موانع انرژی‌ تجدیدپذیر (Enewable Energy Barriers)

چرا در همه بیابان‌ها پنل خورشیدی نصب نمی‌کنیم؟

در نگاه اول ایده عالی به نظر می‌رسد. تمامی برق کره زمین را می‌توانیم از پنل‌های خورشیدی تهیه کنیم. اما در عمل استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر محدودیت‌های فراوانی دارد. در این مقاله سعی کردیم موانع انرژی‌ تجدیدپذیر (Enewable Energy Barriers) را بیان کنیم.

موانع انرژی‌ تجدیدپذیر (Enewable Energy Barriers)

سوخت‌های فسیلی منابع انرژی تجدیدناپذیر، محدود و ناکارآمدی هستند که با تولید آلاینده‌ها به محیط ریست آسیب می‌رسانند. این منابع انرژی با وجود معایب عمده هم‌چنان در سراسر جهان مورد استفاده هستند. انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی و … در طول دهه‌های گذشته پیشرفت قابل توجهی از نظر پتانسیل تولید انرژی و کاربرد داشته‌اند. انرژی‌های پاک مانند سوخت‌های فسیلی به استخراج نیازی ندارند و هنگام تبدیل شدن به الکتریسیته، اثر مخرب کمتری روی کره‌ی زمین دارند. این منابع انرژی با وجود این‌که پاک، کارآمد و تجدیدپذیر هستند، اما پیشرفت روزافزون در جهت تبدیل به منابع اولیه انرژی در جهان نداشته‌اند.

توصیه مکادمی؛ مقاله انرژی‌ تجدیدپذیر (Renewable Energy) را مطالعه کنید.

در این‌جا سوالی که پیش می‌آید این است که اگر انرژی‌های تجدیدپذیر پاک و بسیار مفید هستند، چرا همه به‌سمت منابع انرژی تجدیدپذیر روی نیاورده و از آن‌ها بیشتر و به‌عنوان منابع دائمی انرژی استفاده نمی‌شود؟ در ادامه، با نگاهی به معایب و موانع اصلی انرژی‌های تجدیدپذیر، به پاسخ این سوال مهم می‌پردازیم.

موانع انرژی‌ تجدیدپذیر: انرژی تجدیدپذیر می‌تواند گران باشد!

با عرضه‌ی بی‌پایان منابع انرژی تجدیدپذیر، پتانسیل تامین زمین از انرژی‌های پاک، فراهم می‎‌شود. مانع اصلی این  امر، هزینه کلی انرژی‌های تجدیدپذیر است. فناوری موردنیاز برای تولید برق از انرژی‌های تجدیدپذیر می‌تواند هزینه‌ی زیادی را به‌همراه داشته باشد. این موضوع در بسیاری از کشورها به‌وضوح مشخص است. بسیاری از انرژی‌های تجدیدپذیر برای بهره‌برداری بسیار ارزان هستند، سوخت آن‌ها رایگان بوده و هزینه‌ی تعمیر و نگهداری آن‌ها نیز حداقل است. بنابراین، بخش عمده‌ای از هزینه‌ها ناشی از هزینه‌های اولیه ساخت و نصب تجهیزات لازم می‌باشد.

به‌عنوان مثال، برای نصب پنل‌های خورشیدی باید هزینه خرید هر قطعه از تجهیزات، حمل‌و‌نقل آن به محل، نگهداری از آن‌ها قبل و پس از نصب را در نظر داشت. هزینه‌های ساخت‌و‌ساز بالاتر ممکن است انرژی‌های تجدیدپذیر را برای موسسات مالی به‌عنوان ریسک تلقی و توجیه سرمایه‌گذاری را برای شرکت‌های توسعه‌دهنده دشوارتر کند.

علی‌رغم همه‌ی پیشرفت‌های لازم در زمینه فناوری انرژی‌های تجدیدپذیر، اجرای این فناوری بدون هیچ روش کارآمدی برای  ذخیره انرژی، به‌طور انحصاری یا در مقیاس بزرگ امکان‌پذیر نیست. بنابراین، در حال حاضر سوخت‌های فسیلی هزینه کمتری دارند. با وجود این‌که برخی دولت‌ها یارانه‌هایی برای تشویق مردم به سرمایه‌گذاری در انرژی‌های تجدیدپذیر ارائه می‌کنند، اما متاسفانه این موضوع هنوز در سراسر جهان صادق نیست.

موانع انرژی‌ تجدیدپذیر: ایجاد آلودگی برخی از انرژی‌های تجدیدپذیر

وقتی به انرژی‌های تجدیدپذیر فکر می‌کنیم، اغلب منابع را انرژی پاک و مناسب برای محیط‌زیست می‌دانیم. در حالی‌که برخی از منابع انرژی‌های تجدیدپذیر باعث آلودگی می‌شوند. یکی از منابع اصلی آلاینده، انرژی تجدیدپذیر زیست‌توده است. از این انرژی می‌توان به‌عنوان جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی در نیروگاه‌ها استفاده کرد و آن‌ها را برای مصارف مختلف سوزاند.

هم‌چنین می‌توان آن‌را در طبیعت رها کرد تا تجزیه شود که این امر موجب تولید بیوگاز می‌شود. بیوگاز سرشار از متان بوده و می‌تواند جایگزینی برای گاز طبیعی باشد. مشکل زیست‌توده این است که برای بهره‌مندی از انرژی باید چیزی سوزانده شود و این فرایند دی‌اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه‌ای را در جو آزاد می‌کند.

این گازها تغییرات آب‌و‌هوایی و طیف وسیعی از مسائل بهداشتی را سبب می‌شوند. بسیاری از نگرانی‌های زیست‌محیطی دیگر نیز در مورد استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر وجود دارند. برای مثال، تجهیزات و قطعات مورد نیاز برای ساخت توربین‌های بادی یا پنل‌های خورشیدی اغلب باید به سراسر کشور یا حتی جهان ارسال شوند. این استفاده از حمل‌و‌نقل از راه دور مطمئناً عاملی برای آلودگی بیشتر است. با این حال، بیشتر این نگرانی‌ها جزیی هستند و خطرات کمتری نسبت به استفاده از سوخت‌های فسیلی دارند.

موانع انرژی‌ تجدیدپذیر: محدودیت‌های جغرافیایی

بیشتر منابع انرژی‌های تجدیدپذیر دارای محدودیت‌های جغرافیایی هستند. انرژی‌های تجدیدپذیر به زمین‌ زیادی نیاز دارند. تاسیسات تولید برق از انرژی‌های تجدیدپذیر می‌توانند به زمین زیادی نیاز داشته باشند.

مزارع خورشیدی در مقایسه با نیروگاه‌های سنتی، فضای قابل توجهی را اشغال می‌کنند. توربین‌های بادی باید با فاصله مساوی از هم در مزارع قرار گیرند و نمی‌توان آن‌ها را در فضاهای کوچک قرار داد.

فناوری‌های سوخت‌های فسیلی در این زمینه بسیار کارآمدتر بوده و اغلب قادر به تولید برق بیشتری نسبت به انرژی‌های تجدیدپذیر هستند. در ادامه پنج نوع اصلی انرژی‌های تجدیدپذیر و محدودیت‌های جغرافیایی آن‌ها را بیان می‌کنیم.

انرژی خورشیدی

پنل‌های خورشیدی مورد استفاده در خانه‌ها و مزارع خورشیدی در مناطقی کارآمدتر هستند که مقادیر زیادی از نور خورشید را سالیانه و به‌طور مستقیم دریافت کنند. این امکان برای کشورهای مختلف بسیار متفاوت است و شرایط در سراسر جهان یکسان نیست.

انرژی باد

مزارع بادی در جاهایی که باد کافی وجد داشته باشد، قابل استفاده هستند. اکثر توربین‌های بادی باید در بالای تپه‌ها یا سواحل نصب شوند که این امکان نیز برای تمام کشورها یکسان نیست.

انرژی زمین گرمایی

 این انرژی در مکان‌هایی که فعالیت حرارتی کافی در نزدیکی سطح زمین وجود داشته باشد، قابل بهره‌برداری است. بنابراین، تنها می‌توان در نقاط خاصی از جهان به‌کمک این انرژی، برق تولید کرد.

انرژی برق‌آبی

سد‌های جزرو‌مدی و توربین‌های موجی فقط باید در مناطقی با انرژی آبی و موجی کافی اجرا شوند تا بتوان بیشترین میزان الکتریسیته را تولید کرد و که این شرایط برای تمامی کشورها  برقرار نیست.

زیست‌توده

این منبع انرژی تجدیدپذیر کمترین تاثیر را از محدودیت‌های جغرافیایی می‌گیرد. با‌‌این‌حال برای دریافت انرژی از این منبع، نیاز به توزیع کافی محصولات، پوشش گیاهی و محصولات زائد وجود دارد. این عامل سبب می‌شود که در کشورهای خشک و مناطقی که دارای بیابان‌های زیادی هستند، نتوان به‌خوبی از این منبع انرژی استفاده کرد.

موانع انرژی‌ تجدیدپذیر: سوخت‌های فسیلی قابل اطمینان‌تر هستند…

به‌طور کلی سوخت‌های فسیلی قابل اعتمادتر هستند. سوخت‌های فسیلی محدودیت‌های انرژی‌های تجدیدپذیر را ندارند و برخلاف انرژی‌های تجدیدپذیر، می‌توان آن‌ها را ذخیره کرد. ذخیره سوخت‌های فسیلی یک مزیت عمده دارد و آن این است که می‌توان فقط زمان نیاز از آ‌ن‌ها استفاده کرد. اما از انرژی‌های تجدیدپذیر باید هنگام تولید استفاده کرد و این منابع انرژی به باتری‌های بزرگ برای صرفه‌جویی در مصرف برق اضافی نیاز دارند.

از طرف دیگر نمی‌توان انکار کرد که سوخت‌های فسیلی بخش عمده‌ای از زندگی بشر هستند. این سوخت‌ها مقدار زیادی انرژی فراهم می‌کنند و تبدیل به بخش حیاتی زندگی روزمره می‌شوند. صنایع امروز اغلب از سوخت‌های فسیلی شکل گرفته‌اند و به حمایت از مشاغل زیادی کمک می‌کنند. روی آوردن به فناوری‌های تجدیدپذیر در مدت زمان کوتاه و به‌طور کامل، باعث ایجاد اختلال بزرگ در صنایع و مشاغل می‌شود، گرچه می‌توان بخشی از صنایع و مشاغل را در صنعت انرژی تجدیدپذیر جایگزین کرد.

موانع انرژی‌ تجدیدپذیر: کمبود اطلاعات و آموزش

کمبود آموزش در هر زمینه‌ای منجر به پذیرش کمتر راه‌حل‌ها در آن زمینه می‌شود. پذیرش کمتر انرژی‌های تجدیدپذیر سبب می‌شود مزایای آن توسط مردم درک نشده و جامعه قدردان آن نباشد. هم‌چنین کمبود تقاضای عمومی برای توسعه و نهادینه کردن منابع انرژی تجدیدپذیر وجود دارد و این به‌آن معناست که تصمیم‌گیرندگان اصلی انگیزه‌ای برای ایجاد تغییرات بزرگ ندارند.

در‌واقع، کمبود آموزش در مورد انرژی پایدار وجود دارد. مانند تمام پیشرفت‌های جدید، فناوری انرژی‌های تجدیدپذیر به‌اندازه سوخت‌های فسیلی به‌طور معمول استفاده نمی‌شوند، زیرا مردم درباره آن اطلاعاتی ندارند. اگر مردم حتی ندانند که منابع انرژی سبز وجود دارند یا اینکه می‌توانند از آنها استفاده کنند، کمتر احتمال دارد از منابع انرژی سبز در خانه‌های خود استفاده کنند.

بررسی وضعیت فعلی انرژی‌های تجدیدپذیر و محدودیت‌های آن‌ها در ایران

منابع انرژی مهم‌ترین عوامل و عناصر توسعه پایدار هستند. برخورداری از منابع انرژی کافی پس از نیروی انسانی مهم‌ترین عامل در توسعه اقتصادی جوامع صنعتی است زیرا انرژی، لازمه اساسی تداوم توسعه اقتصادی، رفاه اجتماعی، ارتقای کیفیت زندگی و امنیت اجتماعی است. در سال‌های اخیر بیشترین انرژی مصرفی در ایران از طریق سوخت‌های فسیلی تامین می‌شود. با توجه به افزایش مصرف انرژی، ایران با کاهش منابع فسیلی مواجه است که ضرورت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در ایران را نشان می‌دهد.

امروزه ایران تنها ۲ درصد از انرژی مورد نیاز خود را از منابع تجدیدپذیر تولید می‌کند که عمدتاً شامل باد، زیست توده، انرژی خورشیدی و برق آبی است. امروزه بیش از ۴۵ درصد برق اسپانیا از طریق انرژی‌های تجدیدپذیر تولید می‌شود و آلمان در این زمینه از ۲۰ درصد فراتر رفته است، اما ایران تنها ۱ درصد از ظرفیت تولید برق را از طریق انرژی‌های تجدیدپذیر تامین می‌کند و این بدان معناست که به دلایل مختلف مانند قیمت پایین سوخت‌های فسیلی، انرژی‌های تجدیدپذیر نادیده گرفته شده‌اند.

افزایش قیمت سوخت‌های فسیلی، ملاحظات زیست‌محیطی، امنیت انرژی، کاربردهای پتروشیمی، پیشرفت‌های تکنولوژیکی و توجیه اقتصادی برخی از عوامل تعیین‌کننده آینده انرژی‌های تجدیدپذیر در ایران هستند. در سال‌های اخیر در ایران، ضرورت قرار دادن انرژی‌های تجدیدپذیر در ترکیب انرژی کشور مورد‌توجه قرار‌گرفته است. اما نبود بودجه کافی اجازه ساخت نیروگاه های بزرگ را نمی‌دهد در حالی‌که به گفته کارشناسان این حوزه می‌توان کل برق مورد نیاز کشور را از طریق انرژی خورشیدی تامین کرد.

چنین ظرفیتی دست‌نخورده باقی مانده است، در حالی‌که تولید برق در ایران، از‌جمله ساخت و نگهداری نیروگاه‌ها و تولید برق، سالانه ده‌ها میلیارد دلار سوخت و درآمد ارزی مصرف می‌کند. وجود منابع بزرگ نفت و گاز و پایین نگه‌داشتن قیمت انرژی از طریق یارانه در ایران باعث شده است که ایران برخلاف کشورهای پیشرفته صنعتی در زمینه انرژی‌های تجدیدپذیر عقب بماند.

یکی از دلایلی که منجر به غیرقابل توجیه بودن توسعه این نیروگاه‌ها در ایران شده است، مقرون به صرفه بودن آن‌ها در مقایسه با سوخت‌های فسیلی است. در مورد برق بادی، قیمت پایین سوخت‌های فسیلی و تحریم‌ها موانع اصلی توسعه این نوع نیروگاه‌ها هستند و قرارداد وزارت نیرو برای فعالان این حوزه جذابیتی ندارد.

امروزه با کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی در جهان، استفاده از انرژی‌های نو و تجدیدپذیر نقش بسزایی در سبد انرژی جهان ایفا می‌کند. در دسترس بودن محدود سوخت‌های فسیلی و مشکلات انتشار گازهای گلخانه‌ای، نیاز همگان را به انرژی‌های تجدیدپذیر ضروری‌تر کرده است. با توجه به پتانسیل مطلوب و مناسب انرژی‌های تجدیدپذیر در ایران، توسعه منطقی این منابع ارزشمند قابل توجیه به نظر می‌رسد، زیرا از این طریق می‌توان اهداف توسعه پایدار را دنبال کرد.

محدودیت منابع فسیلی، مصرف بالای سالانه انرژی در ایران، خروج ایران از گروه صادرکنندگان نفت از اواخر قرن جاری و به‌تبع آن قطع درآمدهای حاصل از صادرات نفت باعث شده است که با کمبود برنامه‌ریزی و پیشرفت‌های لازم، روند توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر در کشور به‌طور جدی تحت تاثیر قرار بگیرد. مصرف برق در ایران از یک روند دوره‌ای پیروی می‌کند، به‌طوری که در تابستان بار شبکه در ایران بسیار زیاد است و در سایر مواقع این بار در شبکه‌های برق وجود ندارد که نشان‌دهنده عدم تعادل بین شدت و ضریب مصرفی است که در‌نهایت منجر به اتلاف انرژی الکتریکی می‌شود.

همچنین بر اساس منحنی بار سالانه سال ۱۳۹۵، حدود ۳۰۰ ساعت پیک بار بحرانی در ایران وجود دارد که با اجرای طرح‌های عمرانی، ۱۰ تریلیون ریال هزینه در بر خواهد داشت. اگر در این مرحله مصرف انرژی به‌درستی مدیریت نشود، تامین انرژی با مشکل مواجه خواهد شد. توسعه بازارهای رقابتی، افزایش مبادلات در بازار انرژی، احداث نیروگاه‌های برق آبی و انرژی‌های تجدیدپذیر خصوصی، توسعه نیروگاه‌ها، افزایش راندمان نیروگاه‌ها و تعمیر توربین‌های گازی پس از کارکرد ۱۰۰۰۰۰ مگاواتی از‌جمله استراتژی‌های مورد استفاده وزارت نیرو در ایران است.

نتایج نشان داده است که بیشترین استفاده از نیروگاه‌های تجدیدپذیر، مربوط به نیروگاه‌های بادی و خورشیدی است. در‌عین‌حال، صاحب‌نظران سرمایه‌گذاری در نیروگاه‌های خورشیدی با ظرفیت کمتر از ۲۰ کیلووات را توصیه می‌کنند، زیرا آنها بالاترین نرخ خرید تضمینی برق را دارند. مقاله‌ای در زمینه‌ی بررسی وضعیت انرژی‌های تجدیدپذیر در ایران، اطلاعات زیادی در اختیارتان قرار می‌دهد. برای مطالعه‌ی این مقاله می‌توانید از لینک زیر استفاده کنید.

مقاله را مطالعه کنید

چالش‌های انرژی‌های تجدیدپذیر

رویدادهای مخرب

همان‌طور که در چند سال اخیر دیده‌ایم، هیچ منطقه‌ای از جهان از هرج‌و‌مرج ناشی از رویدادهای طبیعی و رفتارهای انسانی در امان نیست. بخش انرژی نیز با بی‌شمار اختلالات دیگر در قالب رویدادهای سیاسی و اقتصادی مواجه است که تأثیرات گسترده‌ای بر عرضه، تقاضا و قیمت‌گذاری دارد.

علاوه براین، هزینه آماده‌سازی نیز در حال افزایش است. شرکت‌های خدمات شهری باید راه‌حل‌های پیش‌بینی‌کننده و جبران‌کننده‌ای داشته باشند تا از چابکی و انعطاف‌پذیری کافی برای تضمین ادامه خدمات اطمینان حاصل کنند.

پیچیدگی سیستم‌ها

از آنجایی که منابع انرژی تجدیدپذیر بیشتر در شبکه برق گنجانده می‌شوند، شبکه‌های موجود را پیچیده‌تر می‌کنند. منابع انرژی تجدیدپذیر معمولاً مستعد تغییرپذیری و تناوب هستند، به این معنی که باید با دقت خاصی مدیریت شوند.

نیاز به تحول دیجیتال

به‌منظور مدیریت شبکه‌ها و سیستم‌های توزیع پیچیده، تحول دیجیتال یک اولویت ضروری است. فناوری‌های ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی به حمایت از خواسته‌های مصرف‌کننده برای اندازه‌گیری هوشمند کمک می‌کنند، حد بالایی از محافظت در برابر جرائم سایبری را ارائه می‌کنند و به رعایت استانداردها در طیف گسترده‌ای از نقاط تولید کمک می‌کنند.

چالش‌های اقتصادی و مالی

شاید یکی از بزرگترین چالش‌هایی که بخش انرژی‌های تجدیدپذیر با آن مواجه است، اقتصاد باشد. به‌طور خاص، مسائل مالی مربوط به فناوری‌های تجدیدپذیر و انرژی‌های تجدیدپذیر است. سازمان‌های تجاری جدید به‌طور چشمگیری سرمایه‌گذاری در این بخش را افزایش می‌دهند.

با‌این‌حال، گذر از صنعت کربن و سوخت‌های فسیلی یک تغییر عظیم است و مانند هر تغییر بزرگی، هزینه مالی زیادی را به همراه دارد. در چند سال گذشته، سرمایه‌گذاری در انرژی‌های تجدیدپذیر منجر به موجی از نوآوری‌ها و فناوری‌های نوظهور شده است.

اما فشارهای اقتصادی همچنان نوآوری را خفه می‌کند و فقدان پشتوانه مالی از سوی سازمان‌ها و دولت‌های بزرگ اغلب می‌تواند پیشرفتی را که باید دیده شود، کاهش ‌دهد. گاهی اوقات جایگزین‌هایی مانند استارت‌آپ‌ها و حتی شرکت‌های بالغ‌تر به سرمایه‌گذاران کوچک‌تری روی می‌آورند تا اجرای پروژه‌ها را آغاز کنند.

چالش‌های سیاسی

چالش‌های سیاسی انتقال به انرژی‌های تجدیدپذیر به‌طور جدایی‌ناپذیری با نگرانی‌های اقتصادی مرتبط است. موضع گیری‌های سیاسی، انزواطلبی، مردم‌گرایی، و شعارهای ضد علم، توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر را تهدید می‌کند.

درک عمومی از انرژی‌های تجدیدپذیر به‌طور فزاینده‌ای مثبت است و اکثر مردم از نیاز به واکنش فوری به شرایط اضطراری آب‌و‌هوایی آگاه هستند و از آن حمایت می‌کنند، اما منافع شخصی، عدم اطمینان در مورد هزینه‌ها و منافع، و دیگر نگرانی‌ها در زندگی روزمره گاهی اوقات می‌تواند انرژی‌های تجدیدپذیر را در دستور کار سیاسی قرار دهد.