وقتی خورشید، زمین را تسخیر می‌کند

با وجود آنکه از اختراع سلول‌های خورشیدی بیش از 130 سال می‌گذرد، عمده رشد در تولید و مصرف انرژی خورشیدی و به طور خاص تولید الکتریسیته با استفاده از این انرژی، به قرن حاضر و به ویژه کمتر از 10 سال اخیر بازمی‌گردد. طی این سال‌ها، کل ظرفیت نصب‌شده فتوولتاییک از 1400 مگاوات در سال 2000، به بیش از 102 هزار مگاوات در سال 2012 میلادی رسیده و طی 12 سال اخیر، ظرفیت نصب‌‌شده فتوولتاییک در جهان حدود 73 برابر شده است. این رشد چشمگیر و تقریباً بی‌نظیر در استفاده از یک انرژی را شاید بیش از هر چیز بتوان به بالا رفتن قیمت سوخت‌های متعارف فسیلی (که استفاده از ذخایر نامتعارف انرژی را نیز اقتصادی کرده است) و توجه بیش از پیش به مسائل زیست‌محیطی سوخت‌های فسیلی نسبت داد. در این میان، توجه ویژه دولت‌ها به گسترش تولید برق با استفاده از انرژی خورشید اصلی‌ترین محرک به شمار می‌رود؛ چنان که در گزارش‌های منتشر‌شده از جمله انتشارات آژانس بین‌المللی انرژی، اصلی‌ترین نقش به سیاست‌های حمایتی دولت تعلق دارد. همچنین تغییر در سیاست‌های دولت به‌طور مستقیم و در کوتاه‌مدت، بر تولید و استفاده از سلول‌های فتوولتاییک برای تولید برق موثر بوده است. تنها طی چهار سال اخیر یعنی از سال 2009 تا 2012، ظرفیت نصب‌شده تولید انرژی از سیستم‌های فتوولتاییک بیش از چهار برابر شده است و این روند کماکان نیز ادامه دارد؛ هرچند تغییر در قیمت تمام‌شده سلول‌های خورشیدی و در نتیجه تغییر سیاست‌های دولت‌ها در حمایت از این انرژی، ممکن است این رشد را کاهش دهد یا حتی با توقف روبه‌رو سازد.

اروپا، پیشگام در انرژی خورشیدی
همچون بسیاری از انواع دیگر انرژی تجدیدپذیر، در سیستم‌های فتوولتاییک هم اروپا پیشگام است. در سال 2012، بیش از 70 درصد ظرفیت نصب‌‌شده فتوولتاییک جهان (معادل حدود 70 هزار مگاوات) در اروپا بوده است. در رتبه‌های بعدی نیز چین با 3/8 هزار مگاوات، آمریکا با 8/7هزار مگاوات و ژاپن با 9/6 هزار مگاوات قرار دارند. توسعه استفاده از انرژی خورشید برای تولید برق در قاره اروپا (با تابش خورشید نسبتاً اندک) در حالی صورت گرفته است که بسیاری از مناطق با تابش خورشید مناسب همچون خاورمیانه، آفریقا، جنوب شرقی آسیا و آمریکای لاتین هنوز به صورت گسترده تولید الکتریسیته با سلول‌های فتوولتاییک را مورد استفاده قرار نداده‌اند. در اروپا، عمده ظرفیت نصب‌‌شده در دو کشور آلمان و ایتالیا قرار دارد. کشور آلمان پیشروترین کشور اروپا و جهان در زمینه استفاده از سلول‌های خورشیدی برای تولید الکتریسیته به شمار می‌رود. بیش از 31 درصد ظرفیت نصب‌‌شده جهان، در کشور آلمان قرار دارد. این میزان ظرفیت، حدود 7/4 درصد از مصرف برق این کشور را پوشش می‌دهد و به لحاظ عملیاتی نیز در سال 2012، معادل سه درصد از برق این کشور توسط سلول‌های خورشیدی تامین شده است. پیش‌بینی می‌شود این کشور تا سال 2020، حداقل 35 درصد و تا سال 2050 کل انرژی مورد نیاز خود را از محل انرژی‌های تجدیدپذیر (به طور خاص باد و خورشید) تامین کند. خرید برق از مردم یکی از راهکارهایی است که موجب شده است تولید برق در مقیاس کوچک در این کشور با استقبال زیادی مواجه شود. بعد از مشکلات اتمی ژاپن، تولید برق به ویژه از منابع تجدیدپذیر مورد حمایت گسترده‌تر مردم این کشور قرار گرفته است. با وجود این‌، حجم بالای هزینه مورد نیاز برای حمایت از تولید برق (تعرفه تزریقی) و نیز پایدار نبودن تولید برق با توجه به تغییر میزان تابش خورشید، موجب افزایش انتقادها به حمایت‌های گسترده دولت آلمان از تولید برق با استفاده از انرژی خورشیدی شده است.

چشم‌انداز فتوولتاییک
بر اساس تخمین‌های آژانس بین‌المللی انرژی، هم‌اکنون امکان استفاده از انرژی فتوولتاییک خورشیدی به صورت اقتصادی در تمام نقاط جهان وجود دارد. کل ظرفیت نصب‌‌شده فتوولتاییک در جهان حدود 102 هزار مگاوات است که سهم ناچیزی از کل ظرفیت نصب‌‌شده برق جهان (بیش از پنج میلیون مگاوات) را به خود اختصاص می‌دهد. با وجود این‌،‌ پیش‌بینی آژانس بین‌المللی انرژی نشان می‌دهد تا سال 2030، فتوولتاییک پنج درصد از الکتریسیته مصرفی جهان را تامین خواهد کرد. این رقم تا سال 2050 به حدود 11 درصد خواهد رسید. با وجود این‌، این اعداد با انرژی بالقوه‌ای که سالانه با تابش خورشید در اختیار زمین قرار می‌گیرد، تفاوت معناداری دارند. برای در نظر گرفتن حجم انرژی تابشی خورشید به زمین، باید در نظر داشت کل انرژی مصرفی جهان طی یک سال را می‌توان با استفاده از یک ساعت و 25 دقیقه تابش خورشید به زمین تامین کرد. این میزان برای تابش خورشید به مناطق خشک زمین، حدود 5/4 ساعت است. با افزایش رقابت‌پذیری و بهتر شدن وضعیت بازار انرژی فتوولتاییک، رشد استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید الکتریسیته در سال‌های اخیر بسیار سریع بوده است. کاهش قیمت تکنولوژی فتوولتاییک و افزایش قیمت الکتریسیته به طور کلی، بر این امر موثر بوده است. بر همین اساس پیش‌بینی می‌شود در آینده نزدیک، هزینه صرفه‌جویی‌شده در هزینه الکتریسیته و عواید حاصل از فروش الکتریسیته فتوولتاییک در بازار، مساوی یا بیش از هزینه‌های بلندمدت نصب و تامین مالی یک سیستم فتوولتاییک باشد. چنین وضعیتی در برخی کشورهای اروپایی به وجود خواهد آمد و در برخی مناطق این قاره هم‌اکنون نیز وجود دارد و بر گسترش روزافزون استفاده از انرژی خورشید برای تولید الکتریسیته موثر بوده است.

حباب فتوولتاییک
در پاسخ به تقاضای جهانی، ظرفیت ساخت سلول‌های فتوولتاییک خورشیدی به ویژه در کشورهای توسعه‌یافته صنعتی افزایش یافته است. کشورهای توسعه‌یافته متقاضیان اصلی تولید الکتریسیته از انرژی خورشید به‌شمار می‌روند و بعد از این کشورها، رتبه دوم تقاضا به چین تعلق دارد. در سال‌های اخیر، ظرفیت ساخت سریع‌تر از تقاضای واقعی برای پانل‌های فتوولتاییک خورشیدی رشد کرده است. تا سال 2011، ظرفیت تولید سلول‌های خورشیدی حدود 20 هزار مگاوات بیش از مقدار واقعی تولید بود. از سال 2008، هزینه سیلیکون خالص، که برای ساخت سلول‌های خورشیدی به‌کار می‌رود، به شکل چشمگیری کاهش یافته است. نصب‌کنندگان سیستم‌های فتوولتاییک خورشیدی و مصرف‌کنندگان نهایی الکتریسیته از این کاهش قیمت‌های فتوولتاییک‌های خورشیدی، بسیار منتفع شده‌اند،‌ ولی سازندگان فتوولتاییک‌های خورشیدی در سراسر جهان، و به ویژه آنهایی که در اروپا و آمریکا فعالیت می‌کنند، متحمل خسارات مالی فراوانی شده‌اند. موجی از اتحاد در صنعت به راه افتاده است که از کاهش هزینه و رقابتی شدن دفاع می‌کند. بسیاری از شرکت‌های بزرگ ورشکسته شده‌اند که از آن جمله می‌توان به کیوسل آلمان اشاره کرد؛ شرکتی که بزرگ‌ترین تولیدکننده سلول‌های خورشیدی در اروپا به شمار می‌رود. تنش‌های تجاری بین اروپا، آمریکا و چین موجب شده است آمریکا در سال 2012 تعرفه‌هایی بر روی پانل‌های خورشیدی وارداتی از چین وضع کند. در حالی که عدم تعادل بین عرضه و تقاضا پابرجاست، این مشکلات نیز در کوتاه‌مدت احتمالاً باقی خواهند ماند. اینکه تعادل با چه سرعتی باز خواهد گشت، تا حد زیادی وابسته به نرخ رشد تقاضا برای فتوولتاییک خورشیدی است. چین بازار بالقوه بزرگی به شمار می‌رود، اما تقاضای این کشور برای فتوولتاییک در کوتاه‌مدت قابل اتکا نیست. با این تفاسیر به نظر می‌رسد مازاد عرضه در کوتاه‌مدت کماکان تداوم داشته باشد.