چرا انرژی خورشیدی هنوز به طور کامل جایگزین سوخت‌های فسیلی نشده است؟

به گزارش تجارت نیوز،

انرژی خورشیدی یکی از امیدوارکننده‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر است که می‌تواند وابستگی جهان به سوخت‌های فسیلی را کاهش دهد و به مقابله با تغییرات اقلیمی کمک کند. با این حال، مسیر پیش‌ رو برای پذیرش گسترده انرژی خورشیدی پر از چالش‌های فنی، اقتصادی و محیط‌زیستی است. در این مقاله، به بررسی این چالش‌ها و فرصت‌های انرژی خورشیدی می‌پردازیم، از نیاز به زیرساخت‌های پیشرفته و مواد اولیه کمیاب گرفته تا مسائل ‌محیط‌زیستی و پروژه‌های عظیمی مانند طرح خورشیدی صحرای آفریقا.

پتانسیل عظیم انرژی خورشیدی

خورشید منبع انرژی بی‌پایانی است که توانایی تامین نیاز انرژی تمام جهان را دارد. میزان انرژی خورشیدی که به زمین می‌رسد، حدود ۱۷۴ هزار تراوات‌ساعت است که حتی استفاده از بخشی از این انرژی برای رفع نیازهای انرژی کنونی کافی خواهد بود. در سال‌های اخیر، با کاهش هزینه‌های تولید انرژی خورشیدی و افزایش کارایی فناوری‌های مربوط به آن، انرژی خورشیدی به یکی از گزینه‌های جذاب برای تامین انرژی تبدیل شده است. بسیاری از کشورها با توجه به مزایای اقتصادی و محیط‌زیستی این نوع انرژی، برنامه‌هایی برای استفاده گسترده‌تر از آن تدوین کرده‌اند.

چالش‌های کلیدی در پروژه‌های بزرگ خورشیدی

چالش مواد اولیه و تولید پنل‌های خورشیدی

پنل‌های خورشیدی به فلزات کمیاب و گران‌بهایی نیاز دارند که تهیه آنها هم از نظر اقتصادی و هم از نظر ‌محیط‌زیستی چالش‌برانگیز است. فلزاتی مانند کادمیوم، تلوریم و ایندیم برای تولید پنل‌های خورشیدی ضروری هستند، اما منابع این فلزات محدود است. به‌ عنوان مثال، تلوریم در پوسته زمین به نسبت 0.0000001 درصد یافت می‌شود. همین موضوع باعث می‌شود هزینه تولید این پنل‌ها بالا برود و دسترسی به این مواد در بلندمدت دچار مشکل شود.

از سوی دیگر، تسلط چین بر زنجیره تامین فلزات کمیاب باعث آسیب‌پذیری زنجیره تامین جهانی انرژی خورشیدی شده است. در سال‌های اخیر، سیاست‌های محدودکننده چین باعث افزایش شدید قیمت فلزات کمیاب و ایجاد نوسان در بازار جهانی شده است.

موانع اقتصادی و نیاز به زیرساخت‌های گران‌قیمت

احداث نیروگاه‌های خورشیدی بزرگ در مناطقی که شرایط جغرافیایی مناسبی دارند، به سرمایه‌گذاری عظیمی نیاز دارد. برای مثال، در مناطق بیابانی و دورافتاده، زیرساخت‌هایی مانند پایه‌ها و تاسیسات مربوط به پنل‌های خورشیدی با هزینه زیادی احداث می‌شوند. افزون بر این، در بسیاری از کشورها، کاهش یا قطع یارانه‌های دولتی نیز هزینه‌های نصب و نگهداری سیستم‌های خورشیدی را برای سرمایه‌گذاران و مصرف‌کنندگان افزایش داده است و جذابیت انرژی خورشیدی را کاهش می‌دهد.

بهره‌وری پایین و نیاز گسترده به زمین

با وجود پیشرفت‌های فناوری، پنل‌های خورشیدی کنونی حداکثر ۲۵ درصد انرژی خورشیدی را به برق تبدیل می‌کنند که این میزان کارایی را محدود می‌سازد. تولید مقادیر قابل‌ توجهی از برق، مساحت‌های بزرگی برای نصب پنل‌ها می‌طلبد. به عنوان مثال، تولید تنها یک مگاوات برق خورشیدی به پنج تا هفت هکتار زمین نیاز دارد که این امر محدودیت‌های کاربری و محیط‌زیستی ایجاد می‌کند.

تاثیرات محیط‌زیستی و مدیریت زباله

تولید پنل‌های خورشیدی و دفع زباله‌های حاصل از آنها تاثیرات محیط‌زیستی خاص خود را دارد. پنل‌های خورشیدی پس از حدود ۳۰ سال کارایی خود را از دست می‌دهند و به زباله تبدیل می‌شوند. بر اساس پیش‌بینی‌ها، تا سال ۲۰۵۰، حدود ۷۸ میلیون تن زباله‌های پنل خورشیدی انباشته خواهد شد که مدیریت و بازیافت آنها به شیوه‌ای که برای محیط زیست مضر نباشد چالش‌برانگیز است. بازیافت این پنل‌ها هزینه‌بر و پیچیده است و شامل فرایندهای شیمیایی خطرناک می‌شود که می‌تواند به آلودگی محیط زیست منجر شود.

چالش‌های ذخیره‌سازی و انتقال انرژی

یکی از موانع بزرگ برای توسعه انرژی خورشیدی، نیاز به زیرساخت‌های کارآمد ذخیره‌سازی انرژی است. انرژی خورشیدی فقط در ساعات روشنایی روز تولید می‌شود، درحالی‌که در شب نیز به برق نیاز است. باتری‌های لیتیوم‌یون که برای ذخیره انرژی به‌ کار می‌روند، بسیار گران هستند و طول عمر محدودی دارند. این موضوع باعث می‌شود هزینه‌های انرژی خورشیدی بالا رود و قابلیت رقابت آن با انرژی‌های دیگر کاهش یابد.

پروژه خورشیدی ۵۰ تریلیون دلاری صحرای آفریقا

یکی از بلندپروازانه‌ترین پروژه‌های انرژی خورشیدی، طرح پوشش بخشی از صحرای آفریقا با پنل‌های خورشیدی است. این پروژه با پوشش بخشی از صحرا به وسعت بیش از ۳.۶ میلیون مایل مربع، قصد دارد نیازهای جهانی انرژی را برآورده کند. با این حال، هزینه نصب و زیرساخت‌های مورد نیاز، این پروژه را به یک چالش مالی و تکنولوژیک عظیم تبدیل کرده است.

با وجود پتانسیل بالا، هزینه‌های مالی و فنی این پروژه بسیار زیاد است. برآورد شده هزینه نصب هر پنل خورشیدی در این منطقه به دلیل شرایط دشوار جغرافیایی و نیاز به زیرساخت‌های پیچیده، حدود هزار دلار باشد که کل هزینه پروژه به حدود ۵۰ تریلیون دلار می‌رسد. این هزینه حدود ۱۸ برابر اقتصاد آمریکاست که اجرای آن را به یک چالش مالی و تکنولوژیک عظیم تبدیل می‌کند.

انرژی خورشیدی پتانسیل عظیمی برای تبدیل شدن به منبع اصلی انرژی پایدار دارد، اما چالش‌های متعدد در مسیر توسعه و پذیرش آن وجود دارد. مشکلات تامین مواد اولیه، هزینه‌های بالا، محدودیت‌های بازدهی و تاثیرات محیط‌زیستی از جمله موانعی هستند که باید برطرف شوند. پروژه صحرای صحرا به‌ عنوان نمادی از این توانمندی‌ها و محدودیت‌ها، نیاز به همکاری جهانی، سرمایه‌گذاری‌های گسترده و پیشرفت‌های تکنولوژیکی را به نمایش می‌گذارد. با وجود این چالش‌ها، توسعه و نوآوری‌های آینده ممکن است  این مشکلات را برطرف کند و باعث شود انرژی خورشیدی نقش برجسته‌تری در تامین انرژی جهانی ایفا کند.

اخبار حوزه محیط‌زیست و تغییرات اقلیمی را در صفحه اقتصاد سبز تجارت‌نیوز بخوانید.