تبلیغات
دکتر محمد حسین فرهنگی نماینده مردم شریف تبریز آذرشهر و اسکو در مجلس شورای اسلامی - ارائه مقاله در دانشگاه تهران در موضوع انرژی خورشیدی Solar Energy دوشنبه 15 شهریور 95


بسمه تعالی

ارائه شده در سومین کنفرانس بین المللی انرژی خورشیدی- 15 شهریور 1395- دانشگاه تهران
3RD International Conference on Solar Energy – 5-6 September- University of Tehran

انرژی خورشیدی Solar Energy

انرژی خورشیدی چیست
بطور کلی از انرژی خورشید به دو صورت استفاده می شود.
1-    کلکتور یا همان آبگرمکن خورشیدی (جهت گرم کردن آب) – فعالیت در این حوزه موضوع بحث مهندسی مکانیک است.
2-    سیستم های فتووولتاییک یا همان سلولهای خورشیدی (جهت تولید برق)- فعالیت در این حوزه موضوع بحث فیزیک و الکترونیک است.

1-    کلکتور: از صدها سال پیش بویژه در جنوب کشور ما بصورت سنتی مرسوم بوده است. مخازنی را پشت بام قرار میدادند و با تابش خورشید مخزن گرم می شد و اب داخل ان جهت استحمام یا شستشو استفاده می شد. همان سیستمها بصورت پیشرفته تر امروزه در دنیا تحت عنوان کلکتور استفاده می شود. یکی از کشورهایی که امروزه در این حوزه سرمایه گذاری گسترده ای کرده کشور ترکیه است. در کلیه روستا ها و شهرهای ترکیه به منظور حذف مصرف ذغال سنگ که شهرها را بسیار الوده می کرد امروز با حمایت دولت آب گرم مصرفی منازل بکمک کلکتورهای خورشیدی انجام می شود. با عبور از کنار خانه مشاهده می شود پشت بام عمده خانه ها صفحات کلکتور خورشیدی نصب شده است.
2-    صفحات فتووولتاییک یا سلول های خورشیدی:  اساس کار این سیستمها تبدیل انرژی تشعشع یا همان تابش خورشیدی به حرکت الکترونها و تولید جریان برق است. در حقیقت سلول خورشیدی مشابه باطری خودرو است چون هردوی آنها جریان الکتریکی که تولید می کنند از نوع جریان مستقیم یا DC است.

بهر حال بیش از این وارد مباحث تخصصی این حوزه نمی شوم و آنچه مهم است چرایی عدم توسعه این انرژی و نعمت لایتناهی از منظر اجرا و قوانین است که بدان می پردازم.

وضعیت این انرژی در ابعاد داخلی و خارجی:
چالش های عمده جهان در سال های آتی ده چالش زیر است که دولت در لایحه برنامه ششم تنها دو مورد آب و محیط زیست را آورده است:
1-     انرژی
2-     آب
3-     غذا
4-     حفظ محیط زیست
5-     فقر
6-     جنگ و مقابل با تروریسم
7-     بیمارها
8-     آموزش
9-     دموکراسی
10-رشد جمعیت
بقیه را در ادامه مطلب مطالعه کنید



 لزوم استفاده از انرژی های تجدید پذیر (فوتوولتائیک، گرمایی خورشید، باد، زیست توده، زیست گاز، موج دریا و برق آبی)
•    - مقابله با بحران انرژی در حال حاضر و سال های آتی
•    - حفظ محیط زیست
•    - حفظ ذخایر و سرمایه های ملی برای نسل های آینده
•    - محدود بودن منابع سوخت های فیسلی
•    - افزایش بهای جهانی سوخت های فسیلی
•    - اشتغالزایی و مقابله با بیکاری

باید تاسف خود را اعلام کنم که هنوز در بسیاری از روستاهای دور افتاده برق نداریم. گرچه این روستاها کم جمعیت هستند ولی عموما سرانه تولید محصول در آنها بالا است. چه به لحاظ وظیفه حاکمیتی و چه به لحاظ توجیه اقتصادی ضرورت دارد برق رسانی به انها صورت گیرد. نمونه آن 9 روستا فقط در یکی از شهرستانهای جنوب آذربایجان شرقی (چاراویماق) می باشد که هنوز برق ندارند ولی تولید کشاورزی خوبی دارند. پس اگر حمایت های لازم وجود داشته باشد می توان شاهد شکوفایی بیشتر در این حوزه بود.
نکته دیگر بحث محیط زیست است. امروزه اکثر کشورهای دنیا انرژی خورشیدی را نه تنها به لحاظ اهمیت اقتصادی بلکه بدلیل جایگزینی با انرژی های فسیلی (محصولات نفتی) توسعه می دهند تا به این ترتیب از انتشار گازهای گلخانه ای مانند دی اکسید کربن و متان (که سبب گرم شدن زمین شده) و همچنین انتشار گازهای آلوده کننده هوا مثل (اکسیدهای نیتروژن، اکسیدهای گوگرد، منوکسید کربن) جلوگیری کنند. نمونه آنها کشورهای اروپایی از قبیل آلمان، ایتالیا، و ........
بنابراین ما هم که ذخایر نفتی محدود و پایان پذیر داریم از نظر اقتصادی مجبور به توسعه این انرژی هستیم و از سوی دیگر با توجه به قوانین زیست محیطی که هر ساله در دنیا تکالیفی را برای کشورها تعیین می کند مجبور به جایگزینی منابع انرژی پاک (از قبیل انرژی خورشیدی) با منابع انرزی فسیلی (که الوده کننده هستند) می باشیم.


وضعیت انرژی خورشیدی در جهان
    بحران انرژی و اتمام اکثر منابع انرژی فسیلی در قرن حاضر موجب شده است که کشورهای صنعتی به تنها منبع مطمئن و پایدار انرژی یعنی انرژی های تجدید پذیر روی آورند. اگر چه انرژی های تجدید پذیر انواع انرژی های فوتوولتائیک، گرمایی خورشید، باد، زیست توده، زیست گاز، موج دریا و برق آبی را شامل می شود و لیکن هیچ یک از این انرژی ها به اندازه "فتوولتائیک" از انعطاف در محل نصب و کاربرد و سهولت در استفاده برخوردار نیستند. به همین علت سرمایه گذاری روی انرژی های تجدید پذیر در سال های اولیه قرن بیست و یکم به شدت رو به افزایش است و بیشترین سرمایه گذاری در بخش فتوولتائیک متمرکز شده است.
کارشناسان واحد انرژی های نو انستیتو محیط زیست و قابلیت پایداری اروپا در برداشتی از جمع بندی کمیسیون انرژی اروپای متحد گزارشی را به سازمان یونسکو ارائه کرده اند که در آن با پیش بینی وضعیت نیروی انسانی، محیط زیست، نیاز های انرژی را در حال و آینده بررسی و به این نتیجه رسیده اند كه دنیا راهی به جز توسعه    انرژی های تجدید پذیر ندارد و در این راستا است كه سرمایه های زیادی برای توسعه این منابع بکار گرفته شده است.
 بر اساس این گزارش که خلاصه آن در پیوست  آمده است یک انقلاب برای جایگزینی منابع انرژی از انرژی فسیلی به انرژی های تجدید پذیر به سرعت در جریان است. بر اساس این انقلاب انرژی پیش بینی شده بود که بکار گیری انرژی فتوولتائیک (برق خورشیدی) تا سال 2010 به 100 برابر نسبت به سال 1995 افزایش یافته و تا سال 2020 به بیش از 400 برابر نسبت به سال 2005 توسعه  یابد. با این شرایط در سال 2020 بیش از 4 درصد کل انرژی دنیا از طریق برق خورشیدی تأمین می شود و ظرفیت تولید کارخانجات موجود برای تجهیزات برق خورشیدی فتوولتائیک می باید به چند ده برابر وضعیت موجود افزایش پیدا کند. 
از طرفی استفاده از انرژی خورشیدی در میان کشورهای توسعه یافته طی سالهای اخیر بسیار مورد توجه سیاستمداران و سازمانهای محیطزیست قرار گرفته است؛ به طوری که مقالات و اخبار زیادی در خصوص استفاده بهینه از انرژی خورشیدی و در پی آن افزایش بهرهوری و ظرفیت تولید برق، سرمایش و گرمایش و همسو شدن با محیطزیست منتشر شده است. استفاده از فناوری فتوولتائیک یا انرژی خورشیدی کمک شایانی در رشد و پیشرفت فناوری و در راستای آن رشد اقتصادی این کشورها در پی خواهد داشت.
یکی از سیاستهای مورد اشاره در این نوع کشورها، تشویق افراد جامعه به استفاده از انرژی خورشیدی در مصارف خانگی (که 50 درصد از مصرف منابع طبیعی را در بر گرفته که 39 درصد آن را مصارف انرژی و 12 درصد را مصرف آب به خود اختصاص داده است) توانسته کمک شایانی به افزایش تولید و ذخیره برق و انرژی در این کشورها نماید.
انگلستان یک گام از کشورهایی نظیر فرانسه، بلژیک و لهستان فراتر رفته و با استفاده از انرژی خورشیدی توانسته سالانه معادل 46 هزار تن نفت ذخیره نماید.  به دلیل موقعیت جغرافیایی کشورهایی نظیر ترکیه، اسپانیا و یونان گمان میرفت این کشورها در صدر استفادهکنندگان انرژی خورشیدی قرار گرفته باشند اما بنا بر اساس آمارهای ارائه شده آلمان در صدر پیشروترین کشور اروپایی است که در راستای افزایش تولید برق و استفاده از فناوری فتووالتائیک یا انرژی خورشیدی فعالیت خود را آغاز کرده است.
 با نگاهی به نمودار های استفاده از سیستمهای فتوولتائیک رشد صعودی این صنعت قابل لمس خواهد بود.
حدود 30 گیگاوات از ظرفیت فتوولتائیک جدید در سراسر جهان در سال 2011 عملیاتی شده است و با افزایش 74 درصدی در کل دنیا به میزان 70 گیگاوات رسیده است. نصب و راه اندازی واقعی در طول سال 2011 نزدیک به 25 گیگاوات بوده است چراکه بعضی از ظرفیتهای متصل شده به شبکه در سال 2010 نصب شده بوده اند.
  
ظرفیت عملیاتی سیستمهای فتوولتائیک در آخر سال 2011 در حدود 10 برابر میزان کل نصب شده جهانی در 5 سال قبل بوده است و بدین وسیله به طور متوسط نرخ رشد سالانه 58 درصدی را در بازه زمانی 2006 تا 2011 به ارمغان آورده است. سهم بازار تین فیلم از 16% در سال 2010 به 15% در سال 2011 افت داشته است.
کشورهای پیشرو در بیشترین ظرفیت نصب شده تا انتهای سال 2011 آلمان، ایتالیا، ژاپن، اسپانیا و آمریکا بوده اند.
بار دیگر اتحادیه اروپا به خاطر وجود کشورهای آلمان و ایتالیا بازار سیستمهای فتوولتائیک را در دست خود گرفت. این دو کشور با هم 57% از ظرفیت عملیاتی جدید را در سال 2011 به خود اختصاص دادند. اتحادیه اروپا تقریبا 17 گیگاوات ظرفیت نصب شده داشته و نزدیک به 22 گیگاوات ظرفیت را متصل به شبکه نموده است. مجموع ظرفیت نصب شده سیستمهای فتوولتائیک تا انتهای سال 2011 در اتحادیه اروپا 51 گیگاوات بوده که این میزان در حدود سه چهارم از کل ظرفیت نصب شده جهانی می باشد. این میزان تقاضای برق بیش از 15 میلیون خانوار اروپائی را پاسخ گو خواهد بود.
در کشور آلمان کل ظرفیت نصب شده به میزان 24.8 گیگاوات رسیده که میزان 3.1% از برق تولیدی کشور آلمان را به خود اختصاص می دهد (در سال 2010 این میزان 1.9% بوده است).

ایتالیا رکورد جدیدی را ثبت نموده است، 9.3 گیگاوات سیستم فتوولتائیک وارد شبکه نمود که تا آخر سال به میزان 12.8 گیگاوات رسید.
از دیگر بازارهای برتر در اروپا می توان به بلژیک (نزدیک 1 گیگاوات)، انگلستان (0.9 گیگاوات)، یونان (بیشتر از 0.4 گیگاوات)، اسپانیا (نزدیک به 0.4 گیگاوات که از مقام دوم جهانی به مقام چهارمی نزول کرد)، اسلوواکی (0.3 گیگاوات) اشاره نمود.
 
امروزه اکثریت قریب به اتفاق ظرفیت نصب شده سیستمهای فتوولتائیک، متصل به شبکه می باشند به طوری که بخش مستقل از شبکه در حدود 2% از ظرفیت جهانی را به خود اختصاص داده است. با این وجود جذابیتها در سیستمها مستقل از شبکه و سیستمهای مقیاس کوچک در کشورهای در حال توسعه به چشم می خورد (بویژه در بخش برق رسانی روستائی).

وضعیت انرژی در ایران
در سال 91 براساس آمار وزارت نیرو انرژی الکتریکی تولید شده در کشور 247 میلیارد کیلو وات ساعت و میزان انرژی فروخته شده به مصرف کنندگان نهایی در کشور 195 میلیارد کیلووات ساعت بوده است؛ مفهوم این آمار این است که 52 میلیارد کیلو وات ساعت برق یا حدود 14.2 درصد از برق تولید شده در کشور به دست هیچ مصرف کننده ای نرسیده و فروخته نشده است و در واقع در سیستم توزیع و انتقال از بین رفته است. 52 هزار میلیارد کیلووات ساعت برقی که برای تولید هر کیلووات ساعت آن حدود 160 تومان هزینه شده است. اگر این دو عدد را در هم ضرب کنیم میزان خسارت ناشی از تلفات برق در سیستم توزیع و انتقال به عدد نجومی 8320 میلیارد تومان خواهد رسید. رقمی که بودجه چند وزارت خانه کشور است.
اما میزان خسارت ضعف سیستم برق کشور تنها به این نقطه و خسارت ها ختم نمی شود زیرا باید راندمان تولید برق کشور را هم در میزان خسارتی که به اقتصاد کشور وارد می شود، به این اعداد اضافه کرد. براساس گزارش های رسمی وزارت نیرو تولید ویژه و بازدهی نیروگاه‌های کشور به صورت میانگین تنها 3/39 درصد است و این یعنی مابقی 7/61 سوختی که در نیروگاه های کشور مصرف می شود بدون اینکه به انرژی تبدیل شود تنها سوخت می شود و از بین می رود.
با نگاهی اجمالی به آمار دفتر معاونت برنامه ریزی و نظارت رهبری نهاد ریاست جمهوری در چشم اتداز افق 1404
نشانگر این موضوع است که دولتمران کشورمان نیز به این موضوع کاملا اشراف دارند که برای مقابله با بحران انرژی در سال های آتی افزایش سرمایه گذاری در زمینه انرژی های تجدید پذیر علی الخصوص انرژی فتوولتائیک امری اجتناب ناپذیر است.
در حال حاضر سهم انرژی الکتریکی خورشیدی در کشور از میزان کل انرژی الکتریکی تولیدی بسیار ناچیز و تقریبا نزدیک به صفر است البته سرمایه گذاری هایی در حال انجام است که انشاا... ادامه داشته باشد.


شرایط و الزام‌های تحقق اهداف چشم‌انداز در بخش انرژی 
* - حذف موانع و ایجاد مشوق برای جذب و جلب سرمایه‌گذاری در بخش تولید انرژی بویژه انرژی پاک خورشیدی در چارچوب قانون اساسی جمهوری اسلا‌می‌ایران.
* - اجرای سیاست‌های كلی اصل 44 قانون اساسی و جلب مشاركت بخش خصوصی.
* - اصلا‌ح قیمت حامل‌های انرژی در سطحی كه عملیات توسعه و عرضه انرژی با در نظر گرفتن ارزش واقعی و هزینه فرصت (صادرات) منابع اولیه انرژی، برای بنگاه‌های فعال، اقتصادی بوده و حاشیه سودی هر چند در حداقل، را در برداشته باشد.
* - محدود شدن سطح دخالت دولت در بخش انرژی، به اعمال حق مالكیت منابع، سیاستگذاری، تنظیم قوانین و مقررات و نظارت بر بازار انحصاری و اعطای یارانه مستقیم و هدفمند برای تأمین حداقل انرژی لا‌زم برای اقشار محدود مورد نظر.
*- بهینه‌سازی و مدیریت مصرف انرژی و ارتقای فناوری با تداوم و توسعه اعطای كمك‌های فنی و اعتباری به منظور كاهش شدت انرژی.
*- برقراری و تقویت مشوق‌های لا‌زم و تنبیه‌ها به منظور كاهش آلا‌ینده‌ها و توسعه كاربرد انرژی‌های تجدیدپذیر و نوین و رعایت استانداردهای زیست‌محیطی ملی و بین‌المللی.
*-اختصاص بودجه ای خاص به شرکت های توزیع برق منطقه ای کشور در زمینه انرژی های تجدید پذیر بویژه خورشیدی.
*- اجرای برنامه تهاتر هزینه مصرف برق واحدهای تولیدی صنعتی و کارخانجات در ازای تولید برق خورشیدی. که بار مالی هم برای دولت ندارد.
*- حمایت از تولید محصولات با کاربری انرژی خورشیدی بطور مثال برنامه ریزی تولید موتورهای DC که بدون نیاز به مبدل مستقیما با برق خورشیدی کار کنند. امروزه در دنیا تولید یخچالها و حتی فریزرهای صنعتی با موتور DC  به منظور استفاده از برق خورشیدی با تیراژ بالا تولید می شود.
*-اعمال تشویق هایی از قبیل معافیت های مالیاتی برای صنایعی که درصد زیادی از برق خود را از انرژی خورشیدی می گیرند.
*-تصویب قوانینی برای الزام شهرداریها برای صدور پایان کار مشروط به استفاده از آبگرمکن های خورشیدی. در ترکیه در ابتدا که مصرف بیش از حد ذغال سنگ عمده شهرها را با شرایط حاد آلودگی هوا مواجه کرده بود برای فرهنگ سازی و توسعه استفاده از آبگرمکن های خورشیدی بجای موتورخانه های آبگرم ذغال سوز شهرداری در برخی مناطق حتی پایتخت صدور پایان کار را منوط به جایگزینی سیستم آبگرمکن ها نمود. ولی امروز شاهدیم که خود مردم مشتاقانه این کار را انجام می دهند چون تنها راه کاهش الودگی هوا بوده و در عین حال شرکتهای زیادی در این زمینه فعالیت دارند.

جمع بندی:
 ضعف قوانین از جمله  دلایل عدم توسعه انرژی های تجدیدپذیر از جمله خورشیدی است البته نبود عزم جدی در دولتها را نباید نادیده گرفت. چون توان تخصصی وجود دارد ولی الزمات و ضرورتهای تعهد آور که جامعه را به این مسیر سوق دهد وجود ندارد. لذا این خلاء های قانونی و در کنار آن عدم اجرا توسط سازمانهای اجرایی ذیربط سبب شده امروزه منازل و اپارتمانهای شهری هر کدام بمثابه یک نیروگاه با تولید الاینده ها سبب ایجاد شرایط حاد زیست محیطی را ایجاد کند.
در حالیکه حدود 2 دهه قبل که شبکه گاز شهری به این اندازه نبود مشکلات شهرها با شرایط امروز اصلا قابل مقایسه نیست. برای حل این مشکل یا به تعطیلی ادارات و مدارس رو می آوریم و یا مدام مشکل را به زمین همدیگر پاسکاری می کنیم.
با مطالعه وضعیت قوانین در این حوزه در کشورهای پیشرفته ملاحظه می کنیم که عزم دولتمردان و سیاستگذاران انرژی و محیط زیست در کنار تدوین و تصویب قوانین مناسب می تواند در کوتاه مدت مشکلات کمبود انرژی و آلودگی هوا را حل کند. بدون آنکه هزینه چندانی بر دولت ها تحمیل کند.
خروج صنایع آلاینده از شهرها نوعی پاک کردن صورت مساله است. بجای آن باید منابع انرژی صنایع اصلاح شود. مگر زباله سوزها آلاینده نیستند. این واحدها از آلاینده ترین صنایع هستند ولی می بینیم در وسط شهر توکیو پایتخت ژاپن حدود 20 کارخانه زباله سوزی وجود دارد ولی الودگی ندارد چون سیستم کارکرد احتراق کوره آنها استاندارد است و سیستم کنترل آلودگی مناسبی دارند. پس می توان در داخل شهر یا در جوار شهرها صنعت داشت ولی باید سیستم آنها اصلاح شود و در این راستا باید جرایم و تشویق ها را توام با اقتدار بر آنها اعمال کرد. چون گاهی اوقات انتقال صنایع بدلیل هزینه بسیار بالا و مشکلات نیروی انسانی و غیره تقریبا غیر ممکن است.
یا ذخائر معدنی در نقاط مختلف کشور پراکنده است اما به جای فرآوری آنها در کنار ذخائر مذکور مسافتهای طولانی (اتلاف بی دلیل انرژی و آلایندگی هوا و محیط)حمل می شوند و یا به دلیل استفاده از تکنولوژی های منسوخ (آلایندگی هوا و محیط) عوارض نامطلوب اشاره شده را برجای می گذارند.
یا همین مورد که بالا هم اشاره کردیم، الزام قانون شهرداریها، یا تهاتر برق مصرفی کارخانجات، الزام شهرداری به ایجاد ایستگاههای شارژ خورشیدی باطری موتورسیکلت ها و جایگزینی موتورهای برقی با فسیلی که حدود 25 درصد آلودگی کلانشهرها را تشکیل می دهند.
بجای نصب دیش های ماهواره پشت بامها که نه تنها نمای پشت بام بلکه جامعه را هم آلوده کرده است، شهرداری می تواند پشت بامها را به آبگرمکن های خورشیدی زیبا تجهیز کند که نه تنها هزینه مصرف انرژی خانواده پایین می اید بلکه آلودگی هوا نیز به شدت کاهش می یابد.
توسعه دولت الکترونیک و حذف مراجعات غیر ضرور به ادارات که با مطالعه تجربه کشورهای پیشرفته بسیاری از آنها تنها با یک مصوبه قانونی قابل حل است. بطور مثال موضوع نقل و انتقال خودرو که در هیچ جای دنیا مراجعه به دفاتر رسمی مفهومی ندارد چون امروزه خودرو یک وسیله مصرفی با عمر کوتاه است مانند تلویزیون و ماشین ظرفشویی، ولی چون وسیله ای با قابلیت سوء استفاده و در حوزه جاده ای می باشد ضرورت دارد نقل و انتقال آن با اطلاع پلیس باشد که در همه جای دنیا هم همینطور است. در کشور ما بدلیل اینکه می خواهیم منافعی را برای صنفی خاص از جامعه که دفترداران هستند تامین کنیم، مردم را مجبور به مراجعه دفاتر رسمی و تنظیم سند می کنیم که سبب هزینه های تردد به سبب مراجعه به دفترخانه، افزایش مصرف سوخت، افزایش آلودگی هوا، تحمیل هزینه به مردم و سایر موارد از آثار آن می باشد.


پیشنهاد فوری و عملیاتی:
لایحه برنامه ششم در مجلس شورای اسلامی در حال رسیدگی است. حال که فرصت پیشنهاد در قالب لایحه دولت از دست رفته است، وزارت نیرو می تواند ماده جامعی را برای درج در برنامه ششم پیشنهاد کند. بنده مسؤولیت کارگروه اقتصادی و زیربنایی کمیسیون تلفیق را بر عهده دارم. کارگروه 15 عضو دارد که اعضاء پنج کمیسون مرتبط و نمایندگان آنها در تلفیق هستند، از جمله کمیسیونهای انرژی، صنایع و کشاورزی.
این حکم یا احکام قانونی می تواند در بازه زمانی پنج ساله بستر گام مهمی در این زمینه باشد.

از توجه شما و همه صاحب نظران سپاسگزارم
دکتر محمدحسین فرهنگی
عضو هیأت علمی دانشگاه  و نماینده مردم تبریز آذرشهر و اسکو در مجلس شورای اسلامی         
         (دوره های هفتم، هشتم، نهم ودهم)


برچسب ها: انرژی خورشیدی ، Solar Energy ،