چشم‌انداز انرژی‌های تجدیدپذیر در سال‌های آتی چگونه خواهد بود؟

این مطلب یکی از مجموعه مقالات پرونده ویژه «انرژی‌های تجدید پذیر» شماره 195 ماهنامه شبکه است. علاقه‌مندان می‌توانند کل این پرونده ویژه را از اینجا دانلود کنند.

برای اولین بار، در سال گذشته میلادی میزان تولید برق از انرژی خورشیدی در مقایسه با فناوری‌‌های دیگر چندین گیگاوات بیشتر بود، به ‌طوری که بعد از انرژی خورشیدی، بیشترین میزان تولید برق خالص به‌ترتیب مربوط به باد، زغال سنگ، گاز، نیروگاه‌های آبی بزرگ‌، هسته‌ای و زیست توده‌ای بود. انرژی تجدیدپذیر به‌غیر از نیروگاه‌های آبی بزرگ، در سال 2016 تقریباً 3/11 درصد برق جهان را تولید کرد. این مقدار در مقایسه با 3/10 درصد در سال 2015 و 9/6 درصد در 5 سال گذشته در سال 2011 افزایش رشد را نشان می‌دهد. تولید نیرو از انرژی‌های تجدیدپذیر در سال گذشته دستاورد بسیار مهم دیگری نیز برای کره زمین پدید آورد، به‌ طوری که مانع از انتشار حدود 7/1 گیگاتن گاز دی‌ اکسید کربن شد. در شرایطی که در سال 2016 سرمایه‌گذاری در زمینه انرژی‌های تجدیدپذیر 23 درصد بر حسب دلار کاهش رشد را نشان می‌دهد، با وجود این میزان سرمایه‌گذاری در این حوزه همچنان دو برابر بیشتر از نیروگاه‌های برق مبتنی بر سوخت‌های فسیلی و بیش از 7 برابر بیشتر از نیروگاه‌های تازه تأسیس هسته‌ای بوده است.

مطلب پیشنهادی

ماهنامه شبکه 195 با پرونده ویژه «انرژی‌های تجدیدپذیر» منتشر شد

سال 2016 یک سال بسیار قدرتمند برای سرمایه‌گذاری در فناوری‌های هوشمند انرژی بود. منابع مالی مرتبط با مترهای هوشمند (Smart Meter) و ذخیره‌سازهای انرژی، به‌علاوه ارزش خالص دارایی افزایش یافته برای شرکت‌های متخصص در بهره‌وری انرژی، ذخیره‌سازها و خودروهای برقی در کل به رکورد 6/41 میلیارد دلار رسیدند که 29 درصد افزایش رشد را نشان می‌دهد. با وجود ثبت رکورد انرژی‌های تجدیدپذیر و فعالیت‌ بی‌سابقه در زمینه فناوری‌های هوشمند انرژی، انتشار کل گاز دی اکسید کربن مرتبط با انرژی همچنان به بیش از 32 گیگاتن در سال رسیده است. در ژانویه 2017، سطح دی اکسید کربن در جو با 6/3 واحد افزایش در هر میلیون نسبت به سال گذشته به رقم 1/406 واحد در هر میلیون رسید.

ترکیب جهانی تولید نیرو 
شکل (1) تأثیر سرمایه‌گذاری در انرژی‌های تجدیدپذیر را در ترکیب کلی ناوگان تولید نیرو در جهان نشان می‌دهد. برای دومین سال متوالی، انرژی‌های تجدیدپذیر به‌غیر از نیروگاه‌های آبی بزرگ موفق شدند سهم قابل توجهی از تولید انرژی را در سراسر جهان از آن خود کنند. 5/138 گیگاوات برق تولید شده از سوی نیروگاه‌های جدید بادی، خورشیدی، زیست توده‌ای، زباله، زمین گرمایی و آبی کوچک در مقایسه با نمونه‌های مشابه سال‌های گذشته بالاترین میزان تولید را نشان می‌دهد. ‌

خط آبی- تغییر ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر به اندازه % از تغییر ظرفیت جهانی (خالص)
خط سبز کم‌رنگ- برق تولید شده از انرژی‌های تجدیدپذیر به اندازه % ظرفیت برق جهانی
خطر سبز پررنگ- برق تولید شده از انرژی‌های تجدیدپذیر به اندازه % تولید برق جهانی

اما همان ‌گونه که در شکل (3) مشاهده می‌کنید (دو خط دیگر نمودار)، انرژی‌های تجدیدپذیر مسیر نسبتاً طولانی را پیش روی دارند تا بتوانند در زمینه تولید برق در سطح جهان حکم‌فرمایی کنند. انرژی‌های تجدیدپذیر به‌غیر از نیروگاه‌های آبی بزرگ، 7/16 درصد ظرفیت نصب‌شده در نیروگاه‌های سطح جهان و به‌خصوص، 3/11 درصد کل تولید برق در سال 2016 را تأمین کرده‌اند. واقعیت بخش الکتریسیته این است که نیروگاه‌های برق عمری معادل 20، 40 یا حتی 60 سال یا بیشتر (در قالب نیروگاه‌های آبی-برقی) دارند و بنابراین تغییر ترکیب تولید برق به‌نفع انرژی‌های تجدیدپذیر، یک فرآیند کند و آهسته است، نه یک فرآیند سریع. به‌‌علاوه، نیروگا‌ه‌های بادی و خورشیدی عوامل ظرفیتی پایین‌تری در مقایسه با زغال سنگ، گاز، زیست توده،  تأسیسات هسته‌ای یا آبی-برقی دارند (آن‌ها فقط زمانی که شرایط جوی یا نور مناسب باشند، برق تولید می‌کنند). ظرفیت تولید برق از پانل‌های خورشیدی در کشورهایی که روزهای آفتابی بیشتری دارند، به ‌طور میانگین در بازه 15 تا 25 درصد قرار دارد. در مقابل کشورهایی که قادرند از ظرفیت‌های موجود در حوزه انرژی‌های بادی استفاده کنند، در جایگاه بهتری قرار دارند. به‌ طوری که ظرفیت تولید برق از مزارع بادی در بازه 25 تا 35 درصد قرار دارد، در حالی که این رقم برای کشورهایی که از ساحل دریا برای نصب توربین‌های بزرگ استفاده می‌کنند به 45 تا 50 درصد می‌رسد. در مجموع باید این ‌گونه عنوان کنیم که افزایش تولید برق از انرژی‌های تجدیدپذیر در سهم برق تولید شده در مقایسه با این افزایش در سهم ظرفیت تولید کندتر است. شکل 2 نشان می‌دهد کشورها همچنان مشغول افزایش ظرفیت واحدهای زغال سنگی و گازی و نیز کارخانه‌های کربن-صفر هستند. در سال 2016، علاوه بر تولید 5/138 گیگاوات برق حاصل از «انرژی‌های تجدیدپذیر جدید» ناوگان متعلق به سدهای بزرگ برقی-آبی در سطح جهان موفق شدند میزان تولید انرژی را از 50 مگاوات به رقم تقریبی 15 گیگاوات و ذخیره آن را نسبت به نیروگاه‌های هسته‌ای تا 10 گیگاوات افزایش دهند. اما از طرفی باعث انتشار 163 گیکاوات کربن-صفر خالص نیز شدند. در همین ارتباط، ظرفیت کلی نیروگاه‌های زغال ‌سنگ‌ سوز به 54 گیگاوات و ظرفیت ژنراتورهای گازسوز تا 37 گیگاوات افزایش یافته است.

شکل 2- ظرفیت تولید برق خالص اضافه شده در سال 2016 از طریق فناوری اصلی (برحسب گیگاوات)

مقایسه سرمایه
با توجه به نمودارهای نشان داده شده در شکل (3) مشاهده می‌کنیم که انرژی‌های تجدیدپذیر در مقایسه با نیروگاه‌های تولید سوخت‌های فسیلی همچنان دلارهای بیشتری را برای سرمایه‌گذاری جذب می‌کنند. در حالی که ساخت نیروگاه‌های سوخت فسیلی در ابتدا ارزان‌تر تمام می‌شوند، اما هزینه‌های نگهداری بالاتری دارد چرا که سوخت مورد نیاز این نیروگاه‌ها باید به‌ طور مداوم خریداری شود که درنهایت به‌لحاظ اقتصادی مقرون بهصرفه نیستند. 
با وجود این، شکاف بزرگی بین دلارهایی که صرف ساخت نیروگاه‌های انرژی تجدیدپذیر (6/226 میلیارد دلار در سال 2016) و دلارهایی که صرف ساخت نیروگاه‌های سوخت فسیلی (8/113 میلیارد دلار) می‌شوند، وجود دارد. دو فناوری دیگر بسیار عقب‌ترند. نیروگاه‌های آبی بزرگ سال گذشته میلادی حدود 2/23 میلیارد دلار و نیروگاه‌های هسته‌ای 30 میلیارد دلار سرمایه را جذب کردند. نکته‌ای که ضروری است در اینجا به آن اشاره داشته باشیم این است که نمودار سوخت فسیلی نشان داده شده در شکل (3) تنها سال‌های بعد از سال 2012 را نشان داده است، به‌واسطه آنکه اطلاعات کمی درباره استفاده از این روش در مقایسه با سال‌های قبل از 2012 در دسترس قرار دارد.

شکل 3- سرمایه‌گذاری در زمینه تولید برق از انرژی تجدیدپذیر، سوخت فسیلی و هسته‌ای (2016-2008)

فناوری‌های هوشمند انرژی
سرمایه‌گذاری در حوزه انرژی‌‌های تجدیدپذیر در واقع تلاشی است که درخصوص محدود کردن انتشار گازهای گلخانه‌ای در سطح جهان صورت می‌گیرد. مراحل دیگری هم وجود دارند که می‌توان درخصوص تولید برق انجام داد، مثل تغییر زغال سنگ به گاز و سرمایه‌گذاری در سایر منابع کربن-صفر مثل هسته‌ای. به هر حال، مسئله مهم دیگر محدود کردن رشد تقاضای انرژی از طریق سرمایه‌گذاری در فناوری‌‌های‌ است که مصرف برق، حرارت و سوخت آن‌ها کارآمدتر است. شکل (4) میزان سرمایه‌گذاری انجام شده در فناوری‌های هوشمند انرژی یا EST را نشان می‌دهد که از 29 درصد در سال 2016 به رکورد جهانی 6/41 میلیارد دلار رسیده است. این مقدار بازارهای عمومی، سرمایه خطرپذیر و سرمایه‌گذاری خصوصی در شرکت‌های فعال در حوزه بهره‌وری انرژی، پاسخ به تقاضاها، ذخیره انرژی و وسایل نقلیه برقی، به‌علاوه‌ تحقیق و توسعه شرکتی و دولتی در تمام آن مناطق و همچنین، منابع مالی همچون مترهای هوشمند و پروژه‌های ذخیره‌ساز انرژی را پوشش می‌دهد. 

مطلب پیشنهادی

انرژی‌های تجدیدپذیر ضامن بقای نسل‌های آینده خواهند بود

سال گذشته، یک رکورد 4/14 میلیارد دلاری سرمایه‌گذاری در مترهای هوشمند ثبت شد که نسبت به سال 2015 رشد 63 درصدی را نشان می‌دهد. سرمایه‌گذاری VC/PE (سرنام Venture Capital and Private Equity) در شرکت‌های فناوری‌ هوشمند انرژی با 50 درصد افزایش به رقم 2/4 میلیارد دلار رسید، در حالی که سرمایه‌گذاری در بخش تحقیق و توسعه دولتی با 2 درصد کاهش به رقم 5/7 میلیارد دلار و تحقیق و توسعه شرکتی با 15 درصد کاهش به رقم 6/8 میلیارد دلار رسیدند. علاقه شدید سرمایه‌گذاران به ماشین‌های برقی به این دلیل است که این ماشین‌‌ها با افزایش فروش بسیار بالا در جهان روبه‌رو شده‌اند که این میزان استقبال فراتر از چیزی بود که تحلیل‌گران با آغاز سال 2016 انتظار آن‌ را داشتند. درنهایت میزان فروش خودروهای برقی با 55 درصد افزایش در سال گذشته میلادی به 695000 عدد رسید که معادل 1/1 درصد کل فروش ماشین‌های جدیدی بود که به بازار مصرفی وارد شدند. 

شکل 4- سرمایه‌گذاری جدید جهانی در فناوری هوشمند انرژی بر اساس نوع (2016-2004)
رنگ زرد: تحقیق و توسعه شرکتی
رنگ توسی: تحقیق و توسعه دولتی
آبی کم‌رنگ: VC/PE
آبی پررنگ: بازارهای عمومی
رنگ سبز: دارایی مالی

تقاضای برق
رشد تقاضای برق در اقتصادهای توسعه یافته از زمان بحران مالی سال 2008 به‌ طور مداوم یک روند نزولی را تجربه کرده است و در سال‌های اخیر این روند کاهشی در تعداد رو به رشدی از کشورهای در حال توسعه آغاز شده است. احتمالاً دلیل این مسئله تا حدودی مربوط به تغییراتی است که در ساختار اقتصادی (به دور از صنایع سنگین و در جهت خدمات) این کشورها به وجود آمده است و بخشی هم به گسترش دستگاه‌های کارآمدتر از نورپردازی LED گرفته تا یخچال‌ها و کامپیوترهای مدرن و پیشرفته مربوط می‌شود.
اعداد و ارقامی که از سوی آژانس بین‌المللی انرژی منتشر شده است نشان می‌دهد انرژی تأمین شده در کشورهای عضو OECD (سازمان‌های توسعه همکاری اقتصادی) در خلال ماه‌های ژانویه تا نوامبر سال 2016، برابر با 9468 تراوات ساعت بوده که در مقایسه با سال قبل از آن 5/0 درصد افزایش داشته اما تنها 3/1 درصد بالاتر از سطح خود در یازده ماه اول سال 2007 بوده است که نشان می‌دهد در کل کشورهای عضو OECD، از رشد تولید ناخالص داخلی 4/10 درصدی بین سال‌های 2007 و 2016 سود برده‌اند. شکل (5) روند سالانه از سال 2004 تا 2016 را همراه با تأثیر رکود 2008 تا 2009 و تغییر مسیر بعد از آن را به‌خوبی نشان می‌دهد.

سرمایه‌گذاری در حوزه انرژی‌‌های تجدیدپذیر در واقع تلاشی است که درخصوص محدود کردن انتشار گازهای گلخانه‌ای در سطح جهان صورت می‌گیرد

در چین، رشد تولید برق در سال 2014، 8/3 درصد، در سال بعد از آن 5/0 درصد و سال قبل از آن (2013) 5 درصد بوده است. به هر حال، این اعداد و ارقام بسیار پایین‌تر از نرخ رسمی رشد اقتصادی در آن سه سال (2/7 درصد، 8/6 درصد و 8/6 درصد) بوده‌اند. در هند، ارزیابی‌ها حاکی از آن است که رشد تقاضای برق در حد متوسط 3/4 درصد در خلال سال‌های 2016 و 2015 بوده است، در حالی که پیش‌بینی شده بود که رشد تقاضای برق در کشور هند به رقم 7/8 درصد برسد، حال آنکه این رشد کمتر از نصف نرخ رشد پیش‌بینی شده بود. اما انتظار می‌رود میزان تقاضای برق در سال جاری و سال آینده میلادی باز هم روندی صعودی را تجربه کند. هرچند باز هم میلیون‌ها نفر در بی‌برقی به سر خواهند برد. 

شکل 5- برق تأمین شده در کشورهای OECD (2016-2004)

روند آب و هوا و انتشار گازهای گلخانه‌ای
رشد پایدار در استقرار انرژی‌های تجدیدپذیر، گسترش فناوری‌های هوشمند انرژی مثل نورپردازی بهینه و متعادل‌تر شدن میزان تقاضای برق، رشد انتشار گازهای گلخانه‌ای در جهان را محدود می‌کند. طبق گزارش منتشر شده از سوی واحد زیست محیطی سازمان ملل در سال 2016، انتشار جهانی گاز دی ‌اکسید کربن در سال 2015 برای اولین بار راکد بوده است و این از نشانه‌های کاهش ضعیف انتشار این گاز در مقایسه با سال 2014 بوده است. پیش از آن هم شاهد بودیم که نرخ رشد انتشار گاز دی اکسید کربن از 2 درصد در سال 2013 به 1/1 درصد در سال 2014 کاهش داشت. گزارش منتشر شده از سوی سازمان حفاظت محیط زیست سازمان ملل هشدار می‌دهد که جهان حتی با وجود تعهدات پاریس باز هم به‌سمت افزایش درجه حرارت از 9/2 به 4/3 درجه سیلیسیوس پیش می‌رود.
برخی کشورها اخیراً اقدامات خوبی را در جهت کاهش انتشار این گازها انجام داده‌اند. اداره اطلاعات انرژی امریکا اعلام کرد انتشار گاز دی اکسید کربن ناشی از مصرف انرژی در ایالات متحده از جمله حمل و نقل و برق، ‌2530 مگاتن در شش ماهه اول سال 2016 و 5179 مگاتن برای بقیه سال بوده است. این مقدار 14 درصد کمتر از سال 2007 است و پایین‌ترین مقدار از سال 1992 است. کل انتشار گاز دی اکسید کربن در انگلستان تا سه ماهه دوم سال 2016، حدود 8/383 مگاتن بوده که 29 درصد از سال 2007 و 36 درصد از سال اوج آن یعنی 1991 کمتر بوده است. آژانس انرژی بین‌المللی در سال 2016 درباره چین گفت که انتشار گازهای گلخانه‌ای این کشور 5/1 درصد از سال 2015 کاهش رشد داشته است و این مسئله پیش‌بینی این آژانس از سال 2010 مبنی بر اینکه انتشار گازهای گلخانه‌ای هر سال بین سال‌های 2008 و 2035، 6/1 درصد رشد خواهد داشت را نقض کرد. 
به هر حال، پیش‌بینی‌ها درباره انتشار جهانی گازهای گلخانه‌ای ناامیدکننده است. اکثر افراد منتظر افزایش تقاضای برق در مناطق اقتصادی نوظهور مثل هند و جنوب شرق آسیا هستند که به افزایش مصرف سوخت‌ زغال سنگ و تولید دی اکسید کربن بیشتر منجر می‌شود. در ضمن، کارشناسان حوزه انرژی می‌گویند که انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از حمل و نقل و صنعت همچنان افزایش خواهد داشت. 

آژانس بین‌المللی انرژی در ماه نوامبر اعلام کرد که انتظار می‌رود انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از تولید انرژی در سطح جهان از 32175 مگاتن در سال 2014 و 32795 مگاتن در 2020 به 36290 مگاتن در سال 2040 برسد

برای مثال، آژانس بین‌المللی انرژی در ماه نوامبر اعلام کرد که انتظار می‌رود انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از تولید انرژی در سطح جهان از 32175 مگاتن در سال 2014 و 32795 مگاتن در 2020 به 36290 مگاتن در سال 2040 برسد، یعنی یک افزایش 13 درصدی طی 26 سال. آمارهای اخیر بیان‌کننده افزایش چشمگیر گاز دی اکسید کربن در جو و دمای جهانی هستند. اداره ملی جوی و اقیانوسی امریکا (NOAA) می‌گوید که میانگین محتوای دی اکسید کربن جو در Mauna Loa  هاوایی در ژانویه 2017، 1/406 واحد در هر میلیون بود که 6/3 واحد در هر میلیون در مقایسه با سال قبل و بالای 8/36 واحد در هر میلیون (یا 10 درصد) از ژانویه 2000 افزایش رشد داشته است. بنا بر تجزیه و تحلیل‌های اولیه ناسا و اداره ملی جوی و اقیانوسی امریکا که گزارش آن در ژانویه 2017 منتشر شد، دمای جهانی در سال 2016 نیز بالاتر از هر سال بود. سازمان‌های امریکا عنوان کردند که متوسط دمای سال گذشته 98/0 درجه سانتی‌گراد گرم‌تر از میانگین سال‌های 1951 تا 80 بوده است. برای سومین سال متوالی بود که رکورد جدیدی در زمینه دمای جهانی به ثبت رسید. در سال 2014 حدود 75/0 درجه و در سال 2015 حدود 86/0 درجه دمای زمین در مقایسه با نقطه مبنا افزایش پیدا کرد. کاملاً مشخص است دمای زمین در طول این سال‌ها یک جهش قابل توجه را داشته است، به‌ویژه آنکه در سال 1998 شاهد بودیم که دما به‌شکل عجیبی یک رشد ناگهانی داشت، به‌ طوری که به رقم 63/0 درجه بالای حد متوسط در خلال سال‌های 1980 تا 1951 رسید. دما در سه سال گذشته یک افزایش رشد را تجربه کرده است.