ظرفیت و قابلیت‌های استان آذربایجان‌شرقی در تولید برق از انرژی خورشیدی

بزرگنمایی تصویر

به گزارش آذر صبح به نقل از فارس، مساله تأمین انرژی مورد نیاز از دیرباز یکی از اساسی‌ترین مشکلات جوامع بوده و با پیشرفت صنایع و تکنولوژی این مساله به تدریج حادتر نیز شده است  تا جایی که در سال‌های اخیر با افزایش جمعیت و محدودیت منابع انرژی و مشکلات و اثرات سوء زیست محیطی حاصل از مصرف بی‌رویه سوخت‌های فسیلی، عدم امنیت در عرضه آن‌ها در پی بحران‌های سیاسی – اقتصادی توجه دنیا به استفاده از انواع انرژی‌های تجدیدپذیر بیشتر و ضروری‌تر گردیده است.

در این میان خورشید بزرگ‌ترین منبع انرژی تجدیدپذیر کره زمین است لذا وسیع‌ترین منبع انرژی نیز به شمار می‌رود.

انرژی تابشی گسیل شده از خورشید به زمین در هر ساعت از مقدار کل انرژی مصرفی ساکنان زمین در طول یکسال بیشتر است و تولید الکتریسیته از اهداف عمده کاربرد انرژی‌های تجدیدپذیر بویژه انرژی خورشید است.

اندیشمندان و محققان معتقدند که با توجه به محدودیت‌های موجود، انرژی‌ خورشیدی باید به اولین گزینه برای تولید انرژی تبدیل شود. به همین دلیل نصب سلول‌های خورشیدی بر بام ساختمان‌ها و استفاده از انرژی الکتریکی حاصل از آن رو به فزونی است به طوری که به یک شیوه جدید در صنعت برق دنیا مبدل گشته است. در این راستا، کشور ایران نیز به دلیل موقعیت جغرافیایی، ظرفیت‌های متعددی در حوزه تولید برق از انرژی‌ خورشیدی دارد.

در این مقاله سعی شده است قابلیت‌های استان آذربایجان‌شرقی در استفاده از انرژی‌ خورشیدی با توجه به شرایط اقلیمی و جغرافیایی، فروش به مشترکین استان و میزان تولید ناخالص برق نیروگاه‌ها، شرایط زیست محیطی استان، بازار منطقه برای تولید برق و سیاست‌های تشویقی دولت در خصوص انرژی‌های تجدیدپذیر بویژه انرژی خورشیدی مورد بررسی قرار گیرد.

شرایط اقلیمی ایران و بهره‌مندی استان آذربایجان‌شرقی از انرژی خورشیدی

ایران بین مدارهای ۲۵ تا ۴۰ درجه عرض شمالی قرار گرفته است و با توجه به اطلاعات مندرج در وبسایت سازمان ‌انرژی‌های تجدیدپذیر، تقریبا ۳۰۰ روز آفتابی دارد. با این شرایط، اگر تنها ۱ درصد مساحت ایران، انرژی خورشیدی جذب شود و راندمان سیستم دریافت انرژی تنها ۱۰ درصد باشد، می‌توان روزانه ۹ میلیون مگاوات ساعت انرژی از خورشید دریافت کرد.

در ایران، متوسط ساعات تابش خورشید بیش از ۲۸۰۰ ساعت بوده و مقدار تابش سالانه خورشید ۲۲۰۰ کیلووات بر هر متر مربع می‌باشد که بیش از ۹۰ درصد خاک ایران را در بر می‌گیرد. همچنین مقدار تابش کلی انرژی خورشید در ایستگاه شهر تبریز ۷/۴۶۲ کالری بر سانتی‌متر مربع در روز می‌باشد. از آنجایی که شهر تبریز سالانه ۱۸۵۰ ساعت تحت تاثیر تابش موثر خورشید واقع می‌شود این پتانسیل در کنار میانگین دمای پایین شهر در طول سال موقعیتی منحصر به فرد بوجود می‌آورد که ضمن دریافت بیشینه انرژی از پنل‌های خورشیدی شاهد حداقل تلفات در کل سیستم نیز خواهیم بود.

بارش و تعداد روزهای ابری در استان

بارش و شرایط آن یکی از عوامل مهم در مکان‌یابی نیروگاه‌های خورشیدی است چرا که مناطق با بارش بالا در طول سال از یک طرف حکایت از بالا بودن رطوبت منطقه دارد که خود مهمترین عامل جذب تابش موج کوتاه می‌باشد و از طرف دیگر نشان‌دهنده وجود ذرات معلق در اتمسفر آن منطقه است که هر دو این عوامل بر روی استقرار پنل‌های خورشیدی اثر منفی دارند و به طور کلی بارش باران اثرات نامطلوبی را هم از جهت اشکالات فنی و هم از جهت آلودگی سطح صفحات فتولتائیک سبب می‌شود.

اما مناطق با بارش بسیار کم نیز بدلیل فقر پوشش گیاهی و افزایش غبار آلودگی آن مناطق نیز مطلوب نمی‌باشد. با این وصف مهم‌ترین عامل از نظر کنترل انرژی تابشی خورشید ابرناکی آسمان است. ابرها به طور متوسط ۲۱ درصد انرژی موج کوتاه خورشید را منعکس می‌کنند لذا در مواقعی که هوا آفتابی است بخش اعظمی از انرژی خورشید به زمین می‌رسد.

در استان آذربایجان‌شرقی ۵۱ تا ۹۱ روز در سال ابری بوده که بیشترین تعداد روزهای ابری در شمال و شمال‌شرق استان حادث می‌شود. بارش ثبت شده استان نیز از ۳/۱۶۰ تا ۵/۳۸۸ میلی‌متر متغیر می‌باشد. محدوده‌های شمال‌شرق استان، مناطقی از شمال‌غرب و مرکز نیز بالاترین مقادیر بارش ثبت شده را دارند و به طور کلی به جز مناطق ذکر شده سایر مناطق استان از لحاظ بارش و تعداد روزهای ابری برای استقرار سیستم‌های مورد نیاز برای انرژی خورشیدی مناسب می‌باشند.

 ساعات آفتابی و دما در استان

ساعات آفتابی یکی از مهم‌ترین پارامترهای اقلیمی است این پارامتر تحت تاثیر چند عامل موثر بر تابش از جمله مدت زمان تابش است که خود معلول عرض جغرافیایی است که بر روی ساعات آفتابی بسیار تاثیرگذار است. پنل‌های خورشیدی در دمای پایین‌تر برق بیشتری تولید می‌کنند البته سیستم‌های فتولتائیک (PV) در روزهای زمستانی کمتر از روزهای تابستانی انرژی تولید می‌کنند که علت آن کاهش ساعات روز و پایین بودن زاویه تابش خورشید است.

ساعات آفتابی استان در بازه ۱۴۲۴ تا ۳۱۰۰ بوده و میانگین حداقل دمای سالیانه ۸۸/۲ تا ۴۴/۵ درجه سانتی‌گراد است. استان آذربایجان‌شرقی به دلیل موقعیت جغرافیایی و شرایط خاص آب و هوایی، هم از لحاظ میانگین دمایی و هم از لحاظ ساعات آفتابی از وضعیت مناسبی برخوردار است.

 از سوی دیگر، با توجه به این‌که استان آذربایجان‌شرقی کوهستانی و دارای اقلیم سردسیری است و اکثر مناطق آن در ارتفاعی بالاتر از ۱۰۰۰ متر از سطح دریا واقع شده‌اند، لذا توان دریافتی تابش کلی خورشید در آن بیشتر می‌باشد که اگر تجهیزات لازم فراهم شود، می‌توان از این قابلیت و مزایای متعدد آن بهره‌برداری نمود.

فروش به مشترکان استان و میزان تولید ناخالص برق نیروگاه‌ها

با توجه به جدول زیر، میزان فروش انرژی برق استان آذربایجان‌شرقی طی بازه ده ساله ۱۳۸۳تا ۱۳۹۳ از ۳۹۰۸ میلیون کیلووات ساعت با رشد سالانه ۶ درصد به ۷۲۴۹ میلیون کیلووات ساعت رسیده است. این درحالی است که میزان تولید ناخالص نیروگاه‌ها در استان از ۴۹۴۶ میلیون کیلووات ساعت در سال ۱۳۸۳ با رشد سالانه ۵ درصد به ۸۷۳۷ میلیون کیلووات ساعت در سال ۱۳۹۳ رسیده است.

شرایط زیست محیطی استان

یکی از عمده ویژگی‌های مسائل زیست محیطی، بدون مرز بودن این مباحث می‌باشد، بنابراین نمی‌توان بحث چالش‌های زیست‌محیطی آذربایجان‌شرقی را از محیط کل کشور مجزا در نظر گرفت. تغییر اقلیم به عنوان یکی از عمده چالش‌های زیست محیطی امروزی محسوب می‌گردد که قطعا تغییرات این چالش در استان آذربایجان‌شرقی نیز قابل مشاهده است.

بطوری‌که این استان در سال‌های اخیر تغییرات آب و هوایی محسوسی را تجربه می‌کند، تغییر اقلیم مشکلی است که عمدتاً با مصرف انرژی ارتباط مستقیم دارد. این در حالیست که نیاز بشر امروزی به انرژی با تغییر روش زندگی و افزایش جمعیت، روز به روز در حال افزایش است لذا نیروگاه‌های فعلی و استفاده از انرژی‌های تجدیدناپذیر پاسخگوی این نیاز نبوده و استفاده از سوخت‌های فسیلی برای تولید برق باعث افزایش انتشار آلاینده‌های زیست محیطی و گازهای گلخانه‌ای می‌گردد.

در حال حاضر، نیروگاه حرارتی تبریز، به تنهایی مسئول بخش عمده‌ای از آلودگی شهرهای تبریز، خسروشاه، اسکو، ایلخچی، آذرشهر و روستاهای اطراف شناخته می‌شود. سوخت مورد نیاز این نیروگاه در ایام زمستان و در شرایط اضطراری (به عنوان مثال ۱۴ روز در سال ۹۵)، به جای گاز طبیعی از مازوت تأمین می‌شود.

سوخت مازوت به علت انتشار دی‌اکسید گوگرد فراوان، دارای میزان آلایندگی بالایی است. از مضرات استفاده از مازوت تولید باران اسیدی در شرایط جوی خاص و آلودگی شدید هوا و نهایتا تأثیر بر منابع آب و خاک و محصولات کشاورزی است. منواکسید کربن، گازهای آلی، اکسیدهای نیتروژن، اکسیدهای سولفور و ذرات دیگر از جمله مواد آلاینده‌ای هستند که توسط نیروگاه حرارتی تبریز وارد اتمسفر شده و هوا را آلوده می‌کنند.

با توجه به این که جهت وزش بیشتر بادهای تبریز از غرب به شرق است، مواد آلاینده این نیروگاه توسط باد به سمت شهر تبریز حرکت می‌کنند. فعالیت نیروگاه حرارتی تبریز یکبار به دلیل آلایندگی زیست محیطی متوقف شد با وصل شدن گاز طبیعی مورد نیاز، مجدد به مدار تولید بازگشت. در بهترین حالت و در صورت استفاده از گاز طبیعی توسط نیروگاه حرارتی تبریز روزانه ۸۸ تن انواع مواد آلاینده به محیط تخلیه می شود، بنابراین یکی از مهم‌ترین راهکارها جهت مدیریت و کاهش تبعات زیست‌محیطی بخش انرژی با توجه به محدودیت و تجدیدناپذیر بودن منابع انرژی فسیلی، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و استفاده از سوخت‌های پاک می‌باشد.

میزان صادرات، واردات برق و بازار منطقه

با افزایش مراکز تولید برق در کشور و گسترش نیروگاه‎‌ها و به دنبال آن، افزایش میزان تولید انرژی برق، طی دهه‌های اخیر بخشی از تولید برق کشور به کشورهای همسایه از جمله نخجوان، ترکیه، ارمنستان، ترکمنستان، پاکستان، افغانستان و عراق صادر می‌شود.

میزان صادرات برق کشور از ۹۹۵۶ میلیون کیلووات ساعت در سال ۱۳۹۳ به ۹۷۵۱ میلیون کیلووات ساعت در سال ۱۳۹۴ رسیده است. این در حالی است که کشور ایران معمولا در فصولی از سال که نیاز به برق بیشتری وجود دارد، اقدام به وارد کردن برق، عندتأ از کشور ترکمنستان می‌کند.

میزان کل واردات برق کشور در سال ۱۳۹۳، ۳۷۶۹ میلیون کیلووات ساعت بوده است که این میزان در سال ۱۳۹۴، به  ۴۱۸۸ میلیون کیلووات ساعت رسیده است. مقایسه تبادل انرژی برق حاکی از آن است که تراز تجاری برق در کشور به سمت صادرات بوده لذا این صنعت برای کشور ارزآور می‌باشد. و با توجه به اینکه کشور ایران در یک موقعیت جغرافیایی و استراتژیکی بی‌نظیری در خاورمیانه قرار گرفته است، از پتانسیل بسیار بالایی برای صادرات برق به کشورهای منطقه برخوردار است.

با وجود وفور نفت و گاز در منطقه خاورمیانه، عرضه قابل اطمینان انرژی برق با مشکل مواجه است. بویژه در سال‌های اخیر و به دلیل ناآرامی‌های بوجود آمده در کشورهای منطقه صنایع فعال این کشورها نیاز شدیدی به یک شبکه برق پایدار و عرضه قابل اطمینان برق دارند این در حالیست که اکثر نیروگاه‌های این کشورها یا در جنگ آسیب دیده‌اند و یا آنقدر فرسوده و مستهلک هستند که قابلیت تأمین برق مورد نیاز صنایع و حتی مصارف خانگی را ندارند.

 از سوی دیگر امکان صادرات برق به این منطقه برای کشورهای بزرگ صادرکننده به دلیل فاصله زیاد این کشورها از منطقه و فقدان زیرساخت‌ها و شبکه‌هایی با کیفیت انتقال برق، وجود ندارد به این دلیل امکان نفوذ صادرکنندگان بزرگ برق به بازار این منطقه حتی در آینده نیز بسیار محدود است لذا با انجام برنامه‌ریزی‌های استراتژیک می‌توان سهم عمده‌ای از بازار برق کشورهای همسایه را به خود اختصاص داد و با پایین آوردن قیمت تمام شده برق و بالا بردن قابلیت اطمینان شبکه و ترغیب بیشتر این کشورها به واردات برق از ایران، سهم خود را در بازار گسترش داد.

سیاست‌های تشویقی دولت

در راستای اجرای سیاست های کلی اقتصاد مقاومتی ابلاغی از سوی مقام معظم رهبری (در بهمن ماه سال ۱۳۹۲) و شورای اقتصاد در خرداد ماه  ۱۳۹۳، مبانی و مستندات، اهداف، سیاست‌ها و برنامه‌های عملیاتی وزارت نیرو در خصوص برنامه اجرایی اقتصاد مقاومتی، تصویب گردید. برنامه‌های متناظر با سیاست « افزایش سهم انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر در سبد انرژی کشور»  به شرح ذیل می‌باشد:

– توسعه بازار انرژی‌های تجدیدپذیر از طریق خرید تضمینی و بلندمدت برق

– تأمین برق روستاهای دور از شبکه با استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی

– ایجاد بسترهای لازم قانونی و اجرایی و حمایت فنی برای تشویق بخش خصوصی به تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر

– تخصیص منابع مورد نیاز برای تأمین مابه التفاوت قیمت خرید انرژی‌های تجدیدپذیر از محل صرفه‌جویی حاصل از کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی

مکانیسم خرید تضمینی برق سبب می‌شود تا سرمایه‌گذاران بخش خصوصی (داخلی و خارجی) تشویق شده و انگیزه آنها برای سرمایه‌گذاری و مشارکت در نیروگاه‌های تجدیدپذیر افزایش یابد و بستر مناسبی را در خصوص تنوع بخشی هر چه بیشتر به سبد انرژی در کشور و توسعه ظرفیت برق تولیدی از منابع انرژی تجدیدپذیر در طول برنامه ششم توسعه تا میزان پنج هزار مگاوات، فراهم می‌آورد.

 در این زمینه فرصتی برای سرمایه‌گذاران بخش خصوصی (داخلی و خارجی) جهت ورود به این عرصه در داخل کشور فراهم گردیده که رویکردی اقتصادی است و انتفاع مالی برای آنها نیز به همراه دارد و در این میان وزارت نیرو برای حمایت از توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر، تسهیلاتی را برای بخش خصوصی فراهم نموده است که برق تولیدی از نیروگاه‌های تجدیدپذیرشونده را به قیمت قابل توجهی در مقایسه با برق تولیدی از نیروگاه‌های فسیلی و متداول خریداری می‌نماید. به طوری که نرخ پایه خرید تضمینی برق برای نیروگاه خورشیدی با ظرفیت ۱۰۰ کیلووات و کمتر در سال ۱۳۹۶، ۸۷۳۰ ریال بر کیلووات ساعت و نیروگاه خورشیدی با ظرفیت ۲۰ کیلووات و کمتر ۹۷۷۰ ریال بر کیلووات ساعت است.

یکی دیگر از بسته‌های تشویقی موجود در این خصوص در نظر گرفتن قرارداد خرید تضمینی به عنوان وثیقه‌ی بانکی است بنابراین سرمایه‌گذاران می‌توانند قرارداد خرید تضمینی را به عنوان وثیقه در اختیار بانک قرار دهند و تسهیلات دریافت نمایند. نتیجه این سیاست‌های تشویقی جدید، تغییر در نرخ خرید  تضمینی و جذاب نمودن آنها می‌باشد که می‌تواند مورد استقبال شرکت‌های داخلی و خارجی مختلفی جهت سرمایه‌گذاری و احداث نیروگاه‌های تجدیدپذیر در ایران قرار گیرد.

فواید توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر

از جمله فواید توسعه انرژی‌های نو و تخصیص مناسبی از سبد انرژی کشور به منابع انرژی‌های تجدیدپذیر بالاخص انرژی خورشیدی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

تنوع در منابع تولید انرژی به منظور افزایش امنیت انرژی

تولید پراکنده و کاهش اتکا به شبکه سراسری انتقال انرژی (پدافند غیرعامل)

برخورداری از پتانسیل عظیم منابع انرژی تجدیدپذیر در کشور و استفاده حداکثری از منابع منطقه‌ای

کاهش آلودگی‌های زیست محیطی و عدم انتشار گازهای گلخانه‌ای

اشتغال‌زایی و توسعه نواحی دورافتاده

نتیجه‌گیری

روند کاهشی منابع تجدیدناپذیر یکی از مشکلات اساسی موجود در بحث انرژی است. این مساله بیانگر توجه به اهمیت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر با اثرات مخرب زیست محیطی کمتر می‌باشد. پتانسیل‌های اقلیمی استان آذربایجان‌شرقی با توجه به مقدار و ساعات تابش، میزان بارش و تعداد روزهای ابری در استان برای استقرار سیستم‌های مورد نیاز برای تولید برق از انرژی خورشیدی و همچنین میانگین دمای پایین شهر در طول سال این استان را در موقعیت منحصربه فردی قرار داده است تا ضمن دریافت بیشینه انرژی از پنل‌ها و سیستم‌های خورشیدی، حداقل تلفات در کل سیستم را نیز دارا باشد.

 افزایش نیاز به مصرف برق و به تبع آن افزایش فروش به مشترکین برق در استان، نیاز به تولید بیشتر برق را نمایان می‌سازد، بنابراین نیروگاه‌های فعلی و استفاده از انرژی‌های تجدیدناپذیر پاسخگوی این نیاز نبوده و ضرورت توجه به انرژی‌های تجدیدپذیر را بیش از پیش آشکار می‌کند. از طرف دیگر، استفاده از نیروگاه‌های سوخت‌های فسیلی برای تولید برق باعث افزایش انتشار آلاینده‌های زیست محیطی و گازهای گلخانه‌ای می‌گردد که در حال حاضر، نیروگاه حرارتی تبریز، به تنهایی مسئول بخش عمده‌ای از آلودگی شهرها و روستاهای اطراف می‌باشد.

بطور کلی با توجه به اتصال شبکه برق کشور به کلیه کشورهای همسایه، وجود تخصص در امر ساخت و بهره‌برداری از نیروگاه‌ها و با توجه به نیاز روزافزون کشورهایی مثل عراق، ترکیه، پاکستان و افغانستان به انرژی برق، یکی از صنایع دارای رشد مطمئن، قابل اتکا و پایدار در بین صنایع مختلف، صنعت برق و به خصوص صنایع نیروگاهی است.

بنابراین تقاضای رو به رشد مصرف داخلی، بازارهای مناسب کشورهای همسایه و همچنین وجود زیرساختهای مناسب برای توسعه صنعت نیروگا‌ه‌های انرژی خورشیدی از جمله نقاط قوت و فرصت‌های پیش رو برای توسعه صنعت برق از طریق انرژی خورشیدی است. اما مشکل اساسی در توسعه بکارگیری انرژی‌های تجدیدپذیر سرمایه‌گذاری اولیه قابل توجه است که دولت می‌بایست با در نظر گرفتن بسته‌ها، سیاست‌های تشویقی و با تقویت و حمایت از سرمایه‌گذاری بخش خصوصی و غیردولتی زمینه مشارکت در عرضه انرژی‌های تجدیدپذیر از جمله انرژی خورشیدی را مهیا سازد تا فرصتی برای سرمایه گذاران بخش خصوصی (داخلی و خارجی) جهت ورود به این عرصه در کشور فراهم گردد و انتفاع مالی برای آنها را نیز به همراه داشته باشد. با همه این تفاسیر، پیشنهاد می‌گردد.

به منظور توجه هر چه بیشتر به انرژی تجدیدپذیر، دولت یارانه انرژی فسیلی را به تدریج حذف کرده و درآمد حاصل از آن را به تأمین منابع مورد نیاز در انرژی‌های تجدیدپذیر سوق دهد. این امر موجبات کاهش هزینه‌ها در بلندمدت، افزایش درآمد ملی، ایجاد فرصت‌های شغلی، صیانت از محیط زیست، تولید پراکنده و کاهش اتکا به شبکه سراسری انتقال انرژی را نیز فراهم خواهد نمود.