«تکنولوژیهای پاک» طلوعی کمفروغ در بازار انرژی ایران؛ بهینهسازی مصرف غول تلفات انرژی را مهار میکند؟
خبرگزاری آنا ـ حسین بوذری؛ ناترازی انرژی پدیدهای است که در چارچوب ترمودینامیک و مهندسی انرژی به عدم تعادل کمّی و کیفی میان ورودی و خروجیهای سیستم انرژی اطلاق میشود.
از دیدگاه علمی، این عدم تعادل نهتنها بازتابی از ناکارآمدی در تبدیل و انتقال انرژی است؛ بلکه حاکی از نقص در طراحی و بهرهبرداری از سیستمهای انرژی در مقیاس کلان نیز هست.
براساس قانون اول ترمودینامیک، انرژی پایسته است و نمیتوان آن را ایجاد یا نابود کرد؛ بلکه صرفاً از شکلی به شکل دیگر تبدیل میشود. ناترازی انرژی در این راستا، نشاندهنده وجود اتلاف انرژی (به شکل گرما، تلفات انتقال و ...) و همچنین ناکارآمدی در بهرهبرداری از منابع انرژی اولیه است.
از منظر قانون دوم ترمودینامیک، افزایش آنتروپی در فرآیندهای تبدیل انرژی اجتنابناپذیر است، اما با استفاده از فناوریهای پیشرفته و روشهای بهینهسازی، میتوان این اتلاف را به حداقل رساند.
{$sepehr_key_5085}
در سطح کلانتر، ناترازی انرژی یک سیستم (مانند یک کشور یا یک منطقه) را میتوان با تحلیل جریان انرژی (Energy Flow Analysis)، تعیین شاخصهای کلیدی عملکرد (KPIs) نظیر شدت انرژی (Energy Intensity)، راندمان تبدیل انرژی (Energy Conversion Efficiency) و ضریب خودکفایی انرژی (Energy Self-Sufficiency Ratio) مورد بررسی قرار داد.
علاوه بر این، علم اقلیمشناسی نقش تغییرات آب و هوایی بر تقاضای انرژی را از طریق مدلسازیهای دقیق و تحلیل دادههای هواشناسی مشخص میسازد.
در این گزارش با بهرهگیری از این مفاهیم و ابزارهای علمی به تجزیه و تحلیل دقیق پدیده ناترازی انرژی در ایران و شناسایی ریشههای آن خواهیم پرداخت و راهکارهایی مبتنی بر دانش و تکنولوژی برای کاهش این چالش ارائه خواهیم کرد.
خبرنگار آنا در ادامه بررسی ناترازی انرژی در کشور در قالب پرونده «ناترازی انرژی از دریچه علم» گفتوگویی را با محمدصادق مهرجو کارشناس برجسته اقتصاد انرژی و دانشآموخته مقطع دکتری دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب ترتیب داده است که مشروح این گپ و گفت در پی میآید:
ریشههای علمی ناترازی انرژی در ایران
آنا: ناترازی انرژی دقیقاً بر چه مبنای علمی تعریف میشود و چه پارامترها و شاخصهایی در این ناترازی دخالت دارند؟
مهرجو: درباره ناترازی انرژی اساساً تعریف جامعی وجود دارد و مفهوم ناترازی در درون خود پنهان است، یعنی وقتی تولید شما با مصرف، نیازها و مصارف یکسان باشد اصطلاحاً تراز هستید، وقتی عمدتاً تولید بیشتر از مصارف و نیازهای طبیعی در بخشهای مختلف باشد اصطلاحاً میگویند ناترازی اتفاق افتاده است.
حال اینکه چه شاخصها و پارامترهایی در ناترازی دخالت دارند؟ یکی از پارامترهای موضوع رشد جمعیت است و در حقیقت پیشبینیهای آتی برای نیازهای انرژی بهخصوص در بخشهای خانگی است.
مورد تأثیرگذار دیگر رشد اقتصادی است، یعنی نیازهای شما متناسب با رشد اقتصادی افزایش پیدا میکند که در حقیقت میتوان این را پیشبینی کرد.
البته شاخص شدت انرژی در کشور ایران زیاد بوده و نسبت به سایر کشورهای منطقهای و جهانی رو به افزایش و تصاعد است.
با وجود اینکه میزان تولید ناخالص دولتی در سالهای تحریم کاهش پیدا کرده، اما شاخص شدت انرژی متأسفانه به سان آن کاهش پیدا نکرده، بلکه رو به افزایش هم بوده است.
یکی دیگر از مواردی که موجب ایجاد و گستردهتر شدن شکاف ناترازی در کشور میشود مباحث آب و هوایی و تغییرات اقلیمی است، اینکه سرمای آنچنانی و خارج از پیشبینیهای طولانی مدت (۵۰ ساله) داشته باشیم ممکن است در پیک مصرف (بهعنوان مثال در زمستان) مصرف پیک را در مصارف خانگی افزایش دهد، در سالهای ۱۴۰۱ و ۱۳۸۶ این اتفاقات را دیدیم و تأثیرات آن را به خاطر داریم.
آنا: آیا تعریف واحد و جهانشمولی از ناترازی انرژی در علوم مختلف وجود دارد یا تعاریف متفاوتی بسته به زمینه کاربرد ارائه شده است؟
مهرجو: در زمینه انرژی عرض کردم گپ (شکاف) مابین عرضه و تقاضا بوده و درحقیقت یک تعریف استاندارد است، حتی در اقتصاد هم شکاف بین عرضه و تقاضا را داریم و میتوان گفت انرژی بهعنوان یک منبع برای فعالیتهای اقتصادی و توسعه همگانی و اجتماعی بهعنوان یک ضرورت برای توسعه کشور مطرح است.
تعاریف مختلف دیگری از ناترازی ندیدم، اما ناترازی در انواع و اقسام علوم کاربرد دارد و یکی از کاربردهای اصلی هم زمینه انرژی است که شامل انرژیهای مختلف مانند انرژی برق، انرژی آب، انرژی گاز و سایر انواع انرژی مانند انرژی هستهای میشود، البته برخی از انرژیها، انرژیهای تجدیدپذیر هستند و برخی انرژیهای تجدیدناپذیر.
عمدتاً سوختهای فسیلی بهعنوان انرژیهای تجدیدناپذیر مطرح میشوند که به هر حال استفاده از آنها دارای محدودیتهای خاص است و در دنیا جزء انرژیهای گران محسوب میشوند.
اثرات تغییرات اقلیمی بر ناترازی انرژی
آنا: تغییرات اقلیمی در کشورمان چه تأثیر علمی و مستقیم بر تشدید ناترازی انرژی داشته و مکانیزمهای این تأثیرگذاری چیست و آیا مدلهای علمی موجود قادر به پیشبینی دقیقتر تأثیرات متقابل ناترازی انرژی و تغییرات اقلیمی هستند؟
مهرجو: این سوال بسیار خوبی است، اصطلاحاً «Global Changeling» یا تغییرات جهانی آب و هوایی درسطح کره زمین اثبات شده که در سالهای اخیر از دهه ۸۰ میلادی به بعد جزء ادبیات مرسوم اقتصادی و سیاسی قرار گرفت که در سالهای اخیر هم در کشور ما بسیار تأثیرگذار بوده است.
سرماهای بیموقع و بدموقع یا افزایش گرمای سطح کره زمین بهخصوص در مناطق خشکی مانند ایران در افزایش شکاف ناترازی بسیار تأثیرگذار بوده، بهخصوص در فصل تابستان.
عمدتاً تابستانهای گرم را تجربه میکنیم که ناشی از تغییرات اقلیمی است و این موجب میشود بهخصوص در مناطق کشور ایران میانگین دما در طول روز افزایش پیدا کند و مجبور باشیم میزان بیشتری از برق را برای استفاده از سیستمهای سرمایشی تولید کنیم.
ظرفیتهای تولیدی ما مشخص و رشد تولید در سالهای گذشته با توجه به سرمایهگذاری که در زیرساخت برق داشتیم، محدود است، اما این مصرف و تقاضای مصرف فزاینده موجب شده که شکاف ناترازی بهخصوص در فصل تابستان به صورت خاموشی یا محدودیت در بخشهای صنعتی نشان داده شود.
فصل زمستان هم با توجه به وابستگی بخشهای صنعتی، خانگی و زیرساختهای مختلف ما به گاز، متأسفانه مجبور به تأمین بخشهای خانگی برای گرمایش شدیم و محدود کردن ارسال گاز به پتروشیمیها که بخش مولد اقتصادی ما هستند یا شهرکهای صنعتی موجب بروز ضرر و زیان اقتصادی در نهایت برای ما میشوند.
ازسویی روند گرمایش سطح کره زمین قابل پیمایش و پیشبینی است، چیزی که برای ما مهم بوده و بحث توسعه زیرساختی ماست که به هیچ عنوان نمیتوان آن گپ (شکاف) را با استفاده از تولید بیشتر پر کرد و باید بهینهسازی را در دستور کار خود قرار دهیم.
شاخص شدت انرژی ما در کشور ایران نسبت به کشورهای حاشیه خلیج فارس خیلی زیاد است و میتوان گفت به نسبت رشد تولید ناخالص داخلی این شاخص شدت انرژی رو به فزونی نهاده و نیازمند بهینهسازی در بخشهای مختلف صنعتی و اقتصادی کشور برای کاهش ناترازی انرژی هستیم.
بادهای ۱۲۰ روزه سیستان؛ ظرفیت بزرگی برای تولید انرژی بادی
آنا: با توجه به پیشرفتهای علمی، چه تکنولوژیهای نوین و کارآمدی برای تولید انرژی پاک و پایدار در کشور وجود دارد؟ (بهعنوان مثال انرژی خورشیدی پیشرفته، باد، زمینگرمایی و ...) و چالشهای علمی و فنی اصلی در تجاریسازی و مقیاسپذیری این تکنولوژیها چیست؟
مهرجو: پیشرفتهای علمی بسیار زیادی در زمینه تولید انواع انرژیهای تجدیدپذیر جدید در سطح دنیا وجود دارد، به عنوان مثال تولید پنلهای خورشیدی با راندمان بیشتر، تولید موتورهای توربینی برای استفاده از انرژی باد با راندمان بیشتر یا تولید پرههای توربینهای بادی بزرگتر برای اینکه بتواند از انرژی باد در مناطق مستعد حداکثرسازی کند.
از سویی استفاده از انرژیهای زمین گرمایی برای اینکه بتواند از دمای اعماق زمین برای بخار کردن مایعات مختلف استفاده کند و توربینهای بخار را به حرکت درآورد.
به تازگی انواع جدیدی از انرژی باب شده؛ بهعنوان مثال استفاده از امواج دریا برای اینکه توربینهای شناور را در سطح دریاها به حرکت درآورد و برق تولید کند و حتی انرژیهایی که از رفت و آمد شهروندان در سطح خیابانها استفاده میشود که میتواند موجب تولید انرژی الکتریسته شود.
در کشور ما هم باید از این تکنولوژیهای جدید استفاده شود؛ چراکه کشوری هستیم که در سال بیش از ۳۰۰ روز تابش مستقیم آفتاب داریم و در مناطق بسیار زیادی میتوانیم از این انرژی خدادادی رایگان استفاده کنیم، منوط به اینکه سرمایهگذاریهای مختلف در این زمینه را در دستورکار قرار دهیم.
خوشبختانه در مناطقی از کشورمان انرژی باد داریم؛ بهخصوص در استان سیستان و بلوچستان و جنوب خراسان که بادهای ۱۲۰ روزه سیستان را داریم و میتوانیم از آن بهمنظور تولید انرژی باد استفاده کنیم.
همچنین در مناطقی از کوههای سبلان میتوانیم از انرژی زمین گرمایی استفاده کنیم تا آب را بخار کنیم و از مایعات دیگر برای چرخش توربینها استفاده کنیم.
متأسفانه سهم انرژی برق آبی ما در سالهای گذشته بهعلت خشکسالیهایی که داشتیم کم شده، اما همچنان میتوانیم از پشت سد استفاده کنیم و انرژی خورشیدی را به شکل شناور در سدها داشته باشیم، این موجب میشود میزان تبخیر آب پشت سدها را کمتر کرده و از سطح آب هم برای تولید انرژی خورشیدی پشت سدها استفاده کنیم.
آنا: چه رویکردهای علمی برای بهبود بهرهوری انرژی در بخشهای مختلف مصرف (صنعت، ساختمان، حملونقل) وجود دارد و فناوریهای نوین مانند شبکههای هوشمند چه نقشی در بهبود پایداری شبکه و کاهش ناترازی انرژی دارند؟
مهرجو: پیشرفتهای قابل ملاحظهای در بخشهای مختلف ساختمانی، صنعتی و حمل و نقل صورت گرفته است.
در بخش صنعت، بهینهسازی در بخشهای مختلف صنعتی و استفاده از تکنولوژیهای نوین برای تولید وجود دارد، بهینهسازی در بخشهای مختلف صنعتی مانند دیگهای بخار، کارخانجات فولاد و سیمان وجود دارد که میتوانیم با صرف کمتر انرژی راندمان بیشتری حاصل کنیم، در بخشهای مختلف ساختمانی استفاده از مصالح عایق که میتواند در تابستان و زمستان بهعنوان عایقهای مختلف در بخشهای مختلف ساختمانی به کار برود.
آییننامه ۱۹ ساختمانی برای کاهش تلفات انرژی در بخشهای ساختمانی است، منتها بهکارگیری درست و اصولی این استانداردها که در تمام دنیا در بخشهای مختلف ساختمانی رعایت میشود باید بهعنوان یک استاندارد پذیرفته شده و سختگیرانه در بخشهای مختلف ما باید مورد توجه قرار گیرد.
دربخش حمل و نقل هم تنوع سوختی باید در دستورکار قرار گیرد، وابستگی بیش از اندازه به بنزین و گازوئیل در بخش حمل و نقل میتواند آسیبهای جدی به کشور ما وارد کند.
متأسفانه در سالهای اخیر تولیدات را مصرف کردیم و نهتنها مصرف ما از تولید ما به طرز معناداری پیشی گرفته، بلکه در سالهای آینده باید درآمدهای ارزی ناشی از صادرات نفت خام را به واردات بنزین و گازوئیل اختصاص دهی و در این زمینه نیاز به کلاننگری و جامعهنگری داریم.
نکته مهمتری که وجود دارد که حیاتی به نظر میرسد، اینکه باید تولید خودروهای هیبریدی، خودروهای برقی، متنوع کردن سبدهای سوختی بخش حمل و نقل و استفاده از گاز در خودروهای سبک را در دستورکار قرار دهیم و ادامه وضعیت فعلی به هیچ عنوان تداوم نخواهد داشت و کشور را با معضلات بسیار زیادی مواجه خواهد کرد.
متأسفانه در سالهای اخیر تولیدات را مصرف کردیم و نهتنها مصرف ما از تولید ما به طرز معناداری پیشی گرفته، بلکه در سالهای آینده باید درآمدهای ارزی ناشی از صادرات نفت خام را به واردات بنزین و گازوئیل اختصاص دهی و در این زمینه نیاز به کلاننگری و جامعهنگری داریم
همچنین در بخش فناوریهای نوین در شبکههای هوشمند ذکر این نکته ضروری است که باید باید استفاده از هوشمند را در شبکه انتقال و توزیع برق اجرایی کنیم و پایش، کنترل و هماهنگی بیشتری را در زمینه تولید برق تجدیدپذیر داشته باشیم و تلاش کنیم صنایع بزرگ مان را از شبکه سراسری برق خودمان بینیاز کنیم، بهخصوص در فصل تابستان میتوان گفت که بخشهای مختلف و صنعتی خودمان را جدا از مصارف عمومی و عمده کشور کنیم تا کمترین آسیب را متحمل شود.
لزوم نوسازی و بازسازی شبکه انتقال توزیع برق
آنا: راهکارهای علمی برای کاهش تلفات انرژی در شبکههای انتقال و توزیع برق چیست و فناوریهای نوین مانند شبکههای هوشمند چه نقشی در بهبود پایداری شبکه و کاهش ناترازی انرژی دارند؟
مهرجو: شبکه انتقال توزیع برق کشورمان قدمتی بسیار زیاد و بیش از ۵۰ سال دارد و متأسفانه این بخشها مورد بازسازی و نوسازی واقع نشدهاند؛ بنابراین استفاده از فناوریهای نوین در این بخشها در دستورکار قرار نگرفته و زیرساختهای ما در شبکه انتقال و توزیع عمدتاً یک زیرساخت قدیمی است.
استفاده از نیروگاههای پراکنده برای کاهش تلفات در بخش انتقال و توزیع باید برای نقاط صعبالعبور در دستورکار قرار گیرد؛ چراکه استفاده از نیروگاههای کوچک خورشیدی و پراکنده میتواند تلفات ما را در این زمینه به حداقل برساند و بحث شکاف ناترازی را کاهش دهد و به ایجاد رفاه و بست گسترش شبکه توزیع برق توجه داشته باشد، بهخصوص برای نقاطی که به هیچ عنوان موضوع انتقال، کابلکشی و دکلسازی برای انتقال و توزیع برق صرفه اقتصادی ندارد و حتماً باید در زمینه تولید نیروگاههای پراکنده کار کنیم و استفاده از نیروی خورشید و باد نیز باید در دستورکار قرار گیرد.
عمدتاً باید تلاش کنیم استانهای مختلف را با توجه به استعدادهای منطقهای خودشان بینیاز کنیم، اینکه شبکه سراسری یا رینگ سراسری داشته باشیم و از شمال برق تولید کنیم و به جنوب کشور منتقل کنیم، قطع به یقین تلفات را افزایش میدهد و باید با توجه به استعدادهای منطقهای و آمایش سرزمینی ابتدا نیازهای هر استانی را برآورده کنیم و مازاد بر تولید برق در آن استان را به شبکه سراسری برق برای صادرات به سایر استانها یا کشورهای دیگر تزریق کنیم.
آنا: براساس روندهای علمی موجود، چه سناریوهای احتمالی برای آینده ناترازی انرژی ایران وجود دارد و با استفاده از رویکردهای آیندهپژوهی چگونه میتوان برای چالشهای احتمالی آماده شد و از ناترازی انرژی جلوگیری کرد؟
مهرجو: به نظر میرسد روند رشد جمعیت در کشور، رشد تولید ناخالص داخلی (GDP) یا «Gross Domestic Product» و رشد اقتصادی کاملاً مشخص است و میتوان گفت یک روند مشخص و پیشبینیپذیری داریم و اگر میخواهیم به یک کشور بالای ۱۰۰ میلیون جمعیت فکر کنیم باید تولید انرژی برای این تعداد جمعیت یا ۱۲۰ میلیون نفر را در نظر بگیریم و رصدگری کلی در بازار انرژی کشور داشته باشیم.
{$sepehr_key_5160}
از سویی نیاز به هماهنگی بیشتر بخشهای مختلف در زمینههای تولید و مصرف انرژی داریم و باید با روشهایی مانند رویکردهای آیندهپژوهی نسبت به برآوردها از تولید بهخصوص در زمینه انرژیهای فسیلی و انرژیهای تجدیدپذیر جدید و مصارف در آینده کشور اقدام کنیم، البته این کار انجام میشود، اما موضوع تشکیل مدیریت مصرف و بهینهسازی مصرف ذیل ریاست جمهوری بهعنوان یک سازمان فراوزارتخانهای باید در دستورکار قرار گیرد.
یکی از کارهایی که حتماً باید درست انجام دهیم، سیاستگذاری درست در بازار انرژی کشور است و حتماً باید در این زمینه کار کنیم و به یک هماهنگی و هارمونی در زمینه تولید و مصرف برسیم.
متأسفانه مسئلهای که مغفول واقع شده، موضوع بهینهسازی در بازار انرژی کشور است، متأسفانه همهساله انرژی بسیار زیادی را هدر میدهیم و با بهینهسازی درست در زمینههای مختلف بهخصوص بخشهای نیروگاهی، صنعتی و بخشهای خانگی میتوانیم نسبت به ذخیره انرژی و درآمدزایی از محل صادرات انرژی در کشور اقدام کنیم.
همچنین باید انرژی مصرفی در سرانه را کاهش دهیم تا بتوانیم یک توسعه پایدار را در سالهای آینده داشته باشیم و از بروز بحرانها در سالهای آینده در کشور جلوگیری کنیم.
نتیجهگیری:
گزارش بالا به بررسی عمیق پدیده ناترازی انرژی در ایران میپردازد و ابعاد مختلف آن را از دریچه علم مورد تحلیل قرار میدهد و این بررسی نشان میدهد که ناترازی انرژی در ایران یک چالش چندوجهی است که ریشه در عوامل مختلفی دارد.
رشد جمعیت و اقتصاد: افزایش جمعیت و به تبع آن، رشد اقتصادی، تقاضا برای انرژی را به طور قابل توجهی افزایش داده است.
شاخص شدت انرژی بالا: ایران در مقایسه با سایر کشورها شاخص شدت انرژی بالایی دارد که نشاندهنده مصرف نامناسب انرژی است.
تغییرات اقلیمی: تغییرات اقلیمی با ایجاد نوسانات شدید دمایی بهخصوص در فصلهای تابستان و زمستان، بر میزان مصرف انرژی تأثیر گذاشته و شکاف ناترازی را تشدید کرده است.
وابستگی به سوختهای فسیلی: اتکا به سوختهای فسیلی بهعنوان منبع اصلی انرژی، علاوه بر محدودیتهای ذاتی، هزینههای بالایی را به اقتصاد کشور تحمیل میکند.
زیرساختهای قدیمی: زیرساختهای قدیمی انتقال و توزیع برق موجب اتلاف انرژی در شبکهها شده و به ناترازی دامن میزند.
راهکارها و پیشنهادات مطرح شده:
برای مقابله با چالش ناترازی انرژی راهکارهای متعددی پیشنهاد میشود که براساس اصول علمی و فناوریهای نوین بنا شدهاند که این راهکارها شامل موارد زیر است:
بهینهسازی مصرف انرژی: استفاده از مصالح عایق در ساختمانها، بهبود راندمان صنایع و استفاده از فناوریهای نوین در بخشهای مختلف مصرف میتواند به کاهش چشمگیر مصرف انرژی منجر شود.
توسعه انرژیهای تجدیدپذیر: سرمایهگذاری در انرژیهای خورشیدی، بادی، زمینگرمایی و سایر منابع تجدیدپذیر، به منظور کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی ضروری است.
تنوعبخشی به سبد سوخت: کاهش وابستگی به بنزین و گازوئیل در بخش حمل و نقل و استفاده از خودروهای برقی، هیبریدی و گازسوز، میتواند به کاهش مصرف سوخت کمک کند.
نوسازی شبکههای انتقال و توزیع برق: استفاده از فناوریهای نوین و شبکههای هوشمند، برای کاهش تلفات انرژی در شبکههای انتقال و توزیع ضروری است.
تولید پراکنده انرژی: استفاده از نیروگاههای کوچک خورشیدی و بادی در مناطق مختلف، میتواند به کاهش تلفات انتقال انرژی و افزایش دسترسی به برق کمک کند.
مدیریت مصرف انرژی در سطح کلان: ایجاد یک سازمان فراوزارتخانهای زیرنظر ریاست جمهوری، برای هماهنگی و سیاستگذاری در زمینه مصرف انرژی ضروری است.
آیندهپژوهی در حوزه انرژی: پیشبینی روندهای آتی و آمادگی برای چالشهای احتمالی، از طریق رویکردهای آیندهپژوهی در زمینه انرژی.
نتیجه نهایی:
گزارش بالا با تأکید بر ضرورت رویکرد علمی به چالش ناترازی انرژی، این بحران را یک مسئله جدی و نیازمند توجه فوری تلقی میکند و با اجرای راهکارهای مبتنی بر دانش و فناوریهای نوین، میتوان به کاهش ناترازی انرژی، ایجاد توسعه پایدار و تضمین امنیت انرژی کشور امیدوار بود.
در نتیجه اهمیت هماهنگی بین بخشهای مختلف و سیاستگذاری درست در زمینه انرژی برای دستیابی به تعادل بین تولید و مصرف مورد تأکید است.
انتهای پیام/