انرژی های تجدید پذیر نظیر باد، خورشیدی، برق-آبی و زمین گرمایی در سرتاسر جهان به صورت مستمر در حال رشد هستند. کشورهایی که در این زمینه پیشتاز هستند عبارتند از:

ایسلند

سوئد

کاستاریکا

نیکاراگوئه

انگلستان

آلمان

اروگوئه

چین

تا سال 2050، حرکت به سمت استفاده 100 درصدی از انرژی های تجدیدپذیر:

بعضی از کشورها اهدافی را مشخص کرده اند که طی آن تا آینده ای نزدیک تمام انرژی خود را از منابع تجدیدپذیر بدست بیاورند. در کنفرانس آب و هوایی سازمان ملل در سال 2016، حدود 50 کشور موافقت کردند که تا سال 2050 فقط از انرژی های تجدید پذیر استفاده کنند. کشورهایی مثل فیلیپین و کلمبیا متعهد شده اند که بین سال 2030 و 2050 تمام انرژی خود را تجدیدپذیر کنند. امریکا و کانادا مانند کشورهایی که چنین تعهداتی داده اند سریع نبوده اند. در امریکا، در سال 2017 حدود 18 درصد کل برق کشور از منابع تجدیدپذیر بدست آمد. در کانادا نیز، مقداری حدودا مشابه (18.9 %) گزارش شده است.

موانع موجود در مسیر انرژی های تجدیدپذیر:

بسیاری معتقدند که استفاده بیشتر از منابع تجدیدپذیر ارزش مجاهدت برای آن را دارد؛ اما موانعی وجود دارد که مانع تولید بیشتر انرژی های تجدیدپذیر می شود. یکی از این موانع بزرگ، قیمت تمام شده است. بنا به گزارش یک سازمان امریکایی، عمده هزینه های مربوط به انرژی های تجدیدپذیر مربوط به ساخت ابتدایی آنهاست. یک نیروگاه گاز جدید حدودا 1000 دلار به ازای هر کیلووات هزینه بر خواهد بود. این در حالیست که طبق این گزارش هزینه میانگین برای نصب یک نیروگاه خورشیدی بین 2000 تا 3700 دلار به ازای هر کیلووات برای مصرف کننده های مسکونی خواهد بود. نیروگاه بادی بین 1200 تا 1700 دلار به ازای هر کیلووات هزینه بر خواهد بود.

بحث هزینه، در عملیات انتقال برق نیز، خطوط انتقال و زیر ساختهای مورد نیاز آن از جایی که برق تولید می شود تا جایی که مورد مصرف قرار می گیرد مسئله مهمی است. تمام مزارع بادی و خورشیدی کنار نیروگاه های غیر تجدید پذیر قدیمی قرار ندارند. این یعنی، سیستم های جدیدی باید احداث شود. مشکل بعدی در سر راه انرژی های تجدیدپذیر ورود با بازار فروش و حمایت های دولتی و سیاسی می باشد.

آیا در دراز مدت انرژی های تجدیدپذیر ارزان تر خواهند بود؟

تحقیقات جدید نشان می دهد، در دراز مدت، به لحاظ هزینه، انرژی های تجدید پذیر از غیرتجدید پذیر به صرفه تر خواهند بود. شرکت لازارد (lazard) هزینه های مربوط به تولید انرژی را در طول عمر مفید نیروگاه ها بررسی کرده و به این نتیجه رسیده است که انرژی های بادی و خورشیدی در مقیاس های بزرگ ارزان ترین منبع تولید انرژی می باشند. در سال 2017، هزینه انرژی بادی 30 الی 60 دلار به ازای هر مگاوات ساعت (هر مگاوات ساعت معادل 1000 کیلوات ساعت) بوده است. مزارع خورشیدی با مقیاس های بزرگ، 43 تا 53 دلار به ازای هر مگاوات ساعت هزینه داشته اند. تولید انرژی از زغال سنگ حداقل 60 دلار به ازای هر مگاوات ساعت هزینه داشته است.

آژانس بین المللی انرژی های تجدیدپذیر (IRENA) گزارش می دهد که هزینه های مربوط به انرژی های تجدیدپذیر پایین است.در گزارش اخیر، IRENA اشاره می کند که تولید انرژی خورشیدی در نیروگاههای فتوولتائیک (PV) نسبت به سال 2009 بیش از 80 درصد ارزان تر شده است. علاوه بر این، هزینه برق حاصل از پنل های خورشیدی فتوولتائیک حدود 75 درصد از سال 2010 تا 2017 کاهش داشته است. این سازمان گزارش می دهد که این مقدار به صورت مستمر باز هم کاهش خواهد یافت.

بسته به بازار فروش، قیمت توربین های بادی نیز در مدت مشابه حدودا نصف شده است. این کاهش قیمت ها منجر به تولید انرژی بادی ارزان تر در سرتاسر جهان شده است. تا سال 2020، فناوری های مربوط به تولید انرژی های تجدیدپذیر در حال استفاده، در رنج ارزان ترین انرژی های فسیلی و یا حتی ارزان تر از آنها خواهند بود.

اگرچه انرژی های تجدیدپذیر در حال رشد هستند، اما کماکان نیاز به سرمایه گذاری بیشتری در مقایسه با غیر تجدیدپذیر ها دارند. بسیاری از کشور ها و اشخاص متوجه منفعت سرمایه گذاری در زمان حال برای داشتن آینده ای پایدار و سبزتر شده اند.

چیکده
اگرچه سوخت‌های فسيلي رشد سریع اقتصادی جوامع بشری را به همراه داشته، اما انتشار آلاینده‌های ناشی از مصرف این سوخت‌ها، موجب بروز تغییرات آب و هوایی شده است. از سوی دیگر، منابع سوخت‌های فسیلی نظیر نفت، گاز، ذغال سنگ و اورانیوم به‌تدریج در حال کاهش است. این موضوع، پژوهش درزمینهٔ انرژی‌های جايگزين و تجدیدشونده شامل انرژی خورشیدی و بادی را ضروری می‌سازد.
در این مقاله به‌منظور حداکثر کردن رفاه اجتماعی، یک مدل کنترل بهینه طراحی و با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک، مسیرهای بهینه جایگزینی انرژی خورشید و باد به‌جای سوخت‌های فسیلی در طی زمان در ایران ترسیم‌شده است. نتایج تحقیق نشان می‌دهد در صورت ثابت ماندن هزینه تبدیل انرژی خورشیدی و بادی و در نظر گرفتن نرخ تنزیل اجتماعی پنج درصد، انتقال از انرژی‌های فسیلی به سمت انرژی خورشیدی و بادی در سال 1466 (77 سال پس از سال مبنا) و با فرض کاهش 50 درصدی هزینه تبدیل انرژی خورشید و باد در هر ده سال، این انتقال در سال 1409 (20 سال پس از سال مبنا) می‌بایست صورت پذیرد.

چکیده
امروزه انرژی خورشیدی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین منابع تأمین انرژی رایگان، پاک و عاری از اثرات مخرب زیست‌محیطی در موارد بسیاری ازجمله تولید برق، گرما و شیرین سازی آب‌های شور، مورداستفاده قرار می‌گیرد. هدف از این پژوهش، شناسایی نوای پرتابش ایران به‌عنوان مناسب‌ترین مناطق بهره‌برداری از این انرژی برای کاربردهای مذکور است. به این منظور ابتدا با استفاده از آمار میزان ابرناكي 120 ایستگاه همدیدی کشور، تعداد روزهای با میزان ابرناکی برابر صفرتا دوهشتم، به‌عنوان روزهای پر تابش در دوره 1387-1368 شمارش‌شده و میانگین ماهانه، فصلی و سالانه آن‌ها محاسبه گردید. سپس با استفاده از نرم‌افزار SPSS 16، معادلات همبستگی عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریای ایستگاه‌ها با میانگین فصلی (با R2 برابر 0.81، 0.82 و 0.84 به ترتیب برای بهار، پاییز و زمستان) و سالانه (با R2 برابر 0.78) تعداد روزهای دارای کمترین میزان ابرناكي محاسبه‌شده و به روش درون‌یابی Spline، پهنه‌بندی مناطق پرتابش کشور انجام شد. نتایج نشان داد که در دوره 20 ساله موردمطالعه، بیش‌ترین روزهای آفتابی در فروردین‌ماه متعلق به شهرستان بافت، در اردیبهشت‌ماه متعلق به شهرستان جاسک، در خردادماه مربوط به شهرستان میناب، در تیرماه مربوط به دهلران، در مردادماه مربوط به ماهشهر، در شهریورماه مربوط به بوشهر، در مهرماه متعلق به کنارک، در آبان و آذرماه متعلق به چابهار، در دی و بهمن‌ماه متعلق به سراوان و در اسفندماه مربوط به چابهار هست. در مقیاس فصلی نیز شهرستان‌های کهنوج، آقا جاری و چابهار به ترتیب در بهار، تابستان، پاییز و زمستان، پرتابش تریم مناطق کشور در این دوره آماری بوده‌اند. همچنین مشاهده شد که 89 ایستگاه از 120 ایستگاه موردمطالعه در طی سال‌های 1368 تا 1387، در بیش از 200 روز از 365 روز سال (بیش از 55 درصد روزهای سال)، دارای آسمان صاف و آفتابی بوده‌اند و درنتیجه اغلب مناطق ایران از استعداد و قابلیت بالایی برای استفاده از انرژی تجدید پذیر خورشیدی، برخوردارند.

انتشار بی‌رویه گازهای گلخانه‌ای و پدیده گرمایش زمین در چند دهه اخیر سبب اثرات نامطلوب بر تغییرات آب‌وهوا شده است. بخش برق و نیروگـاه ها با حدود 37.5 درصد از انتشار کربن، یکی از مهم‌ترین منابع انتشار گازهای گلخانه‌ای در سطح جهان است که عمدتاً منها فسیلی دارد. این در حالی است که نصب هر 100kW برق نیروگـاه خورشیدی فتوولتائیـک می‌تواند سالانه از انتشار 100 تا 140 تن CO2 جلوگیری کند. “مکانیسم توسعه پاک (CDM) یکی از سازوکارهای پروتکل کیوتو است که باهدف مشارکت کشورهای انتشار اجرا می‌شود. مهم‌ترین سند این سه مرحله، سند طراحی پروژه است که شامل ابعاد فنی، اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی طرح می‌شود. بیش از 67% طرح‌های CDM را طرح‌های انرژی تجدید پذیر تشکیل می‌دهد که حدود 5% آن مربوط به فناوری خورشیدی (عمدتاً فتوولتائیک) است. تحلیل‌های آماری روی پروژه‌های فتوولتائیـک مقیاس بزرگ (بالای 10 مگاوات) نشان می‌دهد که ظرفیت کاهش انتشار این فناوری به‌طور متوسط tCO2/MW 1369 است. به‌علاوه، درآمد حاصل از فروش گواهی کاهش انتشار این نیروگاه‌ها می‌تواند بیش از 70% هزینه تعمیر و نگهداری سالانه نیروگاه را تأمین کند.