خبرگزاری علت
نیروگاههای زغالسنگی، گازی، نفتی و هستهای، در تعریف کلی نیروگاههای حرارتی قرار میگیرند. در مجموع، ۶۸درصد برق جهان توسط نیروگاههای حرارتی تولید میشود که اگر میانگین بگیریم، بازدهی مورد انتظار آنها حدود ۴۰درصد است. با این حال، زمانی که درباره راندمان نیروگاهها صحبت میکنیم، باید میان دو نوع راندمان تفاوت قائل شویم و آن راندمان فنی- اقتصادی و ضریب ظرفیت نیروگاهها است. اعدادی که معمولا برای راندمان نیروگاههای حرارتی بیان میشوند، عمدتا راندمانهای اقتصادی هستند. منظور از راندمان ۴۰درصد این است که اگر ۱۰۰واحد انرژی به نیروگاه داده شود، ۴۰واحد انرژی الکتریک از آن دریافت میشود. این مفهوم، در ذات خود، بازدهی اقتصادی و در برخی موارد بازدهی فنی است؛ اما نوع دیگری از بازدهی نیز وجود دارد که اساسا اقتصادی نیست و به آن «ضریب ظرفیت» گفته میشود.
پیش از تعریف ضریب ظرفیت، باید توضیح داد که چرا تفاوت میان این دو مفهوم اهمیت دارد؛ وقتی گفته میشود ۱۰۰واحد انرژی وارد نیروگاه میشود و ۴۰ واحد انرژی دریافت میشود، مساله این است که آن ۱۰۰واحد انرژی دارای هزینه است. به عبارت دیگر، ۱۰۰تومان برای انرژی ورودی پرداخت میشود و در مقابل، ۴۰تومان انرژی دریافت میشود. بنابراین، ارزش اقتصادی انرژی ورودی در محاسبه بازدهی اهمیت دارد. این دو مفهوم گاهی با یکدیگر اشتباه گرفته میشوند. برای مثال، گاهی گفته میشود بازدهی نیروگاههای خورشیدی ۲۲درصد است. این گزاره از یک منظر درست است؛ به این معنا که وقتی ۱۰۰واحد انرژی تابشی به پنلهای خورشیدی وارد میشود، در بهترین حالت ۲۲ واحد برق از آن دریافت میشود؛ اما با فناوری امروز، اگر گفته شود بازدهی اقتصادی نیروگاه خورشیدی ۲۲درصد است، این گزاره دقیق نیست.
در واقع، ضریب ظرفیت آن ۲۲درصد است. دلیل آن این است که آن ۱۰۰واحد انرژی خورشیدی که به پنل تابیده شده، رایگان است و برای آن پولی پرداخت نشده است. بنابراین، اگر ۳۲واحد انرژی برای مصرفکننده ایجاد شود، ارزش انرژی ورودی همچنان صفر است. در مورد نیروگاههای بادی نیز وضعیت مشابه است. ضریب ظرفیت نیروگاه بادی تابع سرعت باد و منطقهای است که نیروگاه در آن نصب شده است. برای مثال، ممکن است ضریب ظرفیت یک نیروگاه در یک منطقه بیش از ۵۰درصد یا حتی ۶۰درصد باشد. اگر این عدد را بازدهی تعریف کنیم، از منظر اقتصادی تعریف درستی نخواهد بود؛ زیرا نمیتوان گفت ۱۰۰ واحد انرژی جنبشی از باد دریافت کردهایم و ۶۰واحد انرژی تحویل گرفتهایم. این عدد در واقع ضریب ظرفیت است؛ اما نمیتوان آن را بازدهی اقتصادی دانست؛ زیرا بابت انرژی باد هزینهای پرداخت نشده است.
نکته جالب اینجاست که اگر صرفا از منظر اقتصادی به مساله نگاه کنیم و راندمان نیروگاههای بادی و خورشیدی را در نظر بگیریم، این راندمان نه ۲۲درصد است و نه ۶۰درصد، بلکه بینهایت است؛ چراکه زیرا اگر سرمایهگذاری ثابت را برای لحظهای کنار بگذاریم و فقط ارزش انرژی ورودی را در نظر بگیریم، انرژی ورودی صفر تومان است و انرژی خروجی دارای ارزش اقتصادی است. بنابراین، وقتی انرژی ورودی صفر تومان و انرژی خروجی ۱۰۰ تومان باشد، بازدهی اقتصادی به سمت بینهایت میل میکند. در نتیجه، باید تاکید کرد که در مورد انرژیهای تجدیدپذیر اساسا مسالهای از بابت راندمان نداریم؛ زیرا برای انرژی ورودی آنها هزینهای پرداخت نمیکنیم.
در ایران اما وضعیت متفاوت است. بیشترین سهم تولید برق کشور در اختیار نیروگاههای حرارتی است. بیش از ۹۰درصد برق کشور از نیروگاههای حرارتی تامین میشود و بخش عمده آن نیز گازی است. در واقع، وابستگی ما به گاز بسیار بالاست و حدود ۷۲درصد از بخش نیروگاهی کشور به گاز وابسته است. اگر بخواهیم صرفا راندمان نیروگاههای حرارتی را با یکدیگر مقایسه کنیم، آخرین آماری که درباره متوسط راندمان نیروگاههای کشور ارائه شده، حدود ۳۹ تا ۴۰درصد است. البته باید توجه کرد که با توجه به سهم بالای نیروگاههای گازی در کشور، ظرفیت افزایش راندمان وجود دارد. راندمان نیروگاههای گازی میتواند به ۴۸ یا ۵۰درصد برسد و حتی از نظر فنی و با فناوری روز، امکان دستیابی به راندمان ۶۲درصد نیز وجود دارد. عدد ۴۸درصد که پیشتر ذکر شد، در واقع متوسط مورد انتظار نیروگاههای گازی در جهان است؛ اما از نظر فناوری، نیروگاه گازی میتواند به راندمان ۶۲درصد نیز برسد. مساله این است که چه عواملی بر راندمان نیروگاهها اثر میگذارند و چرا راندمان نیروگاههای گازی ما، با وجود این ظرفیت، در سطح بالاتری قرار ندارد؟
یکی از عوامل، عمر نیروگاههاست؛ متاسفانه حدود ۱۸درصد نیروگاههای کشور که همگی نیز در گروه نیروگاههای حرارتی قرار میگیرند، بیش از ۳۰سال عمر دارند. حتی نیروگاههایی با راندمان بسیار پایین نیز در کشور وجود دارد. در برخی موارد گفته شده است که حتی نیروگاههایی با راندمان ۱۲درصد نیز در کشور وجود دارند. چنین نیروگاههایی در واقع بیشتر کارخانه تولید حرارت و دود هستند و برق، محصول جانبی آنهاست. یکی از دلایل اینکه نتوانستهایم راندمان نیروگاهها را بیش از این افزایش دهیم، عمر مفید نیروگاههاست.
عامل دوم که با این موضوع ارتباط دارد، فناوری است. این مساله بسیار مهم است. نیروگاهی که فناوری آن متعلق به ۳۰ یا ۴۰سال پیش است، طبیعتا نمیتواند همان راندمان فناوری امروز را داشته باشد. عامل بعدی، تعمیر و نگهداری است. بهدلیل نگهداری نامناسب، تحریمها و عدم امکان تامین قطعات مورد نیاز، نیروگاههای ما زودتر مستهلک شدهاند و پیرتر شدهاند و به نوعی با پیری زودرس مواجه شدهاند. عامل بعدی، دماست. هنگامی که در تابستان هوا گرم میشود و مجبور هستیم نیروگاهها را با بار کامل یا اصطلاحا فوللود به کار بگیریم، دما افزایش پیدا میکند و راندمان نیروگاه کاهش مییابد. راندمان نیروگاه با دمای کاری یا Operating Temperature رابطه معکوس دارد. به عبارت دیگر، هرچه دمایی که نیروگاه در آن کار میکند بالاتر باشد، راندمان آن پایینتر میآید.
در هوای گرم و بهویژه در اوج تابستان، زمانی که نیروگاه با بار کامل کار میکند، دمای کاری آن افزایش مییابد و این وضعیت مانند یک تنور در داخل نیروگاه عمل میکند و راندمان را پایین میآورد. این موارد از مباحثی است که در دانشگاه نیز تدریس میشود. عامل آخر، ارتفاع از سطح دریاست. هرچه ارتفاع از سطح دریا بیشتر باشد، راندمان نیروگاه کاهش مییابد. مجموعه این عوامل باعث شده است که نتوانیم راندمان متوسط نیروگاههای کشور را ارتقا دهیم. با این حال، باید توجه داشت که اگر روزی بتوانیم سهم قابلتوجهی از برق کشور را از منابع تجدیدپذیر، یعنی انرژی بادی و خورشیدی، تامین کنیم، بهطور خودکار راندمان کلی سیستم به عددی نزدیک به ۱۰۰ درصد خواهد رسید.اما مشکل اصلی کشور در رابطه با تلفات، در بخش تولید نیست و در بخش انتقال نیز نیست؛ مشکل اصلی در حلقه آخر زنجیره، یعنی بخش توزیع، قرار دارد. برای مثال، در بخش توزیع، بهدلیل اینکه شبکه خود را بازسازی نکردهایم، ترانسفورماتورهای ما قدیمی هستند. ترانسفورماتوری که ۳۰سال پیش نصب شده است، طبیعتا نمیتواند با راندمانی که فناوری امروز امکانپذیر کرده است، کار کند. وضعیت کابلها نیز به همین شکل است.
همچنین برق یا انرژی الکتریکی را با استفاده کافی از سطوح بالای ولتاژ به مصرفکننده منتقل نکردهایم. هرچه ولتاژ افزایش پیدا کند، جریان کاهش مییابد و از آنجا که توان الکتریکی حاصلضرب ولتاژ و جریان است با کاهش جریان، تلفات نیز کاهش پیدا میکند. تمام این موارد به معنای بازسازی و ارتقای سطح فناوری در شبکه توزیع است. متاسفانه شبکه توزیع کشور، درحالیکه بسیار گسترده است، عمر بالایی نیز دارد و به همین دلیل بیشترین تلفات را در بخش توزیع داریم. همین نکته را باید درباره بخش انتقال نیز مورد توجه قرار داد. در بخش انتقال نیز سرمایهگذاری کافی انجام ندادهایم. البته تلفات بخش انتقال نسبت به بخش توزیع کمتر است؛ اما بهدلیل حجم بسیار بالای توان، این موضوع نیز به هیچ عنوان کماهمیت نیست.
در جهان چه اتفاقی افتاده است؟
در حال حاضر فرض کنید بیشترین و بالاترین ولتاژی که در شبکه انتقال کشور استفاده میشود، حدود ۴۰۰ یا ۴۲۰کیلوولت است. در جهان، ولتاژ انتقال افزایش یافته و به سطوح بالاتری، از جمله حدود ۷۶۵کیلوولت، رسیده است. بهویژه در بخش انتقال جریان مستقیم، فناوری HVDC یا High Voltage Direct Current مورد استفاده قرار گرفته است. در این فناوری، برق متناوب یا AC که تولید میشود، ابتدا به جریان مستقیم یا DC تبدیل میشود، سپس با ولتاژ بالا انتقال پیدا میکند و در مقصد دوباره به جریان متناوب تبدیل میشود و ولتاژ آن کاهش مییابد تا به مصرفکننده برسد. مزیت HVDC در مقایسه با AC این است که تلفات آن بهمراتب کمتر است. ما در این حوزهها سرمایهگذاری کافی انجام ندادهایم و در نتیجه، هم در بخش تولید، هم در انتقال و هم در توزیع، بهویژه در بخش توزیع، نمیتوانیم ادعا کنیم که همگام با پیشرفت فناوری، شبکه خود را ارتقا داده و با استفاده از فناوری روز، تلفات را به حداقل رساندهایم.
در مورد هزینههای اولیه نیروگاههای تجدیدپذیر نیز باید پرسید که هزینه اولیه این نیروگاهها، با توجه به راندمان بالایی که به دلایل مذکور دارند، چگونه است و چرا به سمت توسعه این نیروگاهها حرکت نمیکنیم. آیا دلیل آن نبود فناوری و ضرورت واردات فناوری است یا هزینه اولیه بالای این نیروگاهها؟ پیش از پاسخ به این پرسش، باید به یک عدد دیگر نیز اشاره کرد تا بحث کامل شود. در جهان، زمانی که ۱۰۰ دلار در تولید برق سرمایهگذاری میشود، بهطور متوسط ۶۰دلار آن در بخش تولید هزینه میشود و ۴۰دلار، یعنی ۴۰درصد، به انتقال و توزیع اختصاص پیدا میکند. ما در ایران چنین کاری نکردهایم. تقریبا تمام منابع خود را در بخش تولید سرمایهگذاری کردهایم و در نتیجه، بخش انتقال و توزیع ما از نظر سطح فناوری و زیرساخت، عقب افتاده است.
خوشبختانه در ایران که هر سه مولفه لازم برای توسعه انرژی تجدیدپذیر برای توسعه انرژیهای تجدیدپذیر یعنی ظرفیت، نیروی انسانی و فناوری را در اختیار داریم. ایران از دهه۴۰ تا امروز بیش از ۶دهه است که کار صنعتی میکند. در نتیجه، میتوانیم همه اجزای یک نیروگاه بادی را در ایران بسازیم؛ اما از نظر اقتصادی ساخت همه این اجزا بهصرفه نیست؛ زیرا این موضوع به تیراژ و میزان تقاضا بستگی دارد. به همین دلیل هم هست که مثلا پیشنهاد میشود پنل خورشیدی را از چین وارد کنیم؛ چراکه میزان مصرف و تقاضای بازار ما آنقدر نیست که هزینه سالانه ۲میلیارد دلار برای این امر را توجیه کند. ایران در زمینه نیروگاههای خورشیدی عقبمانده زیرا دولت در صنعت انرژی و بهویژه برق تصدیگری میکند و وزارت نیرو در رقابت مستقیم با بخش خصوصی قرار دارد. اگر در یک مسابقه فوتبال که دو تیم حضور دارند سوت داوری را به دهان کاپیتان تیم مقابل بدهید، این تیم همیشه برنده از زمین بیرون میآید. وزارت نیرو هم در بازار انرژی همزمان که متصدی است، تولیدکننده است به همین دلیل هم انگیزه برای فعالیت بخش خصوصی وجود ندارد؛ چراکه هیچ فعال بخش خصوصی حاضر نیست با نهادی مانند ساتبا رقابت کند.
* استاد تمام دانشگاه صنعتی شریف
سرمقاله امروز روزنامه دنیای اقتصاد را بشنوید:
نظر شما