چاپ

ایرانیان جهان - ژاپن بار دیگر در صدر نوآوری‌های جهانی قرار گرفته است. این کشور به‌تازگی از اولین ابرپنل خورشیدی جهان رونمایی کرده که می‌تواند صنعت تولید انرژی را متحول کند. این فناوری نوین که بر پایه سلول‌های خورشیدی پروفسکایت (PSC) ساخته شده، به اندازه 20 راکتور هسته‌ای برق تولید می‌کند. این گام بلند، نه‌تنها وابستگی ژاپن به انرژی‌های سنتی را کاهش می‌دهد، بلکه آینده‌ای سبز و پایدار را برای این کشور رقم خواهد زد.
اما این سلول‌های پروفسکایت دقیقاً چه هستند و چرا ژاپن روی این فناوری سرمایه‌گذاری کلانی انجام داده است؟
چالش‌های انرژی در ژاپن: چرا این فناوری اهمیت دارد؟ به گزارش کژمژ؛ ژاپن کشوری با جمعیتی بالغ بر 125 میلیون نفر است که از کمبود زمین مناسب برای تأسیس نیروگاه‌های انرژی رنج می‌برد. پس از فاجعه هسته‌ای فوکوشیما در سال 2011، این کشور سیاست‌های خود را به سمت توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر تغییر داد، اما محدودیت فضا، هزینه بالای تولید انرژی پاک و وابستگی به واردات مواد اولیه چالش‌های بزرگی در این مسیر بودند.
تا پیش از این، ژاپن یکی از پیشگامان صنعت پنل‌های خورشیدی بود، اما با ورود چین به این عرصه و سرمایه‌گذاری‌های هنگفت این کشور، ژاپن تا حد زیادی بازار تولید پنل‌های سیلیکونی را از دست داد و اکنون تنها 1 درصد از بازار جهانی پنل‌های خورشیدی را در اختیار دارد. اما سلول‌های پروفسکایت فرصتی طلایی را در اختیار ژاپن قرار داده تا بار دیگر به عرصه رقابت جهانی بازگردد و شاید حتی از چین نیز پیشی بگیرد.
سلول‌های خورشیدی پروفسکایت (PSC) چیستند و چرا اینقدر مهم‌اند؟ پروفسکایت یک ماده معدنی است که می‌تواند مانند سیلیکون، نور خورشید را به برق تبدیل کند اما دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی است که آن را از پنل‌های سنتی متمایز می‌کند. مهم‌ترین مزایای این فناوری عبارت‌اند از:
وزن سبک و انعطاف‌پذیری بالا – برخلاف پنل‌های خورشیدی سیلیکونی که سنگین و شکننده هستند، سلول‌های پروفسکایت می‌توانند روی سطوح خمیده و حتی شفاف مانند پنجره‌ها و سقف خودروها نصب شوند.
راندمان بالا در نور کم – این سلول‌ها حتی در شرایط ابری و نور کم نیز عملکرد مطلوبی دارند و می‌توانند بهینه‌تر از سلول‌های سیلیکونی انرژی تولید کنند.
تولید برق از سطوح غیرمنتظره – با این فناوری می‌توان برج‌ها، جاده‌ها، قطارها، سقف تاکسی‌ها، ساختمان‌های اداری و حتی پنجره‌ها را به منبعی برای تولید انرژی پاک تبدیل کرد.
هزینه تولید کمتر در آینده – اگرچه هزینه تولید اولیه این سلول‌ها هنوز بالاست، اما پیش‌بینی می‌شود تا سال 2040 با کاهش قیمت مواد اولیه و بهینه‌سازی فرآیند تولید، هزینه تمام‌شده آن‌ها بسیار کمتر از پنل‌های سیلیکونی شود.
دوستدار محیط زیست – برخلاف سلول‌های سیلیکونی که در فرآیند تولیدشان آلاینده‌های محیطی زیادی آزاد می‌شود، پروفسکایت فرآیند تولید ساده‌تری دارد و اثرات زیست‌محیطی آن بسیار کمتر است.
چرا ژاپن روی فناوری پروفسکایت سرمایه‌گذاری کرده است؟ دسترسی به منابع کلیدی تولید
ژاپن یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان ید در جهان است، ماده‌ای که یکی از عناصر اصلی در ساخت سلول‌های پروفسکایت محسوب می‌شود. برخلاف پنل‌های سیلیکونی که ژاپن برای تولید آن‌ها به چین وابسته بود، با استفاده از ید داخلی، این کشور می‌تواند بدون وابستگی به واردات، صنعت انرژی خورشیدی خود را گسترش دهد.
کاهش وابستگی به انرژی‌های فسیلی و هسته‌ای
ژاپن پس از حادثه فوکوشیما، به دنبال جایگزینی برای نیروگاه‌های هسته‌ای است. هدف این کشور این است که تا سال 2050، انتشار کربن خود را به صفر برساند. فناوری پروفسکایت یک گام کلیدی در این مسیر است، چرا که امکان تولید انرژی پاک و پایدار را فراهم می‌کند.
سرمایه‌گذاری کلان دولت
دولت ژاپن این فناوری را در "بخش صفر" برنامه انرژی خود قرار داده است، به این معنا که توسعه آن، اولویت اول این کشور برای رسیدن به آینده‌ای سبز محسوب می‌شود. شرکت‌های بزرگی مانند Sekisui Chemical Co با حمایت مالی دولت در حال توسعه این فناوری هستند و قرار است تا سال 2030، ماژول‌های پیشرفته PSC را به بازار عرضه کنند.
رفع مشکل کمبود فضا
با استفاده از سلول‌های پروفسکایت، دیگر نیازی به تأسیس مزارع خورشیدی بزرگ نیست. ژاپن می‌تواند از سطوح شهری موجود مانند ساختمان‌ها، پل‌ها، اتوبوس‌ها و حتی لباس‌های هوشمند برای تولید انرژی استفاده کند.
چالش‌های سلول‌های پروفسکایت یکی از مشکلات فعلی این فناوری، دوام پایین‌تر سلول‌های پروفسکایت در مقایسه با پنل‌های سیلیکونی است. در حال حاضر پژوهشگران در حال کار روی مواد مقاوم‌تر هستند تا این مشکل را برطرف کنند. با اینکه این فناوری در بلندمدت مقرون‌به‌صرفه خواهد شد، اما هنوز هزینه تولید آن بیشتر از پنل‌های سنتی است. با توسعه فرآیندهای تولید و افزایش سرمایه‌گذاری، پیش‌بینی می‌شود این مشکل نیز تا سال 2040 حل شود.
آینده انرژی خورشیدی در ژاپن: آیا این کشور می‌تواند برنده رقابت شود؟
در حال حاضر، تولید برق خورشیدی در ژاپن از 1.9 درصد در سال 2014 به حدود 10 درصد از کل تولید برق کشور رسیده است. دولت ژاپن قصد دارد این میزان را تا سال 2030 به 36 تا 38 درصد برساند. انتظار می‌رود فناوری سلول‌های پروفسکایت نقش اصلی را در رسیدن به این هدف ایفا کند. اگر ژاپن بتواند بر چالش‌های موجود غلبه کند، این کشور ممکن است اولین کشوری باشد که با انرژی خورشیدی، جایگزینی مناسب برای نیروگاه‌های هسته‌ای پیدا می‌کند.
با پیشرفت این فناوری، امکان استفاده عمومی از این سلول‌ها نیز فراهم خواهد شد و شاید در آینده‌ای نه‌چندان دور، هر شهروند بتواند از طریق پنجره‌های خانه یا بدنه خودروی خود، برق تولید کند.