نقش محوری پنل‌های خورشیدی و ذخیره‌سازی باتری در بازارهای نوظهور

در پنج سال اخیر، فناوری ترکیبی پنل‌های خورشیدی و سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی باتری (BESS)، از حاشیه پروژه‌های آزمایشی به متن استراتژی‌های ملی گذار انرژی راه یافته است.

سقوط شگفت‌انگیز 93 درصدی قیمت پک‌های باتری از سال 2010 تاکنون که در سال 2024 بهای آن برای سامانه‌های نیروگاهی به 192 دلار بر کیلووات‌ساعت رسید، این تصور را که برق خورشیدی 24 ساعته یک کالای لوکس و دور از دسترس است، برای همیشه باطل کرده است.

دیگران چه می خوانند:

امروزه، نیروگاه‌های هیبریدی خورشیدی-باتری دیگر نه یک گزینه جانبی، بلکه منابعی مطمئن و اقتصادی برای تأمین ظرفیت پایدار به شمار می‌روند. این نیروگاه‌ها قادرند جایگزین سوخت دیزل شوند، نیاز به احداث نیروگاه‌های حرارتی پرهزینه در ساعات اوج مصرف را به تعویق اندازند و انعطاف‌پذیری را به شریان اصلی شبکه‌های آسیب‌پذیر تزریق کنند.

بازنویسی قواعد بازی؛ با کاهش قیمت‌ها و مقیاس‌پذیری در سمت عرضه

در سمت عرضه، دو نیروی محرکه اصلی، یعنی کاهش قیمت‌ها و مقیاس‌پذیری، در حال بازنویسی قواعد بازی برای فناوری‌های خورشیدی-باتری هستند. مازاد ظرفیت تولید در چین، قیمت جهانی ماژول‌های خورشیدی را در سال 2024 به سطوح بی‌سابقه‌ای کاهش داد، به طوری که قیمت لحظه‌ای ماژول در ماه دسامبر به حدود 0.09 دلار بر وات رسید.

همزمان، قیمت بسته‌های باتری نیز بین سال‌های 2010 تا 2024 روندی نزولی و پرشتاب را تجربه کرده است و تحلیلگران پیش‌بینی می‌کنند که با افزایش مقیاس تولید و تجاری‌سازی فناوری‌های شیمیایی ارزان‌تر، این روند ادامه یابد. این تحولات، هزینه همسطح‌شده برق (LCOE) را به شدت کاهش داده و برق خورشیدی همراه با ذخیره‌سازی را در گستره جغرافیایی وسیع‌تر و ساعات بیشتری از شبانه‌روز، رقابتی ساخته است. هزینه همسطح‌شده برق (LCOE) یک شاخص اقتصادی است که بهای تمام‌شده تولید هر واحد برق (معمولاً هر کیلووات-ساعت) از یک نیروگاه را در تمام طول عمر آن نشان می‌دهد. این شاخص به ما اجازه می‌دهد تا هزینه واقعی تولید برق از منابع مختلف مانند خورشیدی، بادی، گازی یا هسته‌ای را به صورت عادلانه و استاندارد با یکدیگر مقایسه کنیم.

تحولات در تقاضا کدامند؟

در سمت تقاضا اما، انگیزه‌ها فراتر از تاب‌آوری صرف شبکه است و به ماهیت فیزیکی خود انرژی خورشیدی بازمی‌گردد. تولید متغیر برق فتوولتائیک که به چرخه روز و شرایط جوی وابسته است، نوسانات سریع و شیب‌های تند تولید را به شبکه تحمیل می‌کند. سامانه‌های ذخیره‌سازی با ایفای نقشی دوگانه، این چالش را مدیریت می‌کنند: مازاد تولید در میانه روز را جذب و به ساعات اوج تقاضا در عصر منتقل می‌کنند و همزمان، خدمات حیاتی مانند پاسخ فرکانسی سریع و ذخیره عملیاتی را برای تثبیت شبکه فراهم می‌آورند.

این منطق در بخش‌های دیگر نیز در حال گسترش است. برای مثال، مراکز داده با ترکیب سامانه‌های منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) و سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی باتری، جایگزین مطمئنی برای دیزل یافته‌اند که علاوه بر تضمین پایداری برق، در زمان عدم نیاز از طریق ارائه خدمات به شبکه، درآمدزایی نیز می‌کند.

حمل و نقل برقی

حمل‌ونقل برقی لایه جدیدی از تقاضا را به این معادله می‌افزاید. استارت‌آپ‌هایی در رواندا و کنیا، با راه‌اندازی ایستگاه‌های تعویض باتری مبتنی بر انرژی خورشیدی برای موتورسیکلت‌های برقی، الگویی نوآورانه ارائه کرده‌اند. هر ایستگاه با پنل‌های خورشیدی سقفی و باتری‌های ماژولار، روزانه هزاران تعویض باتری را بدون اتکا به شبکه اصلی انجام می‌دهد. این مدل هوشمندانه، نیاز به ایستگاه‌های شارژ عمومی بزرگ را که می‌توانند فشار مضاعفی بر شبکه‌های شهری ضعیف وارد کنند، مرتفع می‌سازد. در این الگو، سامانه‌های محلی تولید و ذخیره برق خورشیدی، در سمت مصرف‌کننده، باتری‌ها را با انرژی خورشید در طول روز شارژ کرده و حتی برق مازاد را به شبکه توزیع بازمی‌گردانند. به این ترتیب، آنچه می‌توانست به یک بار اضافی بر شبکه تبدیل شود، به ابزاری برای ایجاد تعادل و پایداری بدل می‌گردد.

این پروژه‌ها با نمونه‌های اولیه که در آن باتری‌های کوچک صرفا برای هموارسازی نوسانات روزانه به کار می‌رفتند، تفاوت بنیادین دارند. این سرمایه‌گذاری‌ها تأیید می‌کنند که ذی‌نفعان، ذخیره‌سازی را جزء لاینفک پروژه‌های تجدیدپذیر مقیاس‌بزرگ می‌دانند و نیروگاه‌های خورشیدی هیبریدی یا «آماده برای ذخیره‌سازی» (Storage-Ready)، دیگر یک انتخاب فرعی نیستند، بلکه مسیری کارآمد برای افزودن انرژی برق قابل‌برنامه‌ریزی به شبکه‌های نوظهور به شمار می‌روند.

شبکه‌های کوچک محلی در حال گسترش

در حوزه خارج از شبکه (Off-grid) نیز، این فناوری انقلابی مشابه را رقم زده است. شبکه‌های کوچک که بر پایه معماری‌های سامانه‌های محلی تولید و ذخیره برق خورشیدی طراحی شده‌اند، با سرعتی بی‌سابقه در حال گسترش هستند. طبق ارزیابی بانک جهانی، این شبکه‌ها می‌توانند تا سال 2030 برای 380 میلیون نفر در آفریقا، برق باکیفیت و مقرون‌به‌صرفه فراهم آورند. پروژه‌های اخیر در نیجریه و کنیا نشان داده‌اند که باتری‌ها با کاهش بیش از 85 درصدی نیاز به دیزل پشتیبان، نه تنها ساعات کار فروشگاه‌ها را افزایش داده، بلکه زمینه را برای شکوفایی کسب‌وکارهای جدید در حوزه فرآوری محصولات کشاورزی فراهم آورده‌اند.

چالش‌ها

با وجود چشم‌انداز روشن، گسترش این فناوری در بازارهای نوظهور با چالش‌هایی جدی روبروست:

مدیریت چرخه عمر و بازیافت: اقتصادهای نوظهور باید چارچوب‌های نظارتی و عملیاتی برای مدیریت پایان عمر باتری‌های لیتیومی تدوین کنند. راه‌حل اقلیمی امروز نباید به معضل زیست‌محیطی فردا تبدیل شود.

نیاز به سرمایه مقرون‌به‌صرفه: تا زمانی که نهادهای مالی محلی با مدل‌های درآمدی پروژه‌های ذخیره‌سازی آشنا شوند، حمایت از طریق تسهیلات مالی ترجیحی برای پیشبرد این پروژه‌ها ضروری است.

کمبود ارزش افزوده محلی: وابستگی به واردات، پروژه‌ها را در برابر نوسانات ارزی آسیب‌پذیر می‌کند. توسعه کارخانه‌های مونتاژ و تربیت نیروی انسانی متخصص می‌تواند بخش بزرگ‌تری از این ارزش را در زنجیره ارزش داخلی حفظ کند.

ابهام در چارچوب‌های قانونی: تدوین مقررات شفاف برای صدور مجوز، طراحی تعرفه‌ها و مدل‌های درآمدی برای خدمات شبکه، پیش‌نیاز اصلی جذب سرمایه و توسعه پایدار این فناوری است.

در افق پیش رو، بهینه‌سازی دیجیتال در حال تبدیل باتری‌ها از تجهیزاتی ایستا به دارایی‌هایی پویا و هوشمند است. توسعه‌دهندگان با تجهیز هر مگاوات‌ساعت از ظرفیت ذخیره‌سازی به سامانه‌های دیجیتال، می‌توانند به‌صورت لحظه‌ای به تحلیل، پیش‌بینی و توزیع بهینه برق بپردازند. این پروژه‌ها با ارائه همزمان خدمات در بازارهای انرژی، ظرفیت و فرکانس، درآمد خود را به حداکثر می‌رسانند و همزمان، فرسودگی باتری‌ها را در اقلیم‌های گرم مدیریت می‌کنند.

در حالی که تأمین‌کنندگان برای تجاری‌سازی فناوری‌های شیمیایی با دوام بیشتر و استفاده از باتری‌های دست دوم خودروهای برقی رقابت می‌کنند، فرصت‌ها برای اقتصادی‌تر شدن این فناوری در بازارهای نوظهور بیش از پیش فراهم می‌شود. این روندها به وضوح نشان می‌دهند که فناوری ترکیبی خورشیدی-باتری صرفا یک راه‌حل موقت یا مکمل نیست، بلکه در حال تبدیل شدن به ستون فقرات یک آینده انرژی تاب‌آور، پایدار و منعطف است.

نقش محوری پنل‌های خورشیدی و ذخیره‌سازی باتری در بازارهای نوظهور