کاستی‌های شبکه برق، عامل رشد چشمگیر نیروگاه‌های خورشیدی کوچک مقیاس در چین

نیروگاه‌های خورشیدی مقیاس کوچک و «پراکنده» به بخشی قابل توجه از بزرگ‌ترین بازار خورشیدی جهان تبدیل شده‌اند، اما اکنون با همان محدودیت‌های شبکه‌ای مواجه شده‌اند که پیش از این باعث نارضایتی نیروگاه‌های خورشیدی مقیاس بزرگ در چین و دیگر نقاط جهان شده بود.
داده‌های اداره ملی انرژی چین (NEA) نشان میدهد که حدود 96.3 گیگاوات از 216.3 گیگاوات ظرفیت تولید خورشیدی اضافه‌شده در چین در سال 2023 شامل سیستم‌های تجاری و صنعتی (C&I)، مسکونی و دیگر سیستم‌های کوچک و متوسط بوده است. در سه‌ماهه اول سال 2024، 23.8 گیگاوات از آرایه‌های خورشیدی تولید پراکنده نصب شد که بیشتر از 21.9 گیگاوات ظرفیت پروژه‌های زمینی بود.

آرایه‌های خورشیدی تولید پراکنده (Distributed Generation Solar Arrays یا DG) به سیستم‌هایی اطلاق می‌شود که معمولاً در مقیاس کوچک تا متوسط نصب می‌شوند و بر روی پشت‌بام‌ها، زمین‌های باز و دیگر مکان‌ها واقع می‌شوند. این سیستم‌ها می‌توانند به‌طور مستقل یا به‌عنوان بخشی از شبکه برق عمومی عمل کنند. آرایه‌های خورشیدی تولید پراکنده، علاوه بر تأمین انرژی محلی، به کاهش تلفات انرژی و افزایش بهره‌وری در استفاده از منابع تجدیدپذیر کمک می‌کنند.

در ابتدا نیروگاه‌های خورشیدی مقیاس بزرگ پیشتاز بودند و سیستم‌های تجاری و صنعتی (C&I) به دنبال آن‌ها آمدند و در سال‌های اخیر، سیستم‌های خورشیدی مسکونی رشد قابل توجهی داشته‌اند.

در سال 2014، کمیسیون ملی توسعه و اصلاحات چین (NDRC) مقررات و یارانه‌های تولید پراکنده خورشیدی را معرفی کرد که باعث جذب سرمایه‌گذاران شد. نیروگاه‌های خورشیدی کوچک حتی پس از کاهش یارانه‌ها در 31 مه 2018 که از سوی پکن اعمال شد، با استفاده از مزیت‌های ذاتی خود نسبت به پروژه‌های خورشیدی مقیاس بزرگ به بقای خود ادامه دادند.

کاستی‌های شبکه برق، عامل رشد چشمگیر نیروگاه‌های خورشیدی کوچک مقیاس در چین
آرایه‌های جذاب

آرایه‌های پراکنده می‌توانند بر روی پشت‌بام‌ها در مناطق پرجمعیت و محدود از نظر زمین در سواحل شرقی چین نصب شوند و به راحتی نیازهای برق ساختمان‌های مسکونی را تأمین کنند. این کار باعث کاهش محدودیت تولید اضافی نسبت به سایت‌های بزرگ خورشیدی می‌شود.
قیمت‌های برق برای بخش تجاری و صنعتی (C&I) بسیار بالاتر از تعرفه‌های مصرف‌کنندگان عادی است که اهمیت استفاده از سیستم‌های خورشیدی C&I را تقویت می‌کند. به عنوان مثال، در استان جیانگسو، هزینه برق برای بخش C&I حدود 0.90 یوان (0.10 دلار) به ازای هر کیلووات‌ساعت است، در حالی که برای مصرف‌کنندگان مسکونی این هزینه بین 0.50 تا 0.60 یوان است. تعرفه‌های C&I می‌تواند در استان‌های جنوبی چین مانند ژجیانگ و فوجیان به بیش از 1 یوان به ازای هر کیلووات‌ساعت برسد.

از سال 2014، آرایه‌های تولید پراکنده خورشیدی (که معمولاً تا مقیاس 6 مگاوات در نظر گرفته می‌شوند) به دلیل سهولت اتصال به شبکه با هزینه کمتر نسبت به نیروگاه‌های خورشیدی بزرگ، انعطاف‌پذیری در سایت، نیاز کمتر به تجهیزات تقویت و تبدیل و تلفات کم انتقال به دلیل نزدیکی به کاربران نهایی، محبوبیت پیدا کرده‌اند.

رشد بخش مسکونی

یارانه‌های دولتی برای قیمت برق خانگی باعث شده که سیستم‌های خورشیدی مسکونی تا مدتی نسبت به سیستم‌های تجاری و صنعتی عقب بمانند، اما کاهش قیمت پنل‌ها و اینورترها از سال 2019 باعث رشد این بخش گردید. علاوه بر این میزان یارانه‌های تخصیصی برای انرژی خورشیدی خانگی این روند را تسریع کرد. در سال 2019، 5.3 گیگاوات ظرفیت خورشیدی مسکونی اضافه شد که این عدد در سال 2023 به 43.5 گیگاوات رسید و ممکن است در سال 2024 از 50 گیگاوات هم فراتر رود.

استان‌های شمالی چین مانند شاندونگ، هبئی و هنان به دلیل منابع خورشیدی موجود، جوامع روستایی مرفه و شبکه‌های توزیع برق خوب، دربرگیرنده بیش از 70٪ ظرفیت تولید خورشیدی مسکونی چین بوده‌اند. از سال 2023، استان‌های مرکزی و شرقی چین مانند جیانگسو، ژجیانگ، هونان و جیانگشی شاهد رشد سریع در نصب سیستم‌های خورشیدی خانگی هستند.

شکست سیاست‌ها

در ژوئن 2021، اداره ملی انرژی چین (NEA) فاز اولیه بیش از 1 تریلیون یوانی «ترویج سراسری در سطح شهرستان‌ها» را اعلام کرد که هدف آن تشویق شرکت‌های دولتی و محلی برای نصب پنل‌های خورشیدی روی ساختمان‌های دولتی، مؤسسات آموزشی، مراکز بهداشتی و دیگر مراکز عمومی و همچنین منازل خصوصی بود. سیاست‌گذاران 24٪ از شهرستان‌های چین (معادل 676 شهرستان) را برای مشارکت در این طرح انتخاب کردند.

شرکت‌های برق دولتی که بیشتر به توسعه نیروگاه‌های خورشیدی مقیاس بزرگ میپردازند، در مواجهه با پیچیدگی‌های نصب سیستم‌های پراکنده و تعاملات بین مدیریتهای محلی، ساکنان، شرکت‌های خصوصی و دیگر ذینفعان، دچار مشکل شدند. بسیاری از پروژه‌های سطح شهرستان ها قبل از تکمیل، متوقف شدند و در برخی موارد، شرکت‌های خصوصی که در ابتدا کنار گذاشته شده بودند، دوباره به کار گرفته شدند تا آن‌ها یا خود شهرستان‌ها به اهداف سیاست اتخاذ شده برسند. تا پایان سال 2023، کمتر از 15٪ از هدف ظرفیت تولیدی این سیاست محقق شده بود.

چالش‌های کلیدی

رونق انرژی خورشیدی که چین از سال 2016 تجربه کرده است، از ظرفیت شبکه پیشی گرفته و منجر به محدودیت‌های شدید در استفاده از برق پاک تولیدشده توسط نیروگاه‌های مقیاس بزرگ در مناطق شمالی و شمال‌غربی چین شده است. کمیسیون ملی توسعه و اصلاحات چین  (NDRC)  با تعیین سقف 5٪ برای محدودیت‌های مجاز، به این مسئله پاسخ داد و بسیاری از سرمایه‌گذاران ، تمرکز خود را به سیستم‌های پراکنده در مناطق مرکزی و شرقی چین معطوف کردند. در نتیجه، اکنون آرایه‌های پراکنده نیز با همان مشکلات محدودیت ظرفیت شبکه مواجه شده‌اند.
از سال 2023، بیش از 20 استان و شهرداری چین ( از جمله لیائونینگ، هوبئی، هنان، گوانگ‌دونگ، آنهویی و جیانگشی ) سیاست‌هایی برای محدود کردن سیستم‌های پراکنده تصویب کرده‌اند، از جمله تعلیق ثبت پروژه‌ها، ممنوعیت ساخت‌وساز و رد درخواست‌های اتصال به شبکه. حتی استان‌های شاندونگ، هبئی و هنان نیز با محدودیت‌های شبکه‌ای در زمینه نیروگاه‌های خورشیدی روستایی مواجه هستند که آینده رشد بخش خورشیدی مسکونی را با مشکل مواجه کرده است.

مسیر پیش رو

شرکت‌های برق دولتی و پکن در حال بررسی راه‌حل‌هایی برای رفع محدودیت‌های شبکه‌ای هستند که شامل تغییرات در سیاست‌ها، فناوری، قیمت‌گذاری و استراتژی‌های بازار است.

اشتیاق به نیروگاه‌های پراکنده خورشیدی به‌ویژه با کاهش قیمت تجهیزات از سال 2023 و افزایش سقف مجاز محدودیت تولید برای انرژی خورشیدی و بادی از 5٪ به 8٪ توسط NDRC و شرکت برق دولتی چین همچنان ادامه دارد. این تغییر حتی بر سرمایه‌گذاری پروژه‌ها تأثیر گذاشته است، زیرا نیروگاه‌های جدید ممکن است با نرخ‌های کاهش‌یافته کار کنند تا در محدوده سقف محدودیت بمانند.

علاوه بر این کاهش هزینه‌های باتری، ذخیره‌سازی انرژی پراکنده را مقرون‌به‌صرفه کرده است و ظرفیت تولید در اوج، نوسانات شبکه را کاهش می‌دهد و همچنین برای مالکان باتری‌های خانگی و تجاری منبع درآمد ایجاد می‌کند. اصلاح تعرفه‌های برق بر اساس زمان استفاده نیز در برخی از شبکه‌های استانی چین برای تشویق مصرف‌کنندگان به تغییر زمان استفاده از برق با توجه به سیگنال‌های قیمتی اجرا می‌شود. این استراتژی با هدف افزایش کارایی کلی سیستم برق اجرا می‌شود.