عصر انرژی خورشیدی | رشد تصاعدی و تحول جهان

از زمانی که آزمایشگاه بل شرکت AT&T از فناوری جدید تبدیل نور خورشید به برق رونمایی کرد 70 سال می‌گذرد. این شرکت سازنده تلفن امیدوار بود که فناوری جدید بتواند جایگزین باتری‌هایی شود که انرژی تجهیزات را در مکان‌های دورافتاده تامین می‌کنند. شرکت همچنین متوجه شد که تامین انرژی ابزارها صرفاً با نور نشان می‌دهد که علم تا چه اندازه می‌تواند جهان را شگفت‌آور کند. بنابراین آنها یک نمایشگاه مطبوعاتی برگزار کردند که در آن یک چرخ و فلک اسباب‌بازی با استفاده از نور خورشید مرتب در حال حرکت بود. این روزها انرژی خورشیدی از مرحله اسباب‌بازی گذر کرده است. صفحات خورشیدی مساحتی معادل نصف ولز را پوشانده‌اند و حدود شش درصد از برق جهان را تامین می‌کنند که تقریباً سه برابر مصرف برق آمریکا در سال 1954 است. اما این رشد تاریخی نکته مهم دوم در موضوع برق خورشیدی به شمار می‌رود. مهم‌ترین نکته آن است که این فناوری هیچ‌گاه به پایان نمی‌رسد. اگر رشد برق خورشیدی را رشدی تصاعدی بنامیم واقعیت را گفته‌ایم. ظرفیت نصب‌شده برق خورشیدی هر سه سال دو برابر و هر دهه ده برابر می‌شود. این رشد مداوم را در هیچ فناوری دیگری نمی‌توان دید و انسان‌ها نمی‌توانند بفهمند پیرامون آنها چه می‌گذرد. افزایش ده‌برابری بعدی مثل آن خواهد بود که کل ناوگان رآکتورهای هسته‌ای جهان ظرف مدتی که برای ساخت یک عدد از آنها لازم است هشت برابر شود. تا اواسط دهه 2030 سلول‌های خورشیدی تنها منبع بزرگ تولید برق خواهند بود. تا دهه 2040 آنها صرفاً منبع تولید برق نیستند، بلکه بزرگ‌ترین منبع تمام انرژی‌ها خواهند بود. با روند کنونی، انتظار می‌رود که هزینه کل برق تولیدی آنها کمتر از نصف هزینه ارزان‌ترین برق موجود باشد. این امر تغییرات اقلیمی را متوقف نمی‌کند، اما سرعت آن را به میزان زیادی پایین می‌آورد. اکثر نقاط جهان از جمله آفریقا که در آن 600 میلیون نفر از برق روشنایی منازل محروم هستند سرشار از انرژی خواهند شد. این احساس برای بشریت تازه و دگرگون‌کننده است. برای اینکه درک کنید ما در یک رویای محیط‌ زیستی به سر نمی‌بریم بهتر است نگاهی به اقتصاد انرژی خورشیدی بیندازید. هر چه تولید انبوه کالاها بالاتر برود هزینه‌ها پایین‌تر می‌آیند. اما این روند دائمی نیست. تولید، تقاضا یا هر دو با محدودیت‌هایی مواجه می‌شوند. در دوره‌های قبلی گذار انرژی -از چوب به زغال سنگ، از زغال سنگ به نفت یا از نفت به گاز- بهره‌وری در استخراج افزایش یافت، اما در نهایت هزینه پیدا کردن منابع بیشتر آن را خنثی کرد. اما برق خورشیدی چنین محدودیتی ندارد. منابع لازم برای تولید سلول‌های خورشیدی و نصب آنها در مزارع خورشیدی عبارت‌اند از: شن‌ حاوی سیلیکون، مکان‌های آفتاب‌گیر و نبوغ بشری که هرسه به وفور یافت می‌شوند. ساخت سلول‌ها به انرژی نیاز دارد، اما انرژی خورشیدی به سرعت آن را تامین می‌کند. تقاضای برق خورشیدی هم زیاد و هم کشسان است بدان معنا که اگر ارزان باشد افراد کاربردهای مختلفی برای آن پیدا می‌کنند. در نتیجه، انرژی خورشیدی برخلاف دیگر منابع انرژی روزبه‌روز ارزا‌ن‌تر می‌شود و این روند همچنان ادامه دارد. البته محدودیت‌هایی نیز وجود دارد. از آنجا که انسان‌ها در ساعات تاریکی نیز فعالیت دارند لازم است برق خورشیدی با فناوری‌های ذخیره‌سازی و دیگر فناوری‌ها همراه شود. برقی کردن صنایع سنگین و هوانوردی و باربری هنوز دشوار است. خوشبختانه این مسائل قابل حل هستند، چون باتری‌ها و سوخت‌های الکترولیزی به تدریج ارزان‌تر می‌شوند. موضوع نگران‌کننده دیگر آن است که اکثر صفحات خورشیدی و تقریباً تمامی سیلیکون خالص‌شده‌ای که برای ساخت آنها لازم است از چین می‌آید. صنعت برق خورشیدی به شدت رقابتی است، یارانه زیادی دریافت می‌کند و از تقاضای کنونی جلو می‌زند. این امر با توجه به ظرفیت زیادی که چین در داخل نصب می‌کند دستاورد بزرگی به شمار می‌رود. چین به اندازه کافی ظرفیت دارد که در سال‌های پیش‌رو پاسخگوی رشد تقاضاها باشد، حتی اگر برخی از شرکت‌های فعال به بن‌بست برسند یا سرمایه‌گذاری‌ها متوقف شوند. در درازمدت می‌توان به جهانی چشم دوخت که در آن انرژی بدون نفت و گازی تولید می‌شود که ناپایدار است یا در مناطق نامناسب قرار دارد. با وجود این، به رغم اینکه حزب کمونیست چین نمی‌تواند همانند اوپک بهای انرژی را دستکاری کند این واقعیت که چنین صنعت حیاتی تنها در اختیار یک کشور باشد مایه نگرانی خواهد بود. آمریکا این نگرانی را به طور عمیق درک می‌کند و به همین دلیل برای تجهیزات خورشیدی چینی تعرفه گذاشته است. اما از آنجا که بخش بزرگی از تقاضای جهانی برای انرژی خورشیدی در آینده ایجاد می‌شود بقیه نقاط جهان فرصت زیادی برای ورود به بازار دارند. ممکن است ریاست‌جمهوری ترامپ (که طرفدار سوخت‌های فسیلی است) هرچند به طور موقت پذیرش انرژی خورشیدی در آمریکا را به تعویق اندازد. در مقابل، اگر آمریکا با تشویق نصب صفحات خورشیدی در خانه‌ها و اتصال به شبکه تقاضا را بالا ببرد پذیرش آن سرعت می‌گیرد. قیمت‌گذاری کربن هم به این روند کمک می‌کند، درست همان‌گونه که در فرآیند گذار از زغال سنگ به گاز در اتحادیه اروپا اتفاق افتاد. باید هدف آن باشد که چرخه فضیلت تولید برق خورشیدی تا حد ممکن سرعت بگیرد، چون پاداش آن رسیدن به انرژی ارزان‌تر خواهد بود. این پاداش با تقویت بهره‌وری آغاز می‌شود. هزینه هر چیزی که انسان‌ها برای آن به انرژی نیاز دارند (که تقریباً همه چیز را در بر می‌گیرد) رو به کاهش می‌گذارد. سپس نوبت به کارهایی می‌رسد که انرژی ارزان‌تر انجام آنها را تسهیل می‌کند. افرادی که قبلاً استطاعت مالی نداشتند می‌توانستند روشنایی منازل را تامین کنند یا سوار خودرو شوند. انرژی ارزان‌ می‌تواند آب را تصفیه یا نمک‌زدایی کند، می‌تواند هوش مصنوعی را به راه اندازد و قادر است میلیون‌ها خانه و اداره را در دهه‌های گرم آینده قابل تحمل کند. اما بهترین نتیجه به چیزهایی مربوط می‌شود که قبلاً کسی حتی به آن فکر نمی‌کرد. وقتی انرژی ارزان فراوان باشد قدرت تخیل را آزاد می‌کند و چرخ و فلک ذهن می‌تواند با هیجان و امکانات بیشتری به چرخش درآید. این هفته در نیم‌کره شمالی انقلاب تابستانی رخ می‌دهد. خورشید به بالاترین نقطه خود در آسمان می‌رسد و بر جهانی می‌تابد که در آن همه به نعمت برق نیاز دارند و هر چیزی که انسان روی آن دست می‌گذارد با دسترسی به انرژی وضعیت بهتری پیدا می‌کند.  

از زمانی که آزمایشگاه بل شرکت AT&T از فناوری جدید تبدیل نور خورشید به برق رونمایی کرد 70 سال می‌گذرد. این شرکت سازنده تلفن امیدوار بود که فناوری جدید بتواند جایگزین باتری‌هایی شود که انرژی تجهیزات را در مکان‌های دورافتاده تامین می‌کنند. شرکت همچنین متوجه شد که تامین انرژی ابزارها صرفاً با نور نشان می‌دهد که علم تا چه اندازه می‌تواند جهان را شگفت‌آور کند. بنابراین آنها یک نمایشگاه مطبوعاتی برگزار کردند که در آن یک چرخ و فلک اسباب‌بازی با استفاده از نور خورشید مرتب در حال حرکت بود. این روزها انرژی خورشیدی از مرحله اسباب‌بازی گذر کرده است. صفحات خورشیدی مساحتی معادل نصف ولز را پوشانده‌اند و حدود شش درصد از برق جهان را تامین می‌کنند که تقریباً سه برابر مصرف برق آمریکا در سال 1954 است. اما این رشد تاریخی نکته مهم دوم در موضوع برق خورشیدی به شمار می‌رود. مهم‌ترین نکته آن است که این فناوری هیچ‌گاه به پایان نمی‌رسد. اگر رشد برق خورشیدی را رشدی تصاعدی بنامیم واقعیت را گفته‌ایم. ظرفیت نصب‌شده برق خورشیدی هر سه سال دو برابر و هر دهه ده برابر می‌شود. این رشد مداوم را در هیچ فناوری دیگری نمی‌توان دید و انسان‌ها نمی‌توانند بفهمند پیرامون آنها چه می‌گذرد. افزایش ده‌برابری بعدی مثل آن خواهد بود که کل ناوگان رآکتورهای هسته‌ای جهان ظرف مدتی که برای ساخت یک عدد از آنها لازم است هشت برابر شود. تا اواسط دهه 2030 سلول‌های خورشیدی تنها منبع بزرگ تولید برق خواهند بود. تا دهه 2040 آنها صرفاً منبع تولید برق نیستند، بلکه بزرگ‌ترین منبع تمام انرژی‌ها خواهند بود. با روند کنونی، انتظار می‌رود که هزینه کل برق تولیدی آنها کمتر از نصف هزینه ارزان‌ترین برق موجود باشد. این امر تغییرات اقلیمی را متوقف نمی‌کند، اما سرعت آن را به میزان زیادی پایین می‌آورد. اکثر نقاط جهان از جمله آفریقا که در آن 600 میلیون نفر از برق روشنایی منازل محروم هستند سرشار از انرژی خواهند شد. این احساس برای بشریت تازه و دگرگون‌کننده است. برای اینکه درک کنید ما در یک رویای محیط‌ زیستی به سر نمی‌بریم بهتر است نگاهی به اقتصاد انرژی خورشیدی بیندازید. هر چه تولید انبوه کالاها بالاتر برود هزینه‌ها پایین‌تر می‌آیند. اما این روند دائمی نیست. تولید، تقاضا یا هر دو با محدودیت‌هایی مواجه می‌شوند. در دوره‌های قبلی گذار انرژی -از چوب به زغال سنگ، از زغال سنگ به نفت یا از نفت به گاز- بهره‌وری در استخراج افزایش یافت، اما در نهایت هزینه پیدا کردن منابع بیشتر آن را خنثی کرد. اما برق خورشیدی چنین محدودیتی ندارد. منابع لازم برای تولید سلول‌های خورشیدی و نصب آنها در مزارع خورشیدی عبارت‌اند از: شن‌ حاوی سیلیکون، مکان‌های آفتاب‌گیر و نبوغ بشری که هرسه به وفور یافت می‌شوند. ساخت سلول‌ها به انرژی نیاز دارد، اما انرژی خورشیدی به سرعت آن را تامین می‌کند. تقاضای برق خورشیدی هم زیاد و هم کشسان است بدان معنا که اگر ارزان باشد افراد کاربردهای مختلفی برای آن پیدا می‌کنند. در نتیجه، انرژی خورشیدی برخلاف دیگر منابع انرژی روزبه‌روز ارزا‌ن‌تر می‌شود و این روند همچنان ادامه دارد. البته محدودیت‌هایی نیز وجود دارد. از آنجا که انسان‌ها در ساعات تاریکی نیز فعالیت دارند لازم است برق خورشیدی با فناوری‌های ذخیره‌سازی و دیگر فناوری‌ها همراه شود. برقی کردن صنایع سنگین و هوانوردی و باربری هنوز دشوار است. خوشبختانه این مسائل قابل حل هستند، چون باتری‌ها و سوخت‌های الکترولیزی به تدریج ارزان‌تر می‌شوند. موضوع نگران‌کننده دیگر آن است که اکثر صفحات خورشیدی و تقریباً تمامی سیلیکون خالص‌شده‌ای که برای ساخت آنها لازم است از چین می‌آید. صنعت برق خورشیدی به شدت رقابتی است، یارانه زیادی دریافت می‌کند و از تقاضای کنونی جلو می‌زند. این امر با توجه به ظرفیت زیادی که چین در داخل نصب می‌کند دستاورد بزرگی به شمار می‌رود. چین به اندازه کافی ظرفیت دارد که در سال‌های پیش‌رو پاسخگوی رشد تقاضاها باشد، حتی اگر برخی از شرکت‌های فعال به بن‌بست برسند یا سرمایه‌گذاری‌ها متوقف شوند. در درازمدت می‌توان به جهانی چشم دوخت که در آن انرژی بدون نفت و گازی تولید می‌شود که ناپایدار است یا در مناطق نامناسب قرار دارد. با وجود این، به رغم اینکه حزب کمونیست چین نمی‌تواند همانند اوپک بهای انرژی را دستکاری کند این واقعیت که چنین صنعت حیاتی تنها در اختیار یک کشور باشد مایه نگرانی خواهد بود. آمریکا این نگرانی را به طور عمیق درک می‌کند و به همین دلیل برای تجهیزات خورشیدی چینی تعرفه گذاشته است. اما از آنجا که بخش بزرگی از تقاضای جهانی برای انرژی خورشیدی در آینده ایجاد می‌شود بقیه نقاط جهان فرصت زیادی برای ورود به بازار دارند. ممکن است ریاست‌جمهوری ترامپ (که طرفدار سوخت‌های فسیلی است) هرچند به طور موقت پذیرش انرژی خورشیدی در آمریکا را به تعویق اندازد. در مقابل، اگر آمریکا با تشویق نصب صفحات خورشیدی در خانه‌ها و اتصال به شبکه تقاضا را بالا ببرد پذیرش آن سرعت می‌گیرد. قیمت‌گذاری کربن هم به این روند کمک می‌کند، درست همان‌گونه که در فرآیند گذار از زغال سنگ به گاز در اتحادیه اروپا اتفاق افتاد. باید هدف آن باشد که چرخه فضیلت تولید برق خورشیدی تا حد ممکن سرعت بگیرد، چون پاداش آن رسیدن به انرژی ارزان‌تر خواهد بود. این پاداش با تقویت بهره‌وری آغاز می‌شود. هزینه هر چیزی که انسان‌ها برای آن به انرژی نیاز دارند (که تقریباً همه چیز را در بر می‌گیرد) رو به کاهش می‌گذارد. سپس نوبت به کارهایی می‌رسد که انرژی ارزان‌تر انجام آنها را تسهیل می‌کند. افرادی که قبلاً استطاعت مالی نداشتند می‌توانستند روشنایی منازل را تامین کنند یا سوار خودرو شوند. انرژی ارزان‌ می‌تواند آب را تصفیه یا نمک‌زدایی کند، می‌تواند هوش مصنوعی را به راه اندازد و قادر است میلیون‌ها خانه و اداره را در دهه‌های گرم آینده قابل تحمل کند. اما بهترین نتیجه به چیزهایی مربوط می‌شود که قبلاً کسی حتی به آن فکر نمی‌کرد. وقتی انرژی ارزان فراوان باشد قدرت تخیل را آزاد می‌کند و چرخ و فلک ذهن می‌تواند با هیجان و امکانات بیشتری به چرخش درآید. این هفته در نیم‌کره شمالی انقلاب تابستانی رخ می‌دهد. خورشید به بالاترین نقطه خود در آسمان می‌رسد و بر جهانی می‌تابد که در آن همه به نعمت برق نیاز دارند و هر چیزی که انسان روی آن دست می‌گذارد با دسترسی به انرژی وضعیت بهتری پیدا می‌کند.