی خانه جایی برای باتری‌های ذخیره برق و امکانی برای ایجاد تأسیسات خنک‌کننده آن باتری‌ها ندارد. احتمالات این معادله را می‌شود بسیار بیشتر از اینها ادامه داد، هر چند به نظر می‌رسد همین اندک نمونه‌ها موضوع را روشن می‌کند.

 کوچک نمی‌شود؟ بزرگش را می‌خریم!

 با این همه اما و اگر، حالا سرمایه‌گذاران دولتی و خصولتی وارد می‌شوند و می‌گوید ما نگفتیم برق خورشیدی به ژنراتور خانگی تبدیل می‌شود، ما می‌خواهیم نیروگاه خورشیدی ایجاد و برق یک شهر، چه‌بسا برق یک کشور را از خورشید تأمین کنیم. با ژست‌های ایران‌گرایانه می‌گویند تنها اگر کمتر از ده درصد مساحت کشور زیر پنل خورشیدی برود کشور به صادرکننده برق تبدیل خواهد شد و نیروگاه‌های گازی تعطیل خواهد شد و ما ثروتمندترین کشور جهان هستیم چون خورشید داریم! این‌طوری است؟ خب، این هم مثل ویدئوهای تیک‌تاکی به چشم‌بندی شبیه است. نیروگاه‌های خورشیدی اگرچه از نظر هزینه تولید برق (LCOE) در بسیاری از نقاط رقابت‌پذیر یا ارزان‌تر از نیروگاه‌های فسیلی هستند، اما هزینه‌های پنهانی نیز دارند. این هزینه‌ها شامل نیاز به تجهیزات اتصال به شبکه (مانند اینورتر، ترانسفورماتور، ردیاب خورشیدی) و باتری‌های ذخیره انرژی در سیستم‌های آف‌گرید یا برای پشتیبانی شبانه است. باتری‌ها - به‌ویژه لیتیوم یونی- بسیار گران‌اند و عمر محدودی دارند (حدود ۱۰ سال). به‌علاوه، تجهیزات بالانس جریان یا BOS (Balance of System) می‌توانند ۳۰ تا ۴۰٪ از کل هزینه نیروگاه را شامل شوند. برقی که قرار بود ارزان‌تر از برق نیروگاه‌های فسیلی، آبی و بادی تمام شود، نه‌تنها ارزان‌تر در نمی‌آید، بلکه با حساب کردن ضریب هزینه‌های جایگزینی هسته‌های خورشیدی، باتری‌ها و تجهیزات بالانس و انتقال برق، در نهایت از تولیدات دیگر گران‌تر هم در می‌آید. چه کسی سود بیشتر را به دست آورده؟ کسی که باتری را فروخته و روی انرژی‌های پایدارتر سرمایه‌گذاری کرده است!

 بعد از ماه عسل

 فرض بگیریم که ما به منابع بی‌پایان پول برای جایگزین کردن هسته‌های خورشیدی و همین‌طور خرید و تعمیر و نگهداری باتری‌ها و تجهیزات انتقال مسلح هستیم، مشکلی هم برای پیدا کردن زمین و نصب پنل‌های خورشیدی نداریم، از باد و بوران و گزند شن و ریگ روان هم نمی‌ترسیم و اصرار داریم که هرطور شده از نور روز برق تولید کنیم. باز هم مسیر هموار نیست. به غیر از این که یک ترک در هسته‌ها می‌تواند آنها را از کار براندازد و لازم است که جایگزینشان کنیم، عمر پنل‌ها هم محدود است و باید به‌صورت دوره‌ای با پنل‌های جدید جایگزین شوند. چهل متر، یا هشتاد متر، یا اصلاً صد متر پنل را می‌شود در زباله شهری انداخت، اما با دو هکتار پنل چه کاری باید انجام داد؟ یا پنج هکتار چطور؟ اینجا چالش مهم زباله الکترونیکی سر از آب در می‌آورد. بازیافت پنل‌های خورشیدی به‌قدری سخت و هزینه‌بر است که عملاً باید از آن چشم‌پوشی کرد زیرا از چندین لایه چسبیده به هم تشکیل شده‌اند که جداسازی آن‌ها تقریباً ناممکن است. ارزش مواد بازیافتی حاصل از این جداسازی هم پایین است که صرفه اقتصادی آن را حتی کمتر می‌کند. پیش‌بینی شده تا سال ۲۰۵۰ حدود ۸۰ میلیون تن زباله خورشیدی در جهان تولید شود. نبود زیرساخت مناسب بازیافت می‌تواند این زباله‌ها را به یک بحران زیست‌محیطی تبدیل کند. در برخی کشورها مانند فرانسه و آلمان زیرساخت بازیافت در حال توسعه است، اما بسیاری دیگر فاقد این توانمندی هستند. درست مثل باقی زباله‌های جهان، این زباله‌ها هم دیر یا زود از کشورهای توسعه نیافته یا در حال توسعه سر در می‌آورند.

 خرابی زودهنگام پنل‌ها، هزینه‌های بالای بازیافت، و نبود زیرساخت مناسب در بسیاری کشورها، می‌تواند بازگشت سرمایه نیروگاه خورشیدی را کاهش دهد. این در حالی است که نیروگاه‌هایی مثل زمین‌گرمایی یا هسته‌ای یا گاز، محدودیت نوری و وابستگی به باتری ندارند و در تأمین برق پایه قابل‌اعتمادتر هستند.

 پس چرا هیچ‌کس دو دو تا چهارتا نمی‌کند؟ یا می‌کند و ما خبر نداریم؟

 اگر اینها را بدون محاسبه و دو دو تا چهارتا و عدد و رقم می‌شود فهمید، این همه اصرار سیاست‌گذاران بر توسعه برق خورشیدی در کشور ناشی از چیست؟ اینجا پای اقتصاد سیاسی و سیاست انتخاباتی وسط می‌آید. در این مسئله بحثی نیست که نیروگاه‌های خورشیدی از نظر بصری زیبا هستند. به عکس‌هایشان نگاه کنید. زمین‌های سبز که تا چشم می‌کند قطعاتی از آسمان آبی را در خودشان بازتاب می‌دهند. نه دود دارند، نه بخارات سمی، نه ماشین‌های سنگین برای تخلیه سوخت به آنها رفت‌وآمد می‌کنند نه سروصدایی تولید می‌کند. تصویرشان برای مردمی که اطلاع کمی از فرایند تولید برق دارند بسیار جذاب است. این را بگذارید کنار بحران تأمین برق که از دو دهه پیش پیش‌بینی شده بود و حالا در قدمگاه شهرها و روستاهای کشور ایستاده است و به همه اینها اضافه کنید که چین شریک تجاری مهم ایران است که بخشی از پول نفت و فرآورده‌های نفتی که از ایران می‌خرد را به صورت تهاتری و با کالا پرداخت می‌کند. تصویر کلی این شکلی است، ایران از چین طلب پول دارد و بحران برق، چین مقدار قابل ملاحظه‌ای تولید پنل خورشیدی دارد که اکثر کشورهای دنیا متقاضی آن نیستند و هم‌زمان در حال انقلاب تکنولوژیکی است و باید انبارهایش را برای نسل جدید باتری‌ها خالی کند؛ پول را می‌دهیم، پنل‌ها را وارد می‌کنیم، در مناطق کمتر توسعه یافته با این پنل‌ها مانور می‌دهیم و چشم مردم را پر می‌کنیم تا در انتخابات‌های محلی بعدی رأی بیاوریم. حالا اگر بحران تولید برق حل نشد که هیچ، ده‌ها هزینه دیگر هم به کشور تحمیل شد و آخرش به زباله‌دان پنل‌های قراضه تبدیل شدیم هم احتمالاً چندان مهم نیست. کسی این مسئله را به یاد نخواهد آورد. تمام چیزی که باقی می‌ماند این است که در انتخابات بعدی مجلس چه کسی از کجا رأی بیاورد و به صحن بهارستان برسد!

 برق سبز یا وعده سر خرمن؟ شما تصمیم بگیرید

 برق سبز که این روزها تحت‌تأثیر اخبار و واقعیت‌های ناشی از ناترازی تولید و مصرف برق در کشور در بورس انرژی رو به رشد است، تنها با برق خورشیدی تعریف نمی‌شود. نیروگاه‌های زمین گرمایی، نیروگاه‌های هسته‌ای، بادی و آبی بخش مهم و بسیار پایدارتر صنعت برق سبز هستند که چون تکنولوژی آنها عمدتاً اروپایی است واردات آنها به‌سادگیِ واردات پنل‌های خورشیدی نیست و با نصب‌کردن یک چارچوب روی سقف به بازدهی نمی‌رسد. اکبر اعتماد، بنیان‌گذار صنعت هسته‌ای ایران که در همین اردیبهشت‌ماه سال جاری از دنیا رفت، در توجیه نیاز ایران به انرژی هسته‌ای می‌گفت ممکن است هزاران شیوه تولید انرژی در جهان وجود داشته باشد اما آنچه که تعیین می‌کند کشورها باید کدام شیوه تولید انرژی را اتخاذ کنند «پایداری» و «کنترل‌پذیری» روند تولید انرژی است. این درست است که کسی نمی‌تواند خورشید را از آسمان پایین بکشد اما معنی آن این نیست که تولید برق خورشیدی پایدارترین انتخاب تولید انرژی برای کشوری مانند ایران است. چه‌بسا که این سرمایه‌گذاری‌های از سر ناچاری، امکانات کشور برای حرکت به سمت تولید پایدار انرژی را از این که هست هم محدودتر کند.