میانگین‌گیری به جای مدل‌سازی دقیق؛ خطای استراتژیک در پیش‌بینی تقاضای انرژی
خبرگزاری آنا ـ حسین بوذری؛ ناترازی انرژی به‌عنوان یک پدیده پیچیده و چندوجهی، مفهومی است که به نبود تعادل بین عرضه و تقاضای انرژی اشاره دارد و در بسیاری از کشورها به‌خصوص در ایران به یکی از چالش‌های جدی تبدیل شده است.
به طور خاص در ایران ناترازی انرژی به‌دلیل افزایش تقاضا در فصل‌های گرم و سرد سال، به وضوح مشهود است. به‌عنوان مثال، اوج تابستان، نزدیک به ۳۰ هزار مگاوات از کل برق تولیدی کشور صرف سرمایش میشود، در حالی که در فصل زمستان، تقاضا برای گاز در بخش خانگی و تجاری به بیش از ۷۰۰ میلیون مترمکعب در روز می‌رسد. این مقادیر نشان‌دهنده فشار مضاعف بر سیستم‌های انرژی کشور و لزوم بررسی دقیق‌تر مکانیزم‌های عرضه و تقاضا است.
از دیدگاه علمی، ناترازی انرژی به معنای نبود توازن بین مقدار انرژی تولید شده و نیاز واقعی جامعه است، درحقیقت این ناترازی زمانی به وجود می‌آید که تقاضا برای انرژی فراتر از توان تولید باشد، به طوری که در ماه‌های اخیر، عرضه انرژی در بسیاری از موارد به مراتب کمتر از تقاضا بوده است، این وضعیت نه‌تنها بر قیمت انرژی تأثیر می‌گذارد، بلکه می‌تواند به بروز بحران‌های اجتماعی و اقتصادی نیز منجر شود.
به عنوان مثال، در شرایطی که عرضه انرژی کمتر از تقاضا باشد، قیمت‌ها به طور طبیعی باید افزایش یابند، اما در ایران، قیمت انرژی به دلیل کنترل‌های دولتی ثابت مانده است.
این ناترازی انرژی همچنین تحت تأثیر تغییرات اقلیمی و شرایط جوی قرار دارد. به عنوان مثال، در سال‌های اخیر، تغییرات دما و الگوهای آب و هوایی تأثیر مستقیمی بر میزان تقاضا برای انرژی داشته است، در حالی که این تغییرات می‌توانند به افزایش تقاضا برای انرژی در فصل‌های گرم و سرد منجر شوند و نبود مدل‌های دقیق برای پیش‌بینی این تغییرات، چالش‌های بیشتری را به وجود می‌آورد.
بنابراین، ناترازی انرژی در ایران نه‌تنها یک مسئله فنی، بلکه یک موضوع اقتصادی و اجتماعی نیز محسوب میشود که نیازمند بررسی‌های دقیق و اتخاذ تدابیر علمی و فناوری برای بهبود شرایط موجود است. در این راستا، توسعه فناوری‌های نوین مانند شبکه‌های هوشمند و بهبود راندمان نیروگاه‌ها می‌تواند به کاهش تلفات انرژی و بهبود پایداری شبکه کمک کند.
خبرنگار آنا در سلسله گفتگویی تخصصی با سیدهاشم اورعی استاد تمام دانشکده برق و عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف که رئیس هیئت‌مدیره اتحادیه انجمن‌های انرژی ایران و رئیس هیئت‌مدیره انجمن علمی انرژی بادی ایران و عضو باشگاه اقتصاد انرژی هم هست در قالب پرونده «ناترازی انرژی از دریچه علم» به بررسی مفهوم ناترازی انرژی از منظر علمی و تأثیر آن بر جامعه و اقتصاد کشور پرداخته است.
با توجه به اهمیت روزافزون انرژی در زندگی مدرن و چالش‌های ناشی از عدم تعادل میان عرضه و تقاضا، این گفتوگو به تحلیل عمیق‌تری از عواملی که منجر به ناترازی انرژی در کشور می‌شوند، می‌پردازد.
اورعی در این گفتوگو به بررسی ارتباط بین تغییرات اقلیمی، تقاضای انرژی و چالش‌های ساختاری موجود در سیستم‌های انرژی کشور می‌پردازد و راهکارهایی را برای بهبود وضعیت کنونی ارائه میکند.
این گفتوگو نه‌تنها به تبیین ابعاد علمی ناترازی انرژی می‌پردازد، بلکه به اهمیت اتخاذ تدابیر علمی و فناوری‌های نوین درراستای حل این معضل نیز اشاره دارد.
گفتوگو با اورعی در سه بخش تقدیم مخاطبان خبرگزاری آنا میشود که بخش دوم را در زیر می‌خوانید: (بخش نخست را اینجا بخوانید)
از عرضه ۶۴ هزار مگاواتی برق در تابستان تا تأثیر تغییرات اقلیمی در ناترازی انرژی
آنا: ناترازی انرژی دقیقاً بر چه مبنای علمی تعریف میشود و چه پارامترها و شاخص‌هایی در این ناترازی دخالت دارند، به عبارت بهتر تعریف واحد و جهان‌شمولی از ناترازی انرژی در علوم مختلف وجود دارد یا تعاریف متفاوتی بسته به زمینه کاربرد ارائه شده است؟
اورعی: اصولاً «ناترازی» در بخش انرژی واژه درستی نیست و زمانی می‌توان این واژه را به کار برد که دو شیء با یکدیگر متفاوت باشند، مانند ترازو که مشخص میشود دو شیء با قرارگیری روی ترازو با یکدیگر برابر نیستند و به اصطلاح به این مورد ناترازی گفته میشود و واژه «ناترازی» حتی انگلیسی هم نیست.
ناترازی انرژی به‌لحاظ علمی سیستم ورودی و خروجی را شامل میشود؛ به‌طوری‌که ورودی و خروجی برابر باشند، درصورتی که مقدار کمی این ورودی و خروجی با هم تفاوت داشته باشند در این صورت از کلمه «ناترازی» یا «آنبالانس» استفاده می‌کنیم.
واقعیت این است که در رابطه با انرژی دو معیار وجود ندارد، بلکه موضوع عرضه و تقاضاست، وقتی ابتدا به عرضه می‌نگریم به کمیت‌هایی مانند مانند برق، گاز، بنزین یا هر فرآورده دیگری می‌‌رسیم و در نهایت به‌عنوان عرضه ارائه می‌کنیم، حال ماجرا این است که چون امکان ذخیره‌سازی نداریم؛ بنابراین الزاماً مصرف برابر با عرضه خواهد شد.
اما نکته مهم‌تری وجود دارد و آن اینکه مصرف با تقاضا تفاوت دارد، به‌عنوان مثال وقتی ۱۰۰ واحد برق تولید می‌کنیم قطعاً ۱۰۰ واحد هم مصرف خواهیم کرد، با این شرایط اگر از این زاویه به قضایا بنگریم اصلاً ناترازی وجود ندارد و سیستم بالانس است.
واقعیت این است که تقاضای ابتر مانده و کالای تحویل داده نشده داریم، درحقیقت تقاضا بیشتر از میزان مصرف است، در نتیجه واژه درست کسری است، یعنی تقاضا نه مصرف؛ تقاضا بیشتر از عرضه بوده و این دقیقاً منطبق بر علم اقتصاد است. علم اقتصاد از «عرضه» و «تقاضا» نام می‌برد و نه مصرف. اشاره به «ناترازی» نمی‌کند، بلکه از «عرضه» و «تقاضا» نام می‌برد.
در نقطه برابری عرضه با تقاضا، قیمت کالا مشخص میشود، طی ماه‌های گذشته در کشورمان عرضه انرژی اصولاً و در مواردی بسیار زیاد کمتر از تقاضاست، حال اگر عرضه کمتر از تقاضا باشد چه اتفاقی می‌افتد؟ مانند کالای سیب‌زمینی در روز‌های اخیر که عرضه کمتر از تقاضا یا تقاضا کمتر از عرضه بوده (تفاوتی نمی‌کند)، با این شرایط قیمت بالاتر می‌رود، در مقابل درباره انرژی قیمت تکان نمی‌خورد و حتی مردم برای تأمین انرژی پشت بمپ بنزین صف نمی‌کشند، حال چرا قیمت ثابت است؟ چون قیمت دستوری بوده و از سوی دولت کنترل شده است.
برای جمع‌بندی می‌گویم که این مسئله کاملاً اقتصادی بوده و در علم اقتصاد جزء بدیهیات است و ناترازی در زمینه انرژی معنا ندارد، البته می‌دانم چرا برخی از واژه «ناترازی» استفاده میکنند، حتی افرادی که برای نخستین‌بار از واژه «ناترازی» استفاده کردند خطاب به من گفتند که این بار منفی دارد، اما به‌لحاظ علمی طرف ما عرضه و تقاضاست و در شرایط فعلی عرضه ما کمتر از تقاضاست و متأسفانه اختلاف بین تقاضا و عرضه یعنی تقاضا منهای عرضه رو به افزایش است و این یعنی کسری هر روز بیشتر میشود.
آنا: تغییرات اقلیمی در کشورمان چه تاثیر علمی و مستقیم بر تشدید ناترازی انرژی داشته و مکانیزم‌های این تاثیرگذاری چیست و آیا مدل‌های علمی موجود قادر به پیش‌بینی دقیق‌تر تأثیرات متقابل ناترازی انرژی و تغییرات اقلیمی هستند؟
اورعی: مسلماً تغییرات اقلیمی و اصولاً آب و هوا تأثیر قابل توجهی بر میزان مصرف انرژی یا تقاضا برای انرژی دارد (نگوییم مصرف، چون ممکن است نتوانیم تأمین کنیم)، به‌عبارت بهتر تغییرات اقلیمی نقش قابل توجهی در میزان تقاضا و در نتیجه میزان کسری خواهد گذاشت، به‌عنوان مثال در ایران در اوج تابستان حدود ۳۰ هزار مگاوات یعنی نزدیک به نیمی از کل برقی که می‌توانیم تأمین کنیم صرف سرمایش میشود، به طور دقیق تابستان امسال حداکثر برقی که تأمین و عرضه کردیم ۶۴ هزار مگاوات در اوج مصرف بود و در اوج تابستان ۲۸ هزار مگاوات برق هم سرمایشی بود، این میزان قابل توجه است، چراکه اقلیم گرمی داریم.
در مقابل در فصل زمستان (که هوا سرد است و یا در زمان‌های سرد) تقاضا یا میزان مصرف در بخش خانگی و تجاری از ۷۰۰ میلیون مترمکعب در روز فراتر رفته و این یعنی ۷۱ درصد از کل تولید گاز کشور صرف بخش خانگی و تجاری میشود و می‌دانیم و بر این امر واقف هستیم که در ایران تقریباً تمام مصرف خانگی صرف گرمایش میشود، در نتیجه می‌بینیم در کشور ما به‌خاطر تغییرات قابل توجهی در آب و هوا اتفاق می‌افتد، به‌عنوان مثال شمال کشور در زمستان سرد شده و جنوب کشور در تابستان گرم‌تر میشود، بنابراین تغییرات اقلیمی و آب و هوا در میزان تقاضا برای انرژی بسیار تأثیرگذار است و در نتیجه ناترازی و کسری انرژی در کشور رخ می‌دهد.
آنا: آیا تغیبرات آب و هوایی و اقلیمی و تأثیر آن در افزایش یا کاهش تقاضا و عرضه قابل مدل‌سازی است؟
اورعی: بله. قطعاً قابل مدل‌سازی است، مثال واقعی می‌زنم، زمانی که روسیه به اوکراین حمله کرد، اروپا خود را برای یک زمستان سخت آماده کرد، چراکه گاز روسیه تحریم شده بود. اتفاقا آن زمستان خیلی هم سرد نشد و سازمان اکونومیست، نه مجله اکونومیست. چون سازمان اکونومیست خیلی بزرگ‌تر و فراتر از یک مجله است. گروه تحقیقاتی این سازمان در این زمینه بررسی جامعی انجام دادند و یک مدل ریاضی طراحی کردند، به‌طوری که میزان برودت هوا در فصل زمستان در اروپا را برای ۵۰ سال قبل مدل‌سازی کردند و این تحلیل را انجام دادند، حال هدف‌شان از مدل‌سازی ریاضی میزان برودت هوا در ۵۰ سال گذشته اروپا چه بود؟ دنبال این هدف بودند که ببینند چه میزان از کاهش تقاضای گاز در زمستان آن سال‌ها ناشی از سرد نشدن هواست.
تغییرات اقلیمی و اصولاً آب و هوا تأثیر قابل توجهی بر میزان مصرف انرژی یا تقاضا برای انرژی دارد، به‌عبارت بهتر تغییرات اقلیمی نقش قابل توجهی در میزان تقاضا و در نتیجه میزان کسری خواهد گذاشت
در آن سال ۱۶ درصد تقاضای گاز کاهش پیدا کرد، زمانی که از مدل ریاضی استفاده کرده و داده‌ها را کنار هم قرار دادند به این نتیجه رسیدند که تنها ۴ درصد از ۱۶ درصد ناشی از سرد نشدن هوا نسبت به زمستان‌های سال‌های گذشته بوده و مابقی بهینه‌سازی و بهتر مصرف کردن توسط جامعه بوده است.
هدفم از بیان مثال بالا این بود که درباره تأثیر تغییرات اقلیمی بر میزان تقاضا برای انرژی قطعاً مدل‌هایی وجود دارد، بنده معتقدم که می‌توانیم در دنیا حتی پیش‌بینی کنیم که تا ۱۰ سال آینده با دقت (کم و زیاد) اوج سرما و گرما چه خواهد بود، با این وصف مدل بسازیم، داده‌ها را هم که داریم و دقیقاً میزان سرما و گرما را در ۱۰ سال آینده پیش‌بینی کنیم، این اقدام سهل و آسان را انجام ندادیم و به جای آن با متوسط‌ها سر و کار داریم، یعنی در بخش برق معمولاً وزارت نیرو بر مبنای آمار عنوان میکند ۶ درصد افزایش تقاضا داریم، اما من مشاهده نکردم که میزان گرمی هوا را در آن دخالت بدهند، درحقیقت متوسط‌گیری میکنند.
یا در بخش گاز تا دو سال گذشته براساس آمارهای ارائه شده، عنوان می‌کردند که افزایش تقاضا در کل کشور ۱۲ درصد و در استان تهران ۱۵ درصد است، بنابراین به جای اینکه مدل دقیق‌تری بسازیم معدل‌گیری می‌کنیم و این موجب میشود که دقت کارمان کم شود.
امکان ذخیره‌سازی گاز نداریم!
آنا: در زمینه گاز چطور، آیا با توجه به تمامی ظرفیت‌های موجود امکان ذخیره‌سازی گاز با مقیاس بالا وجود دارد؟
اورعی: عملاً و با مقیاس بالا امکان ذخیره‌سازی گاز را هم نداریم، البته موضوع هیدروژنه کردن در کشورمان وجود دارد، اما هنوز عملیاتی نشده‌اند؛ بنابراین در گاز مصرف ما ۸۰۰ تا ۸۵۰ میلیون مترمکعب است، تولید هم همین قدر است، به عبارت دیگر سهم ذخیره‌سازی گاز نسبت به تولید یا مصرف یک روز ناچیز است، همانند برق است، یعنی گاز تولید شده را مصرف می‌کنیم، چراکه اصلاً امکان ذخیره‌سازی نیست، البته در مورد گاز کار‌هایی انجام میشود، اما هنوز فاصله زیادی تا ذخیره‌سازی داریم؛ بنابراین در بحث انرژی متأسفانه هنوز نمی‌توانیم بخش قابل توجهی را ذخیره کنیم، اما به آنجا خواهیم رسید.
آنا: راهکار‌های علمی شما 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؟
اورعی: سه نوع تلفات داریم که سه منبع دارد، نخست در بخش تولید است (اینجا دو نوع تلفات داریم)، یک نوع تلفات به روش تولید ما برمی‌گردد، صرف‌نظر از اینکه خوب کار می‌کنیم یا خیر، درمورد نیروگاه‌های حرارتی امروز می‌توانیم حتی تا ۶۲ درصد راندمان داشته باشیم، اما امروز متوسط راندمان نیروگاهی ایران بین ۳۸ تا ۳۹ درصد است که مشکلات خاص خود را دارد که در بخش تولید روش همان شیوه حرارتی است، به‌عنوان مثال در نیروگاه‌های خورشیدی علم امروز می‌گوید در طول سال در بهترین حالت متوسط ۲۲ درصد از انرژی تابیده شده به سلول‌های خورشیدی را می‌توانیم به برق تبدیل کنیم که به میزان تابش بستگی دارد.
در انرژی بادی نیز (بستگی به سرعت باد دارد) متوسط ضریب ظرفیت یعنی سهمی از انرژی مکانیکی باد که می‌توان به برق تبدیل کرد با توجه به رژیم بادی آن منطقه چیزی حدود ۴۵ تا ۵۰ درصد است؛ بنابراین در بخش تولید اولاً راندمان به روش تولید بستگی دارد و بخش دوم به این برمی‌گردد که چقدر از فناوری روز استفاده می‌کنیم.
استحضار دارید ایران ۹۴ هزار مگاوات ظرفیت منصوبه نیروگاهی دارد، یعنی حدود ۹۳۵۰۰ مگاوات از نوع حرارتی، گازی، بخاری یا سیکل و چرخه ترکیبی (Combined cycle power plant) است، درحالی که عمرشان بالاست و عمر بالا یعنی فناوری قدیمی است.
به عبارت دیگر عمر مفید سه درصد از ظرفیت نیروگاهی ایران بالای ۴۰ سال است و ۱۵ درصد بالای ۳۰ سال؛ در کشور نیروگاه‌هایی داریم که با راندمان ۱۸ و ۲۰ درصد کار میکنند، برای مابقی ۱۰۰ واحد انرژی می‌دهیم که ۸۲ واحد آن را تبدیل به گرما و آلایندگی میکند.
غیر از تکنولوژی و روش مورد استفاده اعم از حرارتی، خورشیدی یا بادی شیوه بهره‌گیری از فناوری مهم است، موضوع مهم‌تر اینکه روش‌های مورد استفاده اعم از حرارتی، خورشیدی یا بادی به فناوری‌های بهره‌گیری از آن بستگی دارد، در بخش تولید راندمان نیروگاهی بین ۳۸ تا ۳۹ درصد است که بالا بردن آن کار آسانی نیست، چراکه تقریباً باید چندین نیروگاه را از رده خارج کنیم و وقتی تکنولوژی یک نیروگاه بالای ۴۰ سال است نمی‌توان کاری کرد جز اینکه تعویض و تکنولوژی روز استفاده شود.
ادامه دارد...
انتهای پیام/
