باتری‌های آبی لازمه توسعه نیروگاه‌های خورشیدی

به گزارش گروه رسانه‌ای شرق،

سیدحسین میرافضلی، کارشناس انرژی: جهان با سرعت به‌ سمت سرمایه‌گذاری در نیروگاه‌های خورشیدی حرکت می‌کند. تولید برق خورشیدی طی ۱۰ سال گذشته از حدود 256 هزار GWh در سال 2015 به 2.780 میلیون GWh در سال 2025 رسیده، یعنی به طور متوسط سالانه حدود 220 گیگاوات ساعت به تولید برق خورشیدی اضافه شده و این روند با سرعت تداوم دارد. سهم برق خورشیدی از حدود 10 درصد فعلی به حدود 30 درصد برق تولیدی جهان تا سال 2035 خواهد رسید.

در ایران نیز تولید برق خورشیدی طی ۱۰ سال آینده احتمالا به حدود 30 تا 50 هزار مگاوات ساعت برسد. ظرفیت نصب‌شده نیروگاه‌های فسیلی ایران به حدود 85 هزار مگاوات رسیده است. با لحاظ میانگین 40 درصد راندمان این نیروگاه‌ها، میزان گاز مورد نیاز آنها در هر شبانه‌روز 500 میلیون مترمکعب است که در حال حاضر امکان تأمین حدود نیمی از آن وجود ندارد و در آینده نیز در بهترین شرایط بتوان روزانه 400 میلیون مترمکعب گاز به نیروگاه‌ها اختصاص داد و مابقی گاز تولیدی کشور در صنایع سبک، سنگین، پتروشیمی‌ها، صادرات تعهدی و... مصرف خواهد شد؛ بنابراین امکان افزایش ظرفیت تولید نیروگاه‌های با سوخت گاز در ایران وجود ندارد. از طرف دیگر نیاز کشور به برق با سرعت در حال افزایش است و تا سال 2035 نیاز ایران به برق از 80 تا 90 هزار مگاوات فعلی به حدود 150 هزار مگاوات ساعت خواهد رسید. لذا تا ۱۰ سال آینده می‌بایست حدود 60 هزار مگاوات ظرفیت‌سازی جدید انجام شود، به‌ویژه اگر بنا باشد سهم برق در گرمایش خانه‌ها افزایش یابد، میزان نیاز بیش از 150 هزار مگاوات خواهد بود. لذا ایران با توجه به مزیت‌های خود چاره‌ای جز تمرکز بر نیروگاه‌های خورشیدی ندارد. ایران زاویه تابش مناسب دشت‌های وسیع و نیروی انسانی ارزان و سایر پیش‌نیازهای توسعه سرمایه‌گذاری در نیروگاه‌های خورشیدی را دارد. چنانچه بنا باشد 60 هزار مگاوات نیاز صنایع بزرگ و کوچک و بخش خانگی به برق توسط نیروگاه‌های خورشیدی تأمین شود، باید از هم‌اکنون برای شب‌ها و روزهای ابری فکر کرد، وگرنه برق خورشیدی قابل اتکا و برنامه‌ریزی نخواهد بود. دو راه‌حل اصلی برای این مشکل وجود دارد که عبارت‌اند از:

  باتری‌های آبی (نیروگاه‌های تلمبه‌ای ذخیره‌ای)  باتری‌های نیروگاهی بزرگ با پایه لیتیوم یا سدیم و... .

باتری‌های نیروگاهی عمری نسبتا کوتاه و حدود ۱۰ سال دارند که راندمان بازتوزیع برق در ۱۰ سال به طور متوسط حدود 75 درصد است. بخشی از برق نیز برای خنک‌کردن باتری‌ها و اتلاف درون سیستم هدر می‌رود. قیمت این باتری‌ها نیز زیاد است و از قیمت معادل پنل‌های تولید برق نیز بیشتر، لذا قیمت نیروگاه خورشیدی به همراه باتری که بخواهد در تمام شبانه‌روز توزیع برق داشته باشد به ازای هر مگاوات، معادل نیروگاه سیکل ترکیبی یا بیشتر است. گزینه بعدی نیروگاه‌های تلمبه‌ای ذخیره‌ای (باتری‌های آبی) هستند. این نیروگاه‌ها عمر طولانی حتی صدساله دارند و در زمان‌های اوج مصرف، برق به شبکه توزیع می‌کنند تا ناترازی‌ای که در ساعات اوج مصرف ایجاد می‌شود را جبران کنند. با افزایش تولید برق خورشیدی، ناترازی در ساعات اوج مصرف نزدیک غروب تا شب بیش از 50 هزار مگاوات در ساعت خواهد شد و بهترین راهکاری که جهان به آن رسیده است، باتری‌های آبی هستند. کشور چین هم‌زمان با 200 هزار مگاوات نیروگاه خورشیدی که در حال احداث است، برنامه تولید 160 هزار مگاوات نیروگاه تلمبه‌ای ذخیره‌ای را پیگیری و اجرائی می‌کند. ایران یکی از بهترین نقاط جهان برای احداث نیروگاه‌های تلمبه‌ای ذخیره‌ای است. دو رشته‌کوه البرز و زاگرس و شرایط جغرافیایی ایران ظرفیت‌های بالایی برای سرمایه‌گذاری در باتری‌های آبی دارد، لذا پیشنهاد می‌شود زیرساخت‌های قانونی به منظور جذب سرمایه‌گذاری‌های گسترده مردمی برای احداث نیروگاه‌های کوچک و متوسط از 500 کیلووات و یک مگاوات تا چندصد مگاوات تلمبه‌ای ذخیره‌ای ایجاد شود. وزارت نیرو و جهاد کشاورزی مطالعات گسترده‌ای برای شناسایی مکان‌های مناسب به منظور احداث این نیروگاه‌ها را شناسایی و به سرمایه‌گذاران معرفی کنند و برق این نیروگاه‌ها به صورت تضمینی خریداری شود. هرچند به خاطر انعطاف‌پذیری بالای این نیروگاه‌ها در تولید، صنایع تمایل زیادی به خرید چنین برق پایدار و قابل برنامه‌ریزی خواهند داشت. با سرمایه‌های کوچک مردمی می‌توان در سراسر کشور صدها باتری آبی راه‌اندازی و ضمن اشتغال پایدار برای هزاران نفر، مشکل ناترازی برق را به صورت اصولی و اساسی حل کرد. ساختار نیروگاه‌های تلمبه‌ای ذخیره‌ای چنین است که یک حوضچه آب پایین کوه و معادل آن بالای کوه ایجاد می‌شود و در ساعاتی که برق مازاد در شبکه وجود دارد، مثلا از ساعات 11 شب تا 8 صبح، آب از استخر پایین به استخر بالا پمپ می‌شود و در عوض در ساعات اوج مصرف از ساعت 5 تا 10 شب با رهاسازی آب به سمت توربین‌های آبی تعبیه‌شده برق تولید و در شبکه سراسری توزیع می‌شود. در آینده که نیروگاه‌های خورشیدی توسعه می‌یابند، برخی ساعات این نیروگاه‌ها برق مازاد دارند که در آن ساعات می‌توان برق آنها را به قیمت مناسبی خریداری و آب را از پایین به بالای کوه پمپ کرد. برای تولید هر مگاوات ساعت برق به این روش نیاز به پمپ حدود چهار هزار مترمکعب آب به حوضچه بالایی است. ارتفاع مناسب برای نیروگاه‌های کوچک و متوسط نیز حدود 200 متر نسبت به محل نصب توربین‌هاست. با توجه به توضیحات ارائه‌شده و اینکه دولت در شرایط اقتصادی چندان مناسبی برای حمایت از سرمایه‌گذاری‌های کلان نیست، پیشنهاد می‌شود با ایجاد بستر قانونی و نرم‌افزاری لازم، سرمایه‌های خرد مردمی را به سمت این زیرساخت مهم، جذاب و آینده‌دار هدایت کرد.