Earth 2050
نیا

بجلی

سولر پاور

کیوں شمسی توانائی ہمارے سیارے کا مستقبل ہے

کیا انسان ایک صحرا سے پورے سیارے کو توانائی دے سکتے ہیں؟ ہم اس خیال اور دوسرے طریقوں کو دیکھتے ہیں، چھتوں پر لگے سولر پینلوں سے لے کر زرعی سولر اور تیرتے ہوئے سولر پینلوں تک۔ ہم دکھاتے ہیں کہ شمسی توانائی اصل میں کیسے کام کرتی ہے، اور پیرووسکائٹ جیسے نئے مواد کو بھی دیکھتے ہیں جو کھڑکیوں کو سولر پینل بنا دیتے ہیں۔ شمسی توانائی اب انسانی تاریخ میں توانائی کا سب سے سستا ذریعہ ہے، لیکن ابھی بھی کچھ مسائل حل کرنے ہیں۔۔۔

رہنمائی ڈاؤن لوڈ کریں
اثررفتارلاگتپختگیفطرت

4.6مجموعی طور پر

اس حل کی کارکردگی کیسے ہے

  • اثر5 / 5سورج کی روشنی زمین کا سب سے بڑا توانائی کا ذریعہ ہے، اور شمسی توانائی سب سے تیزی سے بڑھ رہی ہے۔
  • رفتار5 / 5سولر فارم چند مہینوں میں اجازت سے بجلی پیدا کرنے تک پہنچ جاتے ہیں، اور تیزی سے بڑھتے ہیں۔
  • لاگت5 / 5اب تک پیدا ہونے والی سب سے سستی بجلی؛ یہ اپنی لاگت خود پوری کر لیتی ہے۔
  • پختگی5 / 5مکمل طور پر تیار، بڑے پیمانے پر تیار کی جانے والی اور تقریباً ہر ملک میں نصب۔
  • فطرت3 / 5نقصان کم ہے، مگر پینلز کے لیے مواد چاہیے اور بڑے سولر فارم جگہ لیتے ہیں۔

رہنمائی

یہ فلم کا تصویروں کے ساتھ متن ہے۔ رہنمائی فی الحال صرف انگریزی میں دستیاب ہے - آپ کی زبان جلد آ رہی ہے۔

رہنمائی 1/11رہنمائی 2/11رہنمائی 3/11رہنمائی 4/11رہنمائی 5/11رہنمائی 6/11رہنمائی 7/11رہنمائی 8/11رہنمائی 9/11رہنمائی 10/11رہنمائی 11/11

کوئز

سوال 1 کا 10 میں سے

کہا جاتا ہے کہ آرکیمیڈیز نے حملہ آور رومی جہازوں کے خلاف کیا استعمال کیا تھا؟

اسکور 0 / 10

تحریر

ہزاروں سالوں سے انسان سورج کو حیرت، تعجب اور آنکھیں سکیڑ کر دیکھتے آئے ہیں۔ انہوں نے اس کی پوجا کی، اس سے وقت ناپا، اور اس کی شعاعوں میں نہانا (اور کبھی کبھار خود کو جلا لینا) انہیں بہت پسند ہے۔

لیکن اگر سورج صرف رنگت سنوارنے کی چیز سے بڑھ کر ہو تو؟ اگر یہ فوسل ایندھن کی جگہ لے سکے اور انسانوں کے توانائی کے مسائل حل کر دے تو؟

شمسی توانائی کی دنیا میں خوش آمدید!

انسان سورج کی حرارت تب سے استعمال کر رہے ہیں جب سے انہیں پتا چلا کہ یہ موجود ہے۔ دراصل، قدیم یونانی سائنس دان Archimedes نے مبینہ طور پر بہت سے دیو ہیکل آئینے استعمال کر کے ان پیاری سنہری شعاعوں کو اتنی گرم کرن میں سمیٹ دیا کہ حملہ آور رومی جہاز آگ پکڑ گئے [1,2,3]۔ یقیناً دھوپ کی جلن بھی کمال کی ہوئی ہو گی!

لیکن پھر مزید 2000 سال لگے، یہاں تک کہ Edmond Becquerel نام کے اتنے ہی ذہین فرانسیسی نے دریافت کیا کہ صحیح مواد کے ساتھ تم سورج کی روشنی کو بجلی میں بدل سکتے ہو [4,5,6]۔

اور کچھ عرصے بعد، 1954 میں، اس کی دریافت نے بالکل پہلے سلیکون شمسی سیل کی تیاری کا راستہ کھولا [4,5,7,8]، اور سب کے لیے لامحدود، سستی اور وافر توانائی کا امکان پیدا ہوا۔ لیکن شمسی ٹیکنالوجی آخر کام کیسے کرتی ہے؟

روشنی ننھے ذرات سے بنی ہوتی ہے جنہیں فوٹون کہتے ہیں، اور ان میں ایسی توانائی ہوتی ہے جو… خیر، روشنی کی رفتار سے سفر کرتی ہے۔

ہر سیکنڈ، سورج سے نکلنے والے فوٹون زمین کے ماحول، سمندروں اور براعظموں سے ٹکراتے ہیں، اور حرارت پیدا کرتے ہیں جو یا تو سیارے کو گرم کرتی ہے… یا رومی جہاز جلا دیتی ہے، اگر تمہارے پاس اتفاق سے بہت سے دیو ہیکل آئینے موجود ہوں!

لیکن، اگر وہ سیمی کنڈکٹر نامی ایک خاص قسم کے مادے سے ٹکرائیں، تو یہ فوٹون بولنگ گیندوں کی طرح برتاؤ کرتے ہیں اور جن ایٹموں سے ٹکراتے ہیں ان سے الیکٹرانوں کو دور دھکیل دیتے ہیں [9,10]۔ اور یہی الیکٹران بجلی پیدا کرتے ہیں۔ تو شمسی پینل کا اصول یہی ہے…

لیکن کیا یہ ٹیکنالوجی واقعی توانائی کے لیے انسانوں کی نہ ختم ہونے والی بھوک پوری کر سکتی ہے؟

تمام ٹیلی ویژن، ٹیلی فون، ٹیننگ بیڈز، اور ہر اس چیز کو بجلی دینے کے لیے جسے برقی بنایا جا سکتا ہے، تمہیں ایک لاکھ مربع کلومیٹر سے زیادہ شمسی پینل درکار ہوں گے [11]، جو شاید بہت زیادہ لگے، مگر یہ صحرائے صحارا کا صرف 1.5% ہے [11]۔

تو انسان دنیا کو صحارا کے ایک بہت بڑے شمسی فارم سے بجلی کیوں نہیں دیتے؟

خیر، صحرا اصل میں خاصے مہربان مقامات نہیں ہوتے۔ جھلسا دینے والا درجہ حرارت اور صحرائی ہواؤں کی ریت شمسی پینل کی کارکردگی کم کر سکتی ہے [12,13,14]، اور چونکہ صحارا بہت دور ہے، اس لیے تنصیب اور دیکھ بھال مشکل بن جاتی ہے [15,16]، پھر ہزاروں کلومیٹر کی کیبلوں سے بجلی پہنچانے کی ضرورت بھی ہے [17,18]۔

اگرچہ نظریاتی طور پر ان تکنیکی مشکلات پر قابو پایا جا سکتا ہے، لیکن اس سے بڑا مسئلہ ایسے بڑے منصوبے کے پیچیدہ جغرافیائی سیاسی چیلنج ہیں [16,17,18]، جن سے پوری دنیا کو بجلی دینے والا صحارا کا ایک بہت بڑا شمسی فارم اچانک کم سمجھ دار خیال لگنے لگتا ہے!

خوش قسمتی سے، شمسی فارم کا صحرا میں ہونا ضروری نہیں۔ دراصل، شمسی پینل تقریباً کہیں بھی لگائے جا سکتے ہیں، اور دنیا کی صرف آدھی چھتوں پر انہیں نصب کرنا انسانوں کی بجلی کی ضرورت پوری کرنے کے لیے کافی ہو سکتا ہے [19,20,21]۔

انہیں کھیتوں میں فصلوں کے ساتھ بھی لگایا جا سکتا ہے [22,23] تاکہ انسانوں کی دو پسندیدہ چیزیں ایک ساتھ بنیں: خوراک اور بجلی۔

تیرتے ہوئے پینل دنیا کے آبی ذخائر پر بھی لگ سکتے ہیں [24,25]، انہیں بخارات بن کر کم ہونے سے بچاتے ہیں [26,27] اور یہ یقینی بناتے ہیں کہ انسانوں کے پاس اپنی لمبی ٹیننگ نشستوں کے دوران پانی کی کمی نہ ہو۔ دراصل، صرف آبی ذخائر کی سطح کا رقبہ ہی دنیا کی ساری بجلی فراہم کرنے کے لیے کافی ہے [28,29,30]۔

تو شمسی پینل سے دنیا کو بجلی دینا یقیناً ممکن ہے، مگر کیا یہ عملی بھی ہے؟

پہلا چیلنج انسانوں کے لیے بہت جانا پہچانا ہے: شروع میں پینل بنانا۔ انہیں بنانے کے لیے انسانوں کو وسائل اور توانائی چاہیے، اور ان سب کی ایک قیمت ہوتی ہے [31]۔ مثال کے طور پر، شمسی سیل میں موجود سلیکون کو کان کنی سے نکالنا اور پراسیس کرنا پڑتا ہے، اور اس سے اپنے ماحولیاتی مسائل پیدا ہو سکتے ہیں [32,33]۔

شاید شمسی توانائی کی سب سے بڑی رکاوٹ ایک سادہ سوال میں سمٹ جاتی ہے… جب سورج نہیں چمکتا تو کیا ہوتا ہے؟

اگر تم نے کبھی زمین پر وقت گزارا ہے، تو شاید تم نے نوٹ کیا ہو گا کہ ہر 24 گھنٹوں میں سے تقریباً 12 گھنٹے اندھیرے میں گزرتے ہیں۔ اور، تم کہاں ہو اس پر منحصر ہے، کچھ علاقے دوسروں سے خاصے زیادہ تاریک ہوتے ہیں [34,35]۔

اس سے بھی برا، دن کی روشنی کے دوران بھی تنگ کرنے والے بادل راستہ روک سکتے ہیں، جو بالکل اچھا نہیں اگر تمہیں بجلی کے لیے سورج کی روشنی چاہیے ہو [36]۔ اس کا مطلب ہے کہ شمسی توانائی وہ ہے جسے وقفے وقفے سے ملنے والا توانائی کا ذریعہ کہا جاتا ہے۔

چونکہ بجلی کی طلب دن بھر بدلتی رہتی ہے، شمسی توانائی ہمیشہ ضرورت کے مطابق پیدا نہیں ہوتی: کبھی یہ بہت زیادہ بنتی ہے، اور کبھی طلب پوری کرنے کے لیے کافی نہیں بن پاتی [37]۔ اس لیے، یا تو اضافی توانائی کو بعد میں استعمال کے لیے ذخیرہ کرنا پڑتا ہے، یا سورج نہ چمکنے پر دوسرے ذرائع درکار ہوتے ہیں [38,39,40]۔

فی الحال، انسانوں نے اتنی شمسی توانائی ذخیرہ کرنے کا طریقہ نہیں نکالا کہ پوری دنیا کو قابلِ بھروسا طریقے سے فراہم کی جا سکے، اس لیے ابھی شمسی توانائی اکیلے سیارے کو بجلی نہیں دے سکے گی۔

لیکن گھبراؤ نہیں! قدیم Archimedes اور ذہین Becquerel کی طرح، بہت سے جدید انسان بھی تکنیکی حل پر کام کر رہے ہیں، اور ان کی محنت رنگ لا رہی ہے۔

پیروسکائٹ جیسے مواد شمسی پینل کو زیادہ مؤثر بنا سکتے ہیں [41,42]، ماحول کے لیے زیادہ صاف، اور روایتی سلیکون پینل کے مقابلے میں کم وسائل مانگنے والا بھی [43]۔ پیروسکائٹ کو شیشے سمیت سطحوں پر پینٹ، پرنٹ یا اسپرے بھی کیا جا سکتا ہے [41,44]، یوں کھڑکیاں شمسی پینل بن جاتی ہیں [45]۔

ری سائیکلنگ میں پیش رفت معدنیات کے لیے کان کنی کی ضرورت مزید کم کر رہی ہے [46,47]، اور گزشتہ 40 سالوں میں شمسی پینل کی قیمت 99% سے زیادہ تیزی سے گر چکی ہے [48-52]، جس سے انسانی تاریخ میں توانائی کے سب سے سستے ذریعے کی عظیم دوڑ میں شمسی توانائی، ہوا کے ساتھ مشترکہ طور پر پہلے نمبر پر آ گئی ہے [53,54]۔ اور، اگر انسانوں کو بجلی، خوراک، یا سن ٹین سے بھی زیادہ کوئی چیز پسند ہے، تو وہ ہے سستا سودا!

لیکن Archimedes کے سورج کی طاقت کو ایک جگہ سمیٹنے کے خیال کا کیا؟ کیا اس سے بجلی بنائی جا سکتی ہے؟ خیر، ہاں۔ مرتکز شمسی توانائی کے پلانٹ آج موجود ہیں اور دیو ہیکل آئینوں کو مرکوز کر کے پگھلے ہوئے نمک کو گرم کرتے ہیں؛ پھر یہ حرارت بجلی بناتی ہے۔ مگر قیمتیں تیزی سے گرنے کی وجہ سے، شمسی پینل کے مجموعے اب مرتکز شمسی پلانٹ کی لاگت کے تقریباً ایک تہائی میں بجلی پیدا کرتے ہیں [54]۔

تو، لگتا ہے شمسی پینل ہی آگے بڑھنے کا راستہ ہیں۔ دراصل، اب یہ اتنے سستے ہیں کہ شمسی پینل کی عالمی صلاحیت تقریباً ہر تین سال میں دوگنی ہو رہی ہے [55] اور 2050 تک عالمی بجلی کی نصف سے زیادہ فراہم کرنے کی راہ پر ہے [56,57,58]۔

لیکن کیا وہ واقعی فوسل ایندھن کی جگہ لے سکتے ہیں اور سیارے کو بچا سکتے ہیں؟ خیر، شاید اکیلے نہیں... مگر توانائی کے دوسرے ذرائع کے ساتھ (اور ساتھ دینے والے توانائی کا ذخیرہ نظام کے ساتھ)، شمسی پینل انسانوں کو فوسل ایندھن کی عادت چھوڑنے اور ایسا مستقبل بنانے میں مدد دے سکتے ہیں جو پہلے سے کہیں زیادہ روشن ہو!

ماہر مشیر

ہم شکریہ ادا کرنا چاہتے ہیں

Prof. Alastair Buckley

یونیورسٹی آف شیفیلڈ

ریاضی اور طبعی علوم کا شعبہ

Dr. Dan Lamb

سوانسی یونیورسٹی

آکسائیڈ اور کیلکوجینائیڈ MOCVD مرکز، CISM

مزید ویڈیوز

یہ وسائل غیر منسلک ہیں۔ یہاں دیے گئے تمام لنکس انگریزی میں ہیں۔

عمومی جائزہ - سولر پینلز کیسے کام کرتے ہیں - سیمی کنڈکٹر کے اندر - پی این جنکشنز اور فزکس

عمومی جائزہ - سولر پینلز کیسے کام کرتے ہیں - سولر پینل سسٹمز - سولر ارے، فارمز اور گرڈ

سولر پاور کا مستقبل - پیرووسکائٹ ٹینڈمز اور کارکردگی - سلیکون سیلز کی حدود اور پیرووسکائٹ کی طاقت کی تفصیل

سولر پاور کا مستقبل - لاگت، پیمانہ اور عالمی رسائی - 100% قابل تجدید مستقبل کی طرف کیس اسٹڈیز (ہوا اور بیٹریوں کے ساتھ)

سولر پاور کا مستقبل - لاگت، پیمانہ اور عالمی رسائی - تھنک ٹینک کی پیش گوئیاں

جغرافیہ اور استعمالات - فارمز، تیرتے اور ہائبرڈ سسٹمز کے عالمی مواقع

مزید مطالعہ

یہ وسائل غیر منسلک ہیں۔ یہاں دیے گئے تمام لنکس انگریزی میں ہیں۔

یہ کیسے کام کرتا ہے

صحارا سولر پاور

ایگری وولٹائکس

فلوٹنگ پی وی

ڈک کرف

سولر سیلز کی ری سائیکلنگ

توانائی کا ذخیرہ

مستقبل کی سولر ٹیکنالوجی

توانائی کی منتقلی

حوالہ جات

یہاں دیے گئے تمام لنکس انگریزی میں ہیں۔

  1. [1] سیراکیوز کا محاصرہ (214-212 قبل مسیح) | اہمیت، تفصیل، اور آرکیمیڈیز | Britannica
  2. [2] آرکیمیڈیز - یوریکا چلّانے کے علاوہ اس نے کیا کیا؟ (Archive.org پر رسائی)
  3. [3] ایک قدیم موت کی شعاع کو دوبارہ بنانا | The New York Times
  4. [4] پہلا عملی سلیکون سولر سیل | American Physical Society
  5. [5] سولر پینلز کی مختصر تاریخ | Smithsonian Magazine
  6. [6] بیکرل کی 1839 کی یادداشت - دھاتی بلیڈز پر شعاعوں کا اثر | Academy of Sciences Weekly Reports
  7. [7] شمسی سیل کی ایجاد | Popular Science (Let It Shine - The 6,000-Year Story of Solar Energy سے اقتباس)
  8. [8] دستاویز کی گہری پڑتال: پہلے عملی سولر سیل کا پیٹنٹ | Smithsonian Magazine
  9. [9] فوٹووولٹائکس اور بجلی | U.S. Energy Information Administration
  10. [10] فوٹووولٹائک سائنس اور انجینئرنگ کی ہینڈبک | Wiley Online Library
  11. [11] ہم صحارا کے 1% حصے سے شمسی توانائی لے کر پوری دنیا کو بجلی دے سکتے ہیں | Forbes (دیکھیں حوالہ جات*)
  12. [12] فوٹووولٹائک سیل ٹیکنالوجیز اور زیادہ درجہ حرارت کا فوٹووولٹائک نظام کی کارکردگی پر اثر | Ain Shams Engineering Journal
  13. [13] سولر پینل کے شیشے کی سطحوں پر ریت کے ذرات کا سیدھا اثر | Tribology International
  14. [14] ماہرین کہتے ہیں بہت گرم موسم سولر پینلز کو متاثر کر سکتا ہے | World Economic Forum
  15. [15] کیا صحارا میں ایک بڑا سولر ارے ہماری توانائی کی ضروریات پوری کر سکتا ہے؟ | CORDIS European Commission
  16. [16] صرف صاف توانائی سے بڑھ کر: صحارا میں ہوا اور شمسی توانائی ساحل میں بارش بڑھا سکتی ہیں | UNEP
  17. [17] صاف توانائی کی دوڑ میں یورپ شمالی افریقہ کی طرف بڑھ رہا ہے | Yale E360
  18. [18] Desertec کیوں ناکام ہوا؟ ایک بڑے پیمانے کے قابل تجدید توانائی انفراسٹرکچر منصوبے کا عبوری تجزیہ | Local Environment
  19. [19] قابل تجدید بجلی بنانے کے لیے چھتوں پر سولر فوٹو وولٹائکس کی عالمی جگہ اور وقت کے حساب سے صلاحیت کا جائزہ | Nature Communications (دیکھیں حوالہ جات*)
  20. [20] کھیتی کی زمین اور چھتیں: سولر فوٹووولٹائکس کی عالمی، کم استعمال ہونے والی صلاحیت | Environmental Research Letters (دیکھیں حوالہ جات*)
  21. [21] زمین پر عالمی فوٹووولٹائک صلاحیت کا ماڈل بنانا اور موسمیاتی تبدیلی کے لیے اس کی حساسیت | Environmental Research Letters (دیکھیں حوالہ جات*)
  22. [22] ایگری وولٹائکس: سولر پینلز اور زراعت کو ملا کر سب کے لیے فائدہ | Statkraft
  23. [23] ایگری وولٹائکس: سولر اور زراعت ایک ہی جگہ | US Department of Energy
  24. [24] فلوٹنگ PV: یورپ میں بڑھتی ہوئی | Intersolar Europe
  25. [25] جہاں سورج پانی سے ملتا ہے: فلوٹنگ سولر مارکیٹ رپورٹ | ESMAP
  26. [26] تیرتے سولر کا آغاز - ٹیکنالوجی، فائدے اور چیلنجز | Proceedings of the World Conference on Floating Solutions 2019
  27. [27] پانی کی کمی والے علاقوں میں بخارات کم کرنے اور پانی پمپ کرنے کے لیے تیرتا سولر PV: اردن کا کیس اسٹڈی | Energy Conversion and Management
  28. [28] عالمی آبی ذخائر پر تیرتے شمسی فوٹو وولٹیکس سے توانائی کی پیداوار اور پانی کی بچت | Nature Sustainability (آبی ذخائر پر تیرتے سولر پینل دنیا کے ایک تہائی حصے کو بجلی دے سکتے ہیں، تحقیق کا کہنا ہے | The Independent میں حوالہ دیا گیا) (دیکھیں حوالہ جات*)
  29. [29] تیرتے سولر فوٹو وولٹیک پاور پلانٹس اور پن بجلی کے آبی ذخائر کو ملانا | Energy Procedia (دیکھیں حوالہ جات*)
  30. [30] دنیا بھر میں تیرتے PV کی صورتحال اور صلاحیت | Progress in Energy (دیکھیں حوالہ جات*)
  31. [31] PV بجلی کی پیداوار کے ماحولیاتی اثرات - توانائی کی فراہمی کے آپشنز کا تنقیدی موازنہ | 21ویں European Photovoltaic Solar Energy Conference | UN CTNC
  32. [32] سلیکا کان کنی کا ماحول پر اثر | Journal of Geography and Regional Planning
  33. [33] سولر فوٹو وولٹیک نظاموں کے ماحولیاتی اثرات: حالیہ پیش رفت اور مستقبل کے منظرنامے کا تنقیدی جائزہ | Science of The Total Environment
  34. [34] عالمی سطح پر شمسی توانائی کی صلاحیت کا جغرافیائی جائزہ۔ ایک جغرافیائی طریقہ | Journal of Cleaner Production
  35. [35] شمسی بجلی کی پیداوار میں وقفے اور یکجائی | Nature
  36. [36] موسمیاتی عوامل اور وقفے وقفے سے بننے والی قابل تجدید بجلی میں جگہ اور وقت کے لحاظ سے فرق - ایک جائزہ | Renewable and Sustainable Energy Reviews
  37. [37] بطخ چارٹ کا دس سالہ تجزیہ: 2008 میں NREL کی ایک دریافت آج بجلی کے گرڈ پر مزید شمسی توانائی لانے میں کیسے مدد دے رہی ہے | NLR (NREL) (محفوظ شدہ)
  38. [38] سستی، قابل بھروسا اور بڑے پیمانے پر ڈی کاربنائزڈ بجلی کے نظام بنانے کے لیے توانائی ذخیرہ کرنا اہم ہے | MIT News
  39. [39] قابل تجدید توانائی کے ذرائع کی باہمی تکمیل پر ایک جائزہ | Solar Energy
  40. [40] پمپڈ اسٹوریج اور ہائبرڈ ونڈ-فوٹو وولٹیک باہمی تکمیلی بجلی پیدا کرنے کا نظام | Applied Energy
  41. [41] تعارف: پیرووسکائٹ اور پیرووسکائٹ سولر سیلز کیوں؟ | Prevoskite Photovoltaics
  42. [42] ٹینڈمز میں طاقت ہے | Science (‘معجزاتی مواد’ پیرووسکائٹ نے سولر پینل کی کارکردگی کی حد توڑ دی | The Independent میں)
  43. [43] پیرووسکائٹ-آن-سلیکون ٹینڈم شمسی سیلز کی ماحولیاتی کارکردگی پر نئی بصیرت | Sustainable Energy & Fuels | RSC (پیرووسکائٹ PV کے ماحولیاتی اثرات | PV magazine International میں)
  44. [44] سولر پیرووسکائٹ ٹیکنالوجیز | Encyclopedia of Sustainable Technologies (2ویں Edition)
  45. [45] نئی اسمارٹ کھڑکیاں دھوپ میں گہری ہو جاتی ہیں-اور ساتھ ہی بجلی بھی بناتی ہیں | Science | AAAS
  46. [46] سولر ماڈیولز/پینلز کی ری سائیکلنگ پر جائزہ | Solar Energy Materials and Solar Cells
  47. [47] سولر فوٹو وولٹیک ری سائیکلنگ میں تکنیکی ترقی: ایک جائزہ | Minerals
  48. [48] تکنیکی جدت کم لاگت سے موسمیاتی تبدیلی میں کمی ممکن بناتی ہے | Energy Research & Social Science (فوسل ایندھن ‘متروک ہوتے جا رہے ہیں’ کیونکہ سولر پینل کی قیمتیں تیزی سے گر رہی ہیں | The Independent میں)
  49. [49] ہر بار جب عالمی صلاحیت دگنی ہوئی، سولر پینل کی قیمتیں تقریباً 20% کم ہوئیں | Our World in Data (دیکھیں حوالہ جات*)
  50. [50] قابل تجدید توانائی اتنی تیزی سے اتنی سستی کیوں ہوئی؟ | Our World in Data (دیکھیں حوالہ جات*)
  51. [51] شمسی (فوٹووولٹائک) پینل کی قیمتیں | Our World in Data (دیکھیں حوالہ جات*)
  52. [52] 3Q 2024 عالمی PV مارکیٹ آؤٹ لک | BloombergNEF (دیکھیں حوالہ جات*)
  53. [53] World Energy Outlook 2024 - تجزیہ | IEA
  54. [54] 2023 میں قابل تجدید بجلی بنانے کی لاگت | IRENA (دیکھیں حوالہ جات*)
  55. [55] 2022-2026 کے لیے شمسی توانائی کی عالمی مارکیٹ کا آؤٹ لک | Solar Power Europe (محفوظ شدہ)
  56. [56] سستی قابل تجدید بجلی: پائیداری کی طرف عالمی توانائی منتقلی کی اصل محرک | Energy
  57. [57] شمسی توانائی کی منتقلی کی رفتار | Nature Communications (UCL News | University College London میں)
  58. [58] شمسی توانائی 2050 تک دنیا کی آدھی بجلی بنا سکتی ہے | Bloomberg

حوالہ جات

11

دنیا کو صحارا سولر فارم سے بجلی دینے کے لیے درکار صحرا کا تخمینہ شدہ رقبہ

اس حوالے کا مضمون آن لائن علم بانٹنے والے پلیٹ فارم Quora پر ہونے والی گفتگو سے آیا ہے، اس لیے اسے باقاعدہ طور پر کسی سائنسی جریدے یا رپورٹ میں نہ جانچا گیا ہے نہ شائع کیا گیا ہے۔ تاہم، اسے Forbes اور New York Times دونوں میں بڑے پیمانے پر نقل، حوالہ اور دوبارہ شائع کیا گیا ہے، اور مصنف کے مطابق یہ پہلی مثال ہے جس میں عالمی توانائی کی ضروریات کے لیے شمسی توانائی کا حل تجویز کیا گیا اور ایک ‘Sahara Solution’ کی ممکنات، عملیت اور اعداد پر غور کیا گیا۔ اسے مصنف، جو ماہرِ تعلیم اور صنعت کے ماہر ہیں، نے سختی سے تنقید کا نشانہ بھی بنایا اور اس کا دفاع بھی کیا، جبکہ دوسرے تعلیمی اور صنعتی ماہرین نے غیر رسمی طور پر اس کی حمایت کی۔ تجویز کے کچھ حصوں اور معاون حسابات کو فرضی، ‘back-of-the-envelope’ حساب یا حقیقی دنیا کے حل کے ممکنہ منظرناموں کی بنیاد سمجھا جا سکتا ہے اور ان دونوں تناظرات میں ان پر بات کی گئی ہے، مگر یہاں یہ صرف ایک وضاحتی اندازہ ہیں۔

خاص طور پر، اس کا اندازہ کل توانائی کے استعمال پر مبنی ہے اور یہ فرض کرتا ہے کہ حرارت، نقل و حمل اور صنعتی عمل سمیت توانائی کے تمام استعمال مکمل طور پر برقی ہو جائیں گے۔ ان استعمالات کی براہِ راست برقی کاری کا امکان مختلف ہے اور کبھی کبھی غیر عملی یا ناممکن بھی ہوتا ہے (اگرچہ کچھ کو شمسی توانائی سے چلنے والی electrolysis سے بننے والی سبز ہائیڈروجن سے چلایا جا سکتا ہے)۔ McKinsey، IRENA اور IEA کے عالمی توانائی کے جائزوں A,B,C سے شعبہ وار معلومات کی بنیاد پر، ایک (AI سے تیار کردہ) مجموعی اندازے کے مطابق موجودہ اور قریب المدت ٹیکنالوجیوں سے عالمی توانائی کی طلب کا تقریباً ~60-70% حقیقتاً برقی بنایا جا سکتا ہے، اگرچہ عملی مشکلات موجود ہیں۔ موجودہ عالمی بجلی کی طلب پوری کرنے کے لیے صحرائی شمسی فارم کے رقبے کی ضرورت اس سے کہیں کم ہوگی۔

صحراے صحارا کے 1.2% کی اندازاً ضرورت کو عالمی توانائی کی طلب میں حالیہ اضافے (2023 تک تقریباً 19.6 ٹی ڈبلیو D,E) کے حساب سے 1.5% کر دیا گیا ہے۔

19,20,21

چھتوں پر سولر پینلز کی عالمی صلاحیت

کئی مقالوں نے چھتوں پر لگنے والے سولر فوٹو وولٹائکس (PVs) کی عالمی صلاحیت کا ماڈل بنایا ہے، مگر ان کے نتائج مختلف ہیں۔ ایک مقالہ [19] اندازہ لگاتا ہے کہ PV کے لیے موزوں چھتوں کا کل رقبہ سال میں 27 PWh بجلی بنا سکتا ہے، جو 2018 کی عالمی بجلی کی طلب سے زیادہ ہے۔ سورج کی روشنی اور اس طرح PV صلاحیت میں جغرافیائی اور موسمی فرق کی وجہ سے، اس کل صلاحیت میں علاقائی چھتوں کے رقبے کا حصہ یکساں نہیں ہوتا یعنی ایک خطے کی گنجائش علاقائی طلب سے کافی کم ہو سکتی ہے، جبکہ دوسرے خطے کی گنجائش طلب سے زیادہ ہو کر عالمی رسد میں غیر متناسب حصہ ڈال سکتی ہے۔ مصنفین کا اندازہ ہے کہ خطوں کو ملا کر عالمی سالانہ بجلی کی طلب پوری کرنے کے لیے دنیا کی چھتوں کے کم از کم 50% رقبے کی ضرورت ہوگی۔

2023 تک، عالمی بجلی کی طلب بڑھ کر 30 PWh سے ذرا کم ہو چکی ہے F، جو [19] میں بتائی گئی پہلے کی عالمی روف ٹاپ-PV صلاحیت سے زیادہ ہے۔ اس دوران، توانائی کی کل طلب (جس میں بجلی کے ساتھ ہیٹنگ، ٹرانسپورٹ اور صنعتی عمل بھی شامل ہیں) تقریباً 172 PWh تھی D,E۔ ایک اور مقالہ [20]، [19] کے طریقۂ کار میں تضادات کی نشاندہی کرتا ہے اور اندازہ لگاتا ہے کہ عالمی روف ٹاپ-PV صلاحیت زیادہ سے زیادہ نصب کی جا سکنے والی 30.5 TW گنجائش کے برابر ہو سکتی ہے، جو سال میں 267 PWh سے زیادہ بنتی ہے اور ہماری کل توانائی کی طلب سے بھی بہت زیادہ ہے۔ تیسرا مقالہ [21] اندازہ لگاتا ہے کہ 2050 تک عالمی روف ٹاپ-PV صلاحیت سال میں 175 TWh تک پہنچ سکتی ہے، جو جاری اخراج کے مختلف منظرناموں کے حساب سے بدل سکتی ہے۔ اس پیش گوئی میں چھتوں کی توسیع شامل ہے تاکہ [19] میں اس وقت بتائے گئے رقبے سے کافی زیادہ کل PV رقبے کو سہارا دیا جا سکے۔ ان نتائج اور ان کے طریقۂ کار کو دیکھتے ہوئے، ہم محتاط نتیجے پر پہنچتے ہیں کہ دنیا کی صرف آدھی چھتیں انسانیت کی بجلی کی ضروریات پوری کرنے کے لیے کافی ہو سکتی ہیں۔

28,29,30

دنیا بھر کے ذخائر پر تیرتے سولر پینلز کی عالمی صلاحیت

ایک مقالے [28] میں، دنیا بھر کے تمام آبی ذخائر (114,555 آبی ذخائر میں 556,111 کلومیٹر2) کی سطح کے زیادہ سے زیادہ 30% حصے پر تیرتے فوٹو وولٹائکس (FPVs) سے ممکنہ توانائی پیداوار کا اندازہ سالانہ 9,434 ٹیراواٹ گھنٹے لگایا گیا ہے۔ یہ تکنیکی اور ماحولیاتی پابندیوں کی وجہ سے FPV سطح کی محدود کوریج (30%) پر مبنی ایک محتاط اندازہ ہے۔ اسی طرح، ایک اور مقالہ [29] بتاتا ہے کہ عالمی آبی ذخائر کی سطح کے 25% سے 8,000 ٹیراواٹ گھنٹے سال-1 پیدا ہو سکتے ہیں۔ IEA کے اندازوں G کے مطابق، یہ قابلِ پیش گوئی مستقبل میں عالمی بجلی کی طلب کے کم از کم ایک چوتھائی کے برابر ہے (2023 کے آخر تک طلب کا تقریباً ایک تہائی F)، اور نئے آبی ذخائر بننے کے ساتھ صلاحیت مزید بڑھ سکتی ہے۔

مگر ایک زیادہ حالیہ مقالہ [30] سولر پینل ٹیکنالوجی میں ایسی پیش رفتوں کو سامنے لاتا ہے جنہیں ان پچھلی تحقیقوں میں نہیں دیکھا گیا، جن میں سورج کا پیچھا کرنے والے نظام اور بائی فیشل سولر پینل شامل ہیں: “اگرچہ ٹریکرز سے نظام کے فلوٹ اور اینکرنگ کی ضرورت بڑھ سکتی ہے اور مجموعی نظام کی لاگت بھی بڑھ سکتی ہے، مگر فکسڈ ٹِلٹ نظاموں کے مقابلے میں ان کی نمایاں اضافی توانائی، بدلتی ٹیکنالوجیز، اور گھٹتی لاگت غالباً آنے والے برسوں میں انہیں زیادہ عام بنا دے گی”۔ یہ سمجھنے کے لیے کہ یہ نئی ٹیکنالوجیز عالمی سطح پر کیسی کارکردگی دکھا سکتی ہیں، انہوں نے “مختلف FPV ترتیبوں کی تنصیب کی صلاحیت اور توانائی پیدا کرنے کی صلاحیت کا تجزیہ کیا، جن میں مختلف جھکاؤ کے زاویوں والی فکسڈ-ٹِلٹ تنصیبات، ٹریکنگ کے مختلف طریقے، اور پینل کی مختلف اقسام (مونو فیشل بمقابلہ بائی فیشل) شامل ہیں، دنیا بھر کے 249,717 اندرونِ ملک آبی ذخائر (انسانی بنائے ہوئے اور قدرتی دونوں) پر، جن کا کل رقبہ 222,623 کلومیٹر2 ہے -تقریباً ان ذخائر سے چار گنا زیادہ جن کا تجزیہ” [28] میں کیا گیا تھا۔ ان تازہ کاریوں کے ساتھ، مصنفین کو FPV کی کل صلاحیت 22 ٹی ڈبلیو پی (پیک پاور) تک ملتی ہے، جو پوری دنیا کی بجلی کی طلب پوری کر سکتی ہے۔

49-52

سولر پی وی کی موجودہ قیمتیں

Our World in Data [51] کئی ذرائع سے ڈیٹا جمع کرتا ہے، جن میں IRENA 2024 H بھی شامل ہے۔ ویب صفحے کے مطابق، IRENA مختلف ٹیکنالوجیز کے لیے سولر فوٹو وولٹیک ماڈیول کی قیمتیں پیش کرتا ہے۔ 2013 کی چوتھی سہ ماہی کے بعد کا ڈیٹا ‘Thin film a-Si/u-Si’ ٹیکنالوجیز کی اوسط سالانہ قیمت، یا تمام سولر ٹیکنالوجیز کے حوالے کے طور پر Global Price Index ہے، جو 2023 میں عالمی سطح پر $0.31/W تک پہنچ گئی۔ دوسرے ذرائع I,J,K مرکزی یا یک رخے مونوکرسٹلائن پینل ٹیکنالوجی کو اپنا بنیادی حوالہ مانتے ہیں، جس کی قیمتیں اس سے بھی کم ہو گئی ہیں:

جنوری 2024 میں، یورپ میں فروخت ہونے والے thin film a-Si/u-Si ماڈیولز کی قیمت گر کر تقریباً$0.16/W ہو گئی H۔ اپریل 2024 میں، یک رخے مونوکرسٹلائن ماڈیولز کی عالمی اسپاٹ قیمت $0.11/W بتائی گئی I۔ نومبر 2024 میں، مارکیٹ پر چھائے ہوئے مونوکرسٹلائن PERC پینلز اور اگلی نسل کی c-Si TOPCon ٹیکنالوجیز چین، یورپ اور امریکا میں بالترتیب $0.087/W، $0.1/W اور $0.29/W تک پہنچ گئیں J,K †۔

†لازمی طور پر، لاجسٹکس، ٹیرف اور علاقائی مارکیٹ عوامل کی وجہ سے عالمی مارکیٹوں میں برآمدی قیمتیں چین سے زیادہ ہوتی ہیں، خاص طور پر International Commercial Terms (چینی برآمدات کے لیے FOB بمقابلہ امریکا اور یورپ کے لیے DDP J)۔

Bloomberg [52] کے مطابق عالمی اوسط ماڈیول قیمت گر کر $0.096/W ہو گئی ہے۔ 1984 میں عالمی اوسط ماڈیول قیمت $19.48/W تھی [51]، اس کے مقابلے میں 40 سال میں ماڈیول کی قیمتیں 99% سے زیادہ گر چکی ہیں۔

مزید موازنے کے لیے، 2024 کی پہلی سہ ماہی تک امریکا میں اوسط ماڈیول قیمت گر کر $0.29/W ہو گئی I۔ 1989 سے اب تک 35 سال میں یہ 96% کمی بنتی ہے L,M۔ چینی ماڈیولز پر ٹیرف اور درآمد کے دوسرے عوامل کی وجہ سے امریکا میں قیمتیں زیادہ رہی ہیں I۔

54

سولر پی وی بمقابلہ مرتکز سولر پاور کی ایل سی او ای

IRENA Renewable Power Generation Costs 2023 کے مطابق، سولر PV کی عالمی وزنی اوسط لیولائزڈ کاسٹ آف الیکٹریسٹی (LCOE) $0.044 امریکی ڈالر/کلوواٹ گھنٹہ تھی۔ 2010 سے 2023 کے درمیان، CSP پلانٹس کی عالمی وزنی اوسط LCOE 70% کم ہوئی، $0.393/کلوواٹ گھنٹہ سے $0.117/کلوواٹ گھنٹہ تک۔ اس لیے، 2023 تک، سولر PV کی یوٹیلٹی-اسکیل LCOE، CSP کی LCOE کے صرف ایک تہائی سے کچھ زیادہ ہے۔ تاہم، سولر PV کی لاگت مسلسل کم ہو رہی ہے۔ 2021 سے 2023 کے درمیان، ہر سال صرف ایک CSP پلانٹ چالو ہوا، اس لیے یہ سال لازماً نمائندہ نہیں ہیں۔ چونکہ CSP کی تنصیب سست پڑ گئی ہے اور سولر PV سے مقابلہ سخت ہے، اس لیے ممکن ہے کہ یہ پلانٹس جدید، بہت بہتر بنائے گئے منصوبے تھے جن کا مقصد اپنی مسابقت دکھانا تھا۔ اس لیے، بتائی گئی اوسط LCOE اس سے کم ہو سکتی ہے جو زیادہ عام یا مختلف CSP منصوبوں والے سال میں نظر آئے۔

کیا آپ فنڈر، سائنسدان، معلم یا پالیسی ساز ہیں؟

Earth 2050 کو سپورٹ کرنا یا ہمارے ساتھ کام کرنا چاہتے ہیں؟ رابطہ کریں۔

info@earth2050.com