انرژی خورشیدی و سهم کربن کشورها

مریم شهبازی*: طبق پروتکل کیوتو هر کشوری با توجه به جمعیت، مساحت، سهم اقتصادی و... تا میزان خاصی مجاز به تولیدگاز دی اکسید کربن است. کشورها در صورتی که بیشتر  از مقدار مجاز، کربن تولید کنند، باید اقدام به خرید سهم اضافی از کشورهایی کنند که سهم کربنشان را  استفاده نکرده اند،  به عنوان مثال کشوری صنعتی  مانند آلمان از کشوری که بخش صنعت آن توسعه چندانی نیافته (مانند  نامیبیا ) و مقدار تولید کربن آن بسیار کم است، سهم بخرد.

این مطلب که صفحه های خورشیدی در هنگام تولید برق، گازهای گلخانه ای و دی اکسید کربن منتشر نمی کنند، مورد تردید است. اما  چرا صفحات خورشیدی  مورد توجه اشخاصی است که نگران تغییرات  آب و هوایی و انتشار گازها ی گلخانه ای اند؟

درمقابل برخی اعتقاد دارند که ساخت صفحات خورشیدی نیازمند صرف انرژی  بسیار زیاد  در مکان تولید   هستند چرا که   بیشترین انرژی هنگام ذوب،  تصفیه و پالایش سیلیسیم بکار می رود که در ساخت این صفحات استفاده می شود،  زیرا این صفحات برای جذب نور خورشید و تبدیل آن به برق، نیازمند گرمای زیادی هستند تا سیلیسیم به نقطه ذوب برسد.

 نقطه ذوب سیلیسیم ها 1414  درجه سانتی گراد است، که این مقدار  124درجه سانتی گراد کمتر از درجه ذوب آهن است . هنگامی که در این دما سیلیسیم در کوره های الکتریکی ذوب می شود، نه تنها میزان الکتریسیته تولیدی شان بیشتر از میزان  سوخت ها ی فسیلی است، بلکه میزان انتشار گاز دی اکسید کربن شان نیز کمتر از سوخت های فسیلی است.

 بنابراین هنگامی که صفحات خورشیدی جدیدی نصب می شود، ابتدا باید کار با محاسبه بدهی کربن  آغاز شود (طبق پروتکل کیوتو هر کشوری با توجه به جمعیت، مساحت، سهم اقتصادی و... تا میزان خاصی مجاز به تولیدگاز دی اکسید کربن است. کشورها در صورتی که بیشتر  از مقدار مجاز، کربن تولید کنند، باید اقدام به خرید سهم اضافی از کشورهایی کنند که سهم کربنشان را  استفاده نکرده اند،  به عنوان مثال کشوری صنعتی  مانند آلمان از کشوری که بخش صنعت آن توسعه چندانی نیافته (مانند  نامیبیا ) و مقدار تولید کربن آن بسیار کم است، سهم بخرد). 

 طبق دیدگاه حفاظت از  گازهای گلخانه ای قبل  از اینکه  صفحات خورشیدی  به جای کمک به کاهش گازهای گلخانه ای  مشکل ساز شوند، باید به بدهی کربن توجه داشت.

در این بین برخی تا جایی  پیش رفته اند که پیشنهاد می کنند؛ اگر  هدف از نصب صفحات خورشیدی صرفا زیست محیطی است(در اغلب موارد صادق است ) این امر کاری بیهوده ای است.

ولیفرد وان سارک(wilfried vansark ) و همکارانش تعدادی از صفحات خورشیدی را در دانشگاه اوتراخت هلند مورد بررسی قرار دادند و نتایج مطالعات خود  را در مجله   nature communication منتشر کردند. 

از نظر این محققان ابتدا باید مقدار انرژی بکار رفته برای ساخت صفحات خورشیدی نصب شده جهان و نیز مقدار انتشار گاز دی اکسید کربنی که در تولید انرژی آن ها ایجاد شده طی دوره زمانی 1975-2015 محاسبه شود،  آنها همچنین به میزان انرژی تولیدی صفحات از زمان نصب و تطبیق آن با میزان عدم انتشار گاز دی اکسید کربن در اتمسفر توجه کردند اگرچه محققان در گذشته چرخه زندگی انرژی های خورشیدی را بررسی کردند، اما هیچکدام از آنها  این حقیقت را که فرایند ساخت صفحات نسبت به گذشته کارآمدتر شده است را بررسی نکردند و صرفا  دکتر وان سارک و همکارانش این عوامل را  بررسی کردند.

دکتر وان سارک و همکارانش برای تخمین تعداد صفحات خورشیدی که در سراسر جهان نصب شده است از داده های سازمان بین المللی انرژی و سازمان مستقل بین دولتی استفاده کرده اند.

آنها اطلاعاتی در خصوص مقدار انرژی لازم برای ساخت صفحات را از دوجین مطالعات انجام شده بدست آوردند. از نظر محققان مقدار دی اکسید کربنی که طی ساخت یک صفحه منتشر می شود، به عواملی از قبیل زمان ساخت، محل ساخت و نیز مقدار انتشار گازها به محل نصب صفحات خورشیدی وابسته است. به عنوان مثال مقدار انتشار گازهای گلخانه ای توسط صفحات خورشیدی ساخت کشور چین دو برابر صفحاتی است که در اروپا ساخته می شود زیرا کشور چین در زمینه تولید انرژی، بیشتر به سوخت های فسیلی متکی است، اما  نصب صفحات خورشیدی از نظر مزیت های زیست محیطی،  در چین 2برابر اروپاست.

 به عبارتی انرژی های پاک تولیدی صفحات خورشیدی، جایگزین الکتریسیته ای می شود که از سوختن مقدار زیادی گاز یا زغال سنگ تولید می شود. همچنین نتایج گروه وان سارک بیانگر این است که  صفحات خورشیدی که امروز ساخته می شوند به طور متوسط در طول عمر مفیدشان به ازای هر کیلو وات ساعت تولید انرژی، 20گرم گاز دی اکسید کربن منتشر می کنند، این مقدار بسیار کمتر از میزان انتشار گاز دی اکسید کربن تولیدی صفحات خورشیدی(400-500گرم) تولید شده در سال 1975است. در این تحقیق مقدار انتشار گاز دی اکسید کربن  سال 1975به عنوان سال پایه در نظر گرفته شده است.

طبق پیش بینی ها، عمر مفید صفحات خورشیدی صرف نظر از مکان تولیدی، حدود 30سال است.  همچنین عمر مفید صفحات خورشیدی برای تولید این مقدار انرژی مورد نظر مستلزم این است که مدت زمان بکارگیری آن ها از  20سال به 2سال ( و یا کمتر ) کاهش یابد،  چرا که به مرور زمان فرایند ساخت صفحات خورشیدی کاراتر می شود. علاوه بر این، نتایج تحقیق نشان داد که با دو برابر کردن ظرفیت تولید صفحات خورشیدی جهان، هزینه های مورد نیاز برای ساخت یک صفحه حدود 12%کاهش یافته و متعاقب آن انتشار گاز دی اکسید کربن به 17تا 24% کاهش خواهد یافت. 

در این گزارش تاکید شده که نتایج این مطالعات قطعی نیست، بنابراین دوستداران محیط زیست می توانند امیدوار باشند. البته همه این موارد به تعداد تقویت کننده هایی وابسته است که در مدل سال 1997 به عنوان نقطه تعادل  در نظر گرفته شده،  شاید تاکنون به این نقطه نرسیده باشیم و بدبینانه ترین حالت ممکن این است که  در سال 2018 به این نقطه برسیم و  پس از آن،  شرایط مورد نیاز و موارد زیست محیطی انرژی های خورشیدی بی عیب و نقض خواهند بود.

*مترجم و کارشناس ارشد برنامه ریزی اقتصادی و توسعه 

منبع: اکونومیست

منبع: زیست بوم