مجید محمدی محقق :

تولید برق و استراتژی انرژی (3)

چکیده از دو شماره گذشته: در دو شماره گذشته وضعیت صنتعت برق در حال حاضر مورد برسی قرار گرفت. علاوه بر این میزان رشد مصرف برق و انرژی در 15 سال آینده طرح و بررسی شد. در این شماره سعی می شود راه حلهای موجود را که جامعه ایران بر سر راه خود دارد مورد بررسی قرار دهم

امکانات موجود:

جهت استراتژی انرژی را به کدامین طرف باید سوق داد؟ قبل از این باید دید که کدامین مشکلات و امکانات بر سر راه است.

نیروگاه بادی/خورشیدی:

اول با نیروگاه بادی شروع میکنیم. مشکل نیروگاه بادی یکی قیمت ساخت آن است و دیگر اینکه حد میانگین ضریب کارکرد آنها. برای مثال در سوئد که از مناطق باد خیز نسبتاً خوبی برخوردار است، حدود ۳۰۰۰ ساعت در سال بیشتر نیست، در ضمن اینکه در حال حاضر روشهای ذخیره برق که اقتصادی باشد وجود ندارد. از این جهت فقط نمیتوان سیاست انرژی متکی به انرژی بادی باشد. تمامی توربینهای بادی می باید یک منبع تولید برق دیگری را همراه داشته باشد تا وقتی که باد مناسب نمی وزد این منبع به سهولت و سریع جایگزین توربینهای بادی شود. در کشورهای صنعتی از برق آبی و یا نیروگاههایی که سریع بتوانند در چرخه تولید در بیایند مثل نیروگاههای با سوخت گاز طبیعی استفاده میشود. بطور متوسط میگویند برای هر کیلووات ساعت برق بادی می باید همان میزان برق با تولیدی دیگر در اختیار داشت که بتواند سریعاً جایگزین توربینهای برق بادی که به دلیل نبود باد مناسب از کار افتاده اند، بشود.

در ایران برق تولید سدها حدود ۱۰ تراوات ساعت است که میتوان به این میزان برق بادی داشت، این در صورتی است که بخواهیم فقط متکی به برق حاصل از توربینهای برق بادی و برق آبی باشیم. اما میتوان توربینهای گازی را بعنوان نیروگاههای پشتیبان استفاده کرد. برای تعیین میزان برق بادی در سبد انرژی علاوه بر مشکل بالا، می باید مناطق بادخیز که باد مناسب دارد را شناسایی کرده و هزینه ساخت زیرساخت راهها و شبکه برق رسانی را بررسی کرده تا بتوان تصمیم به میزان برق بادی در سبد انرژی گرفت. برای کشورهایی مثل اسپانیا و آلمان که متکی به واردات سوخت هستند هر چند که نیروگاههای بادی گران هستند اما این تصمیم گیری سادهتر است زیرا با اصل استقلال کشور و محیط زیست هم خوانی دارد و در ثانی سوخت وارداتی آنقدر گران است که این نوع تصمیم گیری را بهتر مقرون به صرفه می کند. در ایران وضع برعکس است. برای مثال گاز بسیار ارزان است و ساخت این نیروگاهها هم ارزان. در نتیجه هم به لحاظ سرمایه و هم به لحاظ استقلال کشور که سوخت در خود ایران تأمین است ساخت نیروگاههای گاز سوز با اصول سیاست دراز مدت انرژی همخوانی دارد، اما با محیط زیست بنابر اینکه تمامی جوانب را در نظر بگیریم و نه فقط گاز گلخانه ای را در تضاد است.

اگر هزینه نیروگاه پشتیبان را درنظر نگیریم و اول از نیروگاههای آبی و بعد از نیروگاههای گازی به عنوان نیروگاه پشتیبان استفاده کنیم در این صورت برای هر کیلووات ۱۸۰۰ دلار هزینه لازم است. اما هر نیروگاه تقریباً فقط ۳۰۰۰ ساعت برق در سال میتواند درست کند. بنابر این اگر فرض را بر این بگذاریم که به میزان ۱۵ تراوات ساعت برق بتوانیم از طریق برق بادی تولید کنیم در این صورت ۲۵۰۰ توربین با قدرت عملی ۲ مگاوات ساعت لازم است که هزینه ساخت آن حدود ۹ میلیارد دلار در ظرف ۱۵ سال خواهد بود.

نیروگاه خورشیدی در حال حاضر از نیروگاه بادی گرانتر است و همان مشکلات نیروگاه بادی را به همراه دارد با این مزیت که تعداد ساعاتی که میتوان به این وسیله برق درست کرد بیشتر است و این میتواند تا حدود ۴۰۰۰ ساعت در سال باشد. حدس زده میشود که هزینه تولید برق با نیروی خورشیدی تا حد نیروگاه بادی پایین بیاید. نکته مثبت دیگری که نیروگاه خورشیدی نسبت به نیروگاه بادی دارد این است که در ایران برعکس اروپای شمالی حداکثر امکان تولید نیروگاه خورشیدی با حداکثر بار مصرف همراهی دارد. حداکثر بار مصرف در ایران به دلیل خنک کردن در چهارماه فصل تابستان است و حداکثر مصرف روزانه هم در روز واقع میشود.

به هر صورت هم نیروگاه بادی و هم نیروگاه خورشیدی در بسیاری از مواقع از بدیل نیروگاه با سوخت گاز طبیعی گرانتر است. اگر فقط گاز گلخانه ای تولید شده را بخواهیم معیار مقایسه برای محیط زیست بگیریم، بهتر است که بجای ساخت اینگونه نیروگاهها به تعویض نیروگاههای گازی با نیروگاه سیکل ترکیبی اقدام کرد تا به این صورت میزان بیشتری گاز گلخانه ای را کاهش دهیم.

نیروگاه اتمی:

تامین برق از طریق نیروگاه اتمی با هیچ یک از اصولی که سیاست انرژی یک کشور را تعیین میکنند همخوانی ندارد. هم گرانتر از مابقی روشهای معمول است و هم هزینه ای که این نیروگاه برای ایران برداشته است بسیار گرانتر از روش تولید برق در نیروگاه خورشید گرمایی است که در حال حاضر یکی از گرانترین روشهای متعارف تولید برق است. با اصل استقلال کشور خوانایی ندارد، زیرا که ما اولاً سوخت اورانیوم در کشور نداریم و به این لحاظ همواره وابسته به کشورهای دیگر خواهیم بود. در ثانی وابستگی تکنیکی برای ساخت و اداره اینگونه نیروگاه به کشورهای دیگر پیدا میکنیم. به لحاظ محیط زیست هم هر چند که گاز گلخانه ای تولید نمیکند اما آلودگی اتمی که این سوخت چه در برداشت سوخت و چه در هنگام کارکرد این نیروگاه و چه در مورد زباله ای که درست میکند برای محیط زیست بسیار مضر است. تازه این در صورتی است که نیروگاه دچار حوادث بابت زلزله و یا ندانم کاری پرسنل و یا... نشود.

در زیر نتیجه مطالعه مقایسه قیمت بین برق تولید شده توسط گاز، زغال سنگ و یا سوخت اتمی را که توسط ارگانهای مختلف انجام گرفته است بصورت نمودار نشان میدهد. تمامی این تحقیقات میرساند که نیروگاه اتمی از نیروگاه با سوخت گاز گرانتر تمام می شود.

نمودار ۱۳:مخارج تولید برق (دلار در هر مگاوات ساعت) در مطالعات مختلف. همانطور که مشاهده میکنید در تمامی این مطالعات مخارج برق توسط نیروگاه اتمی بالاتر از نیروگاهها با سوخت گاز است.

نیروگاههای حرارتی:

سوخت این نیروگاهها عمدتا نفت کوره، گاز و به میزان کمتر گازوئیل میباشد. برای مثال نفت کوره آخرین باقیمانده پالایشگاه است که قابلیت احتراق دارد. استفاده از این ماده مقرون به صرفه است زیرا تا جایی که نویسنده خبر دارد از آن مصرف دیگری نمیشود. در گذشته در حمام خانهها و نانوائیها استفاده میشد. حال فرض کنیم میخواهیم تصمیم در مورد استفاده کردن و یا نکردن از این سوخت در نیروگاهها بکنیم. به لحاظ استقلال کشور سوختی است که فراورده جانبی پالیشگاهها است و در داخل تولید میشود برای همین استفاده از این سوخت با استقلال سوخت کشور مغایرت ندارد. با اقتصاد هم همخوانی دارد، زیرا اگر نسوزانیم مجبور میشویم راهی برای نگه داری آن پیدا کنیم که در حال حاضر خود مستلزم مخارج است، در ضمن به عنوان سوخت بسیار ارزان است. اما سوزاندن این ماده در حال حاضر ضررهای بسیار به محیط زیست میزند از جمله گاز دی اکسید کربن بالا نسبت به گاز طبیعی و گوگرد حاصل سوزاندن این ماده است. کم یا بیش سوزاندن گاز به همین ترتیب است. آیا راهی موجود است که بتوان آلودگیهای حاصل از سوخت این مواد فسیلی را به حداقل و یا صفر رساند. در مورد موادی مثل گوگرد و نوکس و .. تکنیکی نسبتاً ارزان موجود است که بخش عمده این آلودگیهای را گرفت اما در مورد گاز دی اکسید کربن وضع به صورت دیگری است. یک روش در غرب امتحان شده است و آن جدا کردن این گاز و تزریق گاز به حفره های خالی زیر زمینی است. قیمت هر کیلووات ساعت برق تولیدی این نیروگاهها را میتواند حدود ۳۰ درصد افزایش دهد. برای کشوری مثل ایران میتوان از این گاز بعنوان گازی که در مخازن نفت تزریق میشود استفاده کرد. اما به هر حال این گاز گلخانه ای تولید شده است و کاری که میکنیم این است که آنرا نگذاریم وارد اتمسفر بشود.

بطور کلی میتوان گفت که نیروگاههای حرارتی با سوختهای فسیلی در حال حاضر ارزنترین روش تولید برق برای ایران است.

و دیگر انواع نیروگاهها:

برای نمونه میتوان از روش زمین گرمایی و یا استفاده از زباله خانگی و یا کارخانه ها و یا استفاده از انرژی موج نام برد. بعضی از این روشها اگر از آن استفاده نشود ضرری متوجه محیط زیست نمیشود مثلا استفاده از روش زمین گرمایی و یا استفاده از انرژی موج. اما در بعضی دیگر مثل استفاده از زباله موضوع فرق میکند. اگر فرض بر این باشد که فعالیت انسان و زندگی او لاجرم یکسری زباله درست میکند، این زباله چه بخواهیم و چه نخواهیم بخش بزرگی از آن به اصطلاح شروع به گندیدن میکند که حاصل آن گاز متان است. گاز متان، گازی با اثر گلخانه ای بسیار بالا است. حال یا باید این زباله را که حاوی مقدار زیادی انرژی است مورد استفاده برای مثال برای تولید برق کرد و یا در جایی کود کرد و بگذاریم این رفتهرفته با تولید تدریجی گاز گلخانه ای محیط زیست را آلوده کند. در این مورد استفاده کردن از ذباله برای بدست آوردن انرژی با استقلال سوخت کشور میخواند. برای محیط زیست خوب است اما نسبت به نیروگاهها با سوخت فسیلی گرانتر است.

مصرف و استراتژی انرژی:

مشکل مصرف برق در ایران مضاعف است. هم مصرف سرانه برق نسبت به بافت اقتصادی ایران زیاد است و هم بخش عمده این مصرف در بخش غیر تولیدی است. در بخش مصرف برق در سال ۱۳۸۹ توضیح دادم که بخش عمده برق صرف مصرف غیر تولیدی میشود. حال سؤال این است که اولاً این میزان مصرف معقول است، ثانیاً چه میزان میتوان از تلف شدن برق در نزد مصرف کننده کاهش داد و ثالثاً در کدام بخش از چرخه تولید تا مصرف باید هزینه کنیم که اتلاف برق را به بهترین وجهی کم کند.

بگذارید با اینکه چه میزان اتلاف برق در نزد مصرف کننده است شروع کنیم؟ فرض را بر این گذاشتم که میتوان ۳۰ تراوات ساعت از اتلاف در مصرف کاست. و گمان نزدیک به یقین دارم که بسیار بیشتر از این میشود از اتلاف در نزد مصرف کننده بکاهیم.

نمودار ۱۴ مصرف سالانه مشترکین برق خانگی استانهای مختلف

در نمودار ۱۴ مشاهده میکنید که مناطق گرمسیر بیشترین مصرف خانگی برق را به خود اختصاص دادهاند و این به دلیل استفاده از برق برای خنک کردن اماکن است. همانطور که قبلاً توضیح دادم این مصرف قریب به ۲۸ تروات ساعت برق برای خنک کردن ساختمانها استفاده میشود، که به باور من در بسیاری از مواقع این خنک کردن را میتوان از طریق دیگر که احتیاج زیاد به برق ندارد تهیه کرد، برای مثال از انرژی خورشیدی.

علاوه بر این بسیاری از اتلافها بر اثر کهولت و یا حتا نگذاشتن شرط نزد سازندگان وسایل برقی است که باعث بالا بودن اتلاف است. وضعیت بخش صنعتی از این بهتر نیست. از این رو ۳۰ تراوات ساعت رقم غیر قابل دسترسی نیست. گمان دارم که همه متفق القول هستند که جلوی اتلاف را باید گرفت اما به راستی چرا این جلوگیری صورت نمیگیرد؟ یک دلیلش این است که جلوگیری از اتلاف در بسیاری از مواقع سرمایه لازم دارد. برای مثال عوض کردن وسایل برقی کهنه که برق زیاد مصرف میکنند با وسایلی که برق کمتر مصرف میکنند احتیاج به سرمایه دارد. البته در بعضی از مواقع برای رسیدن به این هدف احتیاج به سرمایه نیست بلکه احتیاج به مدیریت درست است. برای مثال گذاشتن شرط برای تولیدکنندگان داخلی و خارجی که وسایلی که ساخته میشود و حتا آنها که وارد ایران میشوند باید چنان استانداردهایی را داشته باشند که مصرف برق را پایین بیاورند.

اما اگر حتا ایران رژیمی مدنی و حقوق مدار میداشت باز باید این انتخاب را میکرد که این میزان معین پول را در کجا صرف کند تا بیشترین بازدهی را بدهد.

همانطور که در نمودار ۱۵ مشاهده میکنید به ازای هر واحد جلوگیری از اتلاف برق نزد مصرف کننده بیشترین جلوگیری از اتلاف سوخت را در چرخه تولید برق میدهد. یک واحد کم کردن از اتلاف نزد مصرف کننده ارزش برابری آن 1,4 برابر نسبت به کم کردن اتلاف در نیروگاهها است. بنابر این مقرون به صرفه است از اتلاف انرژی نزد مصرف کننده در وهله اول جلوگیری شود.

نمودار ۱۵: نشان میدهد به ازای هر واحد کم کردن از اتلاف در

بخشهای مختلف چه میزان از مصرف سوخت کاسته میشود.

اما همانطور که توضیح دادم سهم مصرف غیر تولیدی برای جامعه ایران بسیار بالا است مخصوصاً سهم تولیدی که برای صادرکردن باشد. نگاهی به نمودار ۱۶ میرساند که وضعیت مصرف برق در استانهای مختلف به چه منوال است. چهار شهر قریب به ۴۷ درصد از کل برق را مصرف می کنند. در جامعه های پیشرفته میتواند مصرف برق در شهرها به این صورت باشد اما در این کشورها اولاً شهرها در بیشتر مواقع مراکز تولیدی هستند، ثانیاً چون جامعه ثروتمند است و بخش خدمات بزرگتر از جامعه های فقیر است بنابر این این مصرف قابل توجیه میتواند باشد، اما در جامعه ما شهرها کم یا بیش مصرف کننده ای بیش نیستند و این توازن را باید عوض کرد و مصرف برق را به جهت تولید سوق داد. البته این جزء سیاست کلان کشوری است و از آنجا که این موضوع در حوزه تخصصی من نیست از نظر دادن در مورد آن خودداری میکنم.

نمودار شماره ۱۶ سهم استانهای مختلف از فروش برق را نشان میدهد.

آیا راهی برای بیرون آمدن از این بحران هست؟

همانطور که مشاهده کردید در حال حاضر انرژی بطور عموم و برق بطور خصوص در بخشهایی از جامعه بکار گرفته میشود که سهم بسیار ناچیز از تولید برای صادرات دارند. و این مصرف رشدی دارد که ادامه آن در یک آینده نه چندان دور غیر ممکن است. علاوه بر این اتلاف نزد مصرف کننده بسیار بالا است. مجموع این عوامل باعث شده است که مصرف سرانه برق نسبت به رشد اقتصادی که جامعه دارد بسیار بالا باشد.

در خصوص تولید باید گفت که برق در نیروگاههای حرارتی با کارایی پایین تولید میشود. حتا اگر اتلاف در بخش تولید سوخت و مصرف را به حساب نیاوریم فقط در بخش تولید و توزیع برق بیش از ۶۲ درصد از انرژی تلف میشود. این اتلاف معادل ۴۱۸ تراوات ساعت یعنی معادل ۲۸۷ میلیون بشکه نفت به ارزش تقریبی ۲۹ میلیارد دلار در سال است. حتا اگر در تولید از روش CHP استفاده نکنیم و همان سیکل ترکیبی با کارایی حداقل 50 درصد را در نظر بگیریم و در توزیع افت برق را به 10 درصد برسانیم در این صورت معادل 100 میلیون بشکه نفت در سال به ارزش تقریبی 10 میلیارد دلار می توانستیم پس انداز داشته باشیم.

این مصرف لجام گسیخته علاوه بر باد دادن هست و نیست جامعه، شهرها و روستاها را چنان آلوده کرده که زندگی کردن در آنها را سخت آزار دهنده کرده است. در معیار جهانی، بسیاری بر این باور هستند که گازهای گلخانه ای سبب تغییر آب و هوا هست. در این صورت ایران با این مصرف و اتلاف سوختهای فسیلی یکی از مسببان این تغییر است. تغییری که بنابر کارشناسان برای بخش بزرگی از ایران خشکسالی به ارمغان خواهد داشت. حال راه گریز چیست و چه باید کرد؟

فرض را بر این بگیریم که فردای ایران رژیمی کاردان و دلسوز و حقوق مدار بر سر کار باشد. مشکلاتی که دولتمردان درپیش خواهند داشت به قرار زیر است.

1.کمبود سرمایه

2.تضاد بین هدفهای بلند مدت و کوتاه مدت

اینکه در اینجا بتوان استراتژی انرژی و یا تولید و توزیع و مصرف برق را ترسیم کرد، نه کاری ساده ای است و نه در حال حاضر شدنی است. زیرا این استراتژی می باید با بخشهای دیگر اقتصاد بیگانه نباشد. اما بعضی از خطوط اصلی را میتوان برای این استراتژی ترسیم کرد.

در قلمرو تولید برق برای مثال در سبد انرژی باید آن بخش از انرژی را که با استقلال و اقتصاد و محیط زیست در تزاحم است هر چه زودترحذف کرد. نمونه بارز آن انرژی اتمی است که هر چه زودتر باید از سبد انرژی ایران برداشته شود. از آنجا که ایران سوخت فسیلی ارزان در اختیار دارد تمامی بدیلهای دیگر تولید برق گرانتر برای جامعه تمام میشود. جامعهای که با کمبود سرمایه مواجه است و برای اینکه کارخانه ها چرخش به گردش بیفتد چارهای ندارد که در کوتاه مدت از این سوختها استفاده کند. در ضمن ایران با دارا بودن منابع غنی باید در حوزه تحقیق برای پیدا کردن راه حل جهت از بین بردن نکات منفی این سوختها اقدام بکند. برای مثال پیدا کردن روشهای ارزانتر برای جداسازی گاز گلخانه ای دی اکسید کربن.

در مورد انرژیهای تجدید پذیر بخصوص انرژی خورشیدی و بادی باید گفت که درست است که بطور کلی این نوع تولید گرانتر از سوخت فسیلی است، اما در بسیاری از مواقع میتواند ارزانتر و بهتر از سوخت فسیلی باشد. برای مثال مناطقی که از شبکه برق رسانی به دور هستند و یا احتیاج به انرژی با اکسرژی پایین مثل گرم کردن و یا سرد کردن خانهها دارند، میتوانند انرژی تجدیدپذیر جایگزین خوبی برای برق شبکه حاصل از سوختهای فسیلی باشد. علاوه بر این از آنجا که ایران دسترسی به هردوی این منابع انرژی تجدید پذیر را دارد، بخصوص انرژی خورشیدی که تناوب آن با الگوی مصرف ایران همخوانی دارد باید هر پروژه احداث نیروگاه این نوع انرژی جزء بدیلهایی باشد که مورد بررسی قرار گیرد . چه بسا در موردی خاص این بدیل بهتر با ساخت برنامه دراز مدت اقتصاد ایران همخوانی داشته باشد.

در بخش مصرف بطور بارز میتوان گفت که می باید جهت مصرف را به تولید بازگرداند. در ضمن یاد گرفت برق که مرغوبیت انرژی آن بسیار بالا است در مواردی که مرغوبیت کم احتیاج دارد استفاده نشود. دو وسیله برای اینکار بیشتر در دسترس نیست، یکی قیمت و دیگری ارگانهایی که بتوانند حافظ استانداردها باشند. برای مثال اگر قیمت برق را در بخشهای تولیدی بیش از حد پایین بیاوریم در آن صورت میل اقتصادی به صرفه جویی را در این بخشها به مقدار زیادی پایین آوردیم. این ارگانهای بیطرف هستند که می باید دائم به هدفهای گذاشته شده برای صرفه جویی با تعیین استانداردها رسیدگی کنند.

امیدوارم خوانندگان را در این مقاله کوتاه متوجه مسائل اساسی در زمینه تولید برق در ایران کرده باشم و این هشدار را درک کرده باشند که ما با وضعیت فاجعه آمیزی در ایران در این زمینه روبرو هستیم. نیک واضح است که راه حلها تنها در نظامی که آزادی بیان و آزادی گردش اطلاعات را تضمین کند امکان عمل پیدا می کنند. امیدوارم این مطلب باعث شود بحثهای جدی با دیدگاههای مختلف در باره سیاست تولید انرژی آغاز شوند.

مجید محمدی محقق

mohaghegh.majid@gmail.com

۲۰۱۲/۰۸/۰۲