برق را برای روز مبادا پس‌انداز کنیم
گروه انرژی| مهدی نیکوئی|
«دیوانه‌وار» تنها واژه‌یی است که می‌تواند رشد مصرف برق در سال‌های گذشته را توصیف کند. براساس آمارهای رسمی و غیررسمی منابع داخلی و خارجی، متوسط رشد پیک مصرف برق در سال‌های گذشته 6درصد بوده است. این رقم در سال جاری به 7 تا 8درصد هم رسید. اما نکته آنجا است که برقی که زیرساخت رشد و توسعه اقتصادی به شمار می‌رود هم فراتر از نرخ رشد اقتصادی مصرفش افزایش می‌یابد و هم فراتر از رشد جمعیت کشور. تنها شاید افزایش دمای هوا و تغییر رفتارهای مصرفی مشترکین بتواند این رشد سریع و تقریبا مهارگسیخته را توجیه کند.
رشد مصرف برق در حالی رقم می‌خورد که تعرفه‌های قیمتی بسیار پایین‌تر از بهای تمام شده هر کیلووات برق تولید شده است. این مساله به گفته مسوولان و کارشناسان صنعت برق 2 پیامد توأمان دارد. نخست آنکه مردم تصور «وفور» برق می‌کنند و در استفاده از آن، حساب شده عمل نمی‌کنند. دوم آنکه هر مقدار برق بیشتری فروخته می‌شود، بدهی‌های صنعت برق هم بیشتر می‌شود.
در این شرایط، آنگونه که اسدلله صبوری، نایب‌رییس سندیکای شرکت‌های تولیدکننده برق در سومین کنگره نفت و نیرو عنوان کرد، «تاکنون صنعت برق به‌دنبال تامین تقاضا بوده و به‌دنبال تقاضا دویده است، اما اکنون ادامه این وضعیت امکان‌پذیر نیست.» وی راهکار عبور از این بحران را مدیریت تقاضا و اصلاح تعرفه‌های قیمتی می‌داند. این راهکار با وجود نیاز اساسی که به آن احساس می‌شود، تنها راهی نیست که می‌توان انجام داد و در کنار آن امکان به‌کارگیری یک راهکار مکمل و بنیادین دیگر وجود دارد.
در همان کنگره نفت و نیرو، زمانی که علیرضا یزدی‌زاده، نماینده شرکت مپنا درباره ظرفیت‌ها و توانمندی‌های شرکتشان صحبت می‌کرد، راهکار مکمل مدیریت درمان تقاضا را مطرح کرد که با استقبال هوشنگ فلاحتیان، معاون وزیر نیرو در امور برق مواجه شود. یزدی‌زاده مساله باتری‌سازی و ذخیره برق را مطرح کرد که باعث می‌شود بتوان از لزوم همزمان تولید و مصرف برق کاست و برق تولیدی را در زمان‌های دیگر مورد استفاده قرار داد.
ذخیره‌سازی چه اندازه مورد نیاز است؟
فلاحتیان در واکنش به پیشنهاد توسعه باتری‌سازی و ذخیره برق برای مصرف در آینده عنوان کرد: اگر چنین راهی عملی شود، بسیاری از مشکلات صنعت برق حل می‌شود؛ چرا که پیک مصرف تنها حدود 200 یا 300 ساعت ادامه دارد و تمام زیرساخت‌ها، نیروگاه‌ها و شبکه‌های انتقال و توزیعی که ساخته می‌شوند، تنها براساس میزان مصرف برق در این بازه 200 تا 300 ساعتی بوده و پس از آن نیاز چندانی به آنها نیست.
حمید چیت‌چیان، وزیر پیشین نیرو نیز چند روز قبل و در ایین آغازین کنفرانس بین‌المللی برق به مساله پیک مصرف و مشکلات ناشی از آن پرداخت. وی گفت: پیک مصرف برق در سال جاری به بیش از 55 هزار مگاوات رسید و هم‌اکنون این رقم حدود 37 یا 38 هزار مگاوات است و در ماه‌های آینده کمتر از این نیز خواهد شد.
براساس محاسبات تعادل از آمارهای رسمی توانیر، نیروگاه‌های کشور، بطور متوسط زمان زیادی را نباید برای تامین برق مصرفی مشترکان به فعالیت و تولید برق مشغول باشند. میانگین فعالیت نیروگاه‌ها در سال، تنها 13 ساعت در هر شبانه‌روز است. به عبارت دیگر، اگر هر کدام از نیروگاه‌های کشور بطور میانگین در هر شبانه‌روز 13 ساعت را به تولید برق مشغول باشند و بتوان برق تولیدی را با ذخیره‌سازی در زمان‌های خاموشی نیروگاه‌ها و پیک مصرف مصرف کرد، تمام نیاز داخلی به مصرف برق، تامین خواهد شد. این مساله به معنای آن است که بطور میانگین 54درصد از توان تولید برق کشور برای تامین تقاضا کافی است و در عین حال، برای تامین برق در زمان پیک مصرف، این رقم باید به نزدیک 100درصد برسد. حتی با این وجود نیز، در سال جاری نیاز شد تا 4 تا 5 هزار مگاوات (نزدیک به 8درصد از پیک مصرف) پیک‌سایی شود تا خطر خاموشی برطرف شود. اما شاید هیچکدام از مسافران مترو فراموش نکنند که با وجود سخنان مسوولان برقی کشور مبنی بر آنکه رفاه کسی خدشه‌دار نشده، ایستگاه‌های مترو در 2 ماه پایانی تابستانی بسیار گرم و غیرقابل تحمل بودند. احتمالا سیستم‌های سرمایشی این ایستگاه‌ها در راستای کاهش بار مصرف برق، خاموش شده بودند.
در هر صورت، به گفته چیت‌چیان، نوسان شدید مصرف برق، باعث افزایش چشمگیر هزینه‌های تولید می‌شود و این موضوع برخلاف خواسته مشترکین است؛ هر چند مشترکین برق در ایران، بهای واقعی آن را نمی‌پردازند. دلیل افزایش هزینه‌های تولید برق آن است که نیروگاه‌های مازاد در زمان کاهش مصرف برق و با وجود فعالیت نداشتن، همچنان مبالغی تحت عنوان «هزینه آمادگی» از سازمان‌های مربوطه دریافت می‌کنند.
افزایش سریع پیک مصرف به معنای آن است که باید در هر 10 سال، تمام تاسیسات تولید، انتقال و توزیع برق 2 برابر شوند. با توجه به آنکه بسیاری از نیروگاه‌های کشور (براساس برخی از آمار، 25 مورد از آنها) در آستانه بازنشستگی قرار دارند و با این شرایط، امکان جایگزینی آنها با نیروگاه‌های جدیدتر وجود ندارد. اما نیاز به باتری‌های ذخیره‌سازی برق برای مصرف در زمان پیک مصرف، تنها محدود به هزینه‌های تامین برق به شیوه کنونی نمی‌شود و مسائل دیگری هم در این بین، باید دیده شوند.
یکی از این مسائل، آلایندگی است. در حال حاضر، براساس آمارهای کتاب حقائق جهان که سازمان اطلاعات امریکا (سیا) آن را منتشر می‌کند، ایران هشتمین کشور تولیدکننده گازهای گلخانه‌یی جهان (منتشرکننده کربن) جهان است. این رقم را اگر بر حجم اقتصاد ایران یا جمعیت کشور تقسیم کنیم، حتی ممکن است ایران سومین کشور عامل گرمایش جهانی به حساب‌اید. در چنین شرایطی، آنطور که چیت‌چیان عنوان می‌کند، در زمان‌های پیک مصرف مجبور می‌شویم از 100درصد ظرفیت نیروگاهی خود استفاده کرده و به این صورت علاوه بر وارد مدار شدن نیروگاه‌های فرسوده و آلاینده، از مازوت هم برای خوراک برخی از آنها استفاده می‌شود که آلودگی و نارضایتی شهروندان را در پی دارد.
از دیگر مسائلی که باید به آن توجه کرد، ظرفیت‌ها و برنامه‌های کشور برای توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر است. ایران به دلیل بیابان‌های گسترده، عرض جغرافیایی مناسب و پستی و بلندی‌های فراوان، هم سهم قابل توجهی از تابش خورشید دارد و هم بادهای فراوانی را به خود می‌بیند. در کنار این پتانسیل چشمگیر، ایران براساس پیمان آب‌وهوایی پاریس هم ملزم به آن شده تا برای جلوگیری از گرمایش زمین، ظرفیت تولید برق از انرژی‌های تجدیدپذیر خود را در ظرف چند سال، چند برابر کند. این انرژی‌ها با وجود سرمایه‌گذاری‌های اولیه سنگین، به‌شدت هزینه‌های جاری را کاهش می‌دهند و ظرف چند سال، سرمایه مورد نیازشان به بازدهی خواهد رسید. اما مشکل آنجا است که تولید برق از این نیروگاه‌ها، بستگی کامل به شرایط جوی دارد و در ساعاتی از روز و هفته، فعالیتی ندارند. در این شرایط، نیاز است تا نیروگاه‌هایی مکمل در کنار آنها قرار بگیرد و البته اگر بتوان برق تولیدی آنها را ذخیره کرد، به راحتی می‌توان در زمان‌های پیک مصرف مورد استفاده قرار داده و برنامه‌ریزی‌های بهتری انجام داد.
وضعیت باتری‌های ذخیره‌سازی
توسعه و استفاده از باتری‌های ذخیره‌سازی در صنعت برق کشور و جهان تحت تاثیر 2 چالش اساسی آنها است: هزینه و قابلیت کاربرد. براساس گزارش اویل پرایس، سیستم‌های ذخیره‌سازی مورد استفاده در حال حاضر، برای هر کیلووات ساعت ذخیره برق، 100 دلار یا بیشتر هزینه در بر داشته و در بسیاری از مناطق نیز قابلیت اتصال به نیروگاه‌ها را ندارند. 100 دلار رقم بسیار بالایی است و بعید به نظر می‌رسد جز برای موارد بسیار خاص، توجیه اقتصادی داشته باشد. با این شرایط، باتری‌های ذخیره‌سازی مانند یک رویای دست‌نیافتنی برای صنعت برق باقی خواهد ماند.
با وجود این، هفته گذشته، محققان دانشگاه ام‌آی‌تی امریکا خبر از پیشرفت در پروژه‌یی دادند که می‌تواند به منزله مژده پیشرفتی شگرف در مسیر ذخیره‌سازی برق باشد. آنها خبر دادند که یک باتری «تنفس‌کننده هوا» ساخته‌اند که قادر است برق را برای مدتی طولانی و با هزینه 20 دلار در هر کیلووات ذخیره‌سازی کند. وارد مباحث فنی شدن این تحقیق، خارج از تحمل این مقاله است اما بطور کلی، شیوه شارژ و تخلیه این باتری، با استفاده مستقیم از اکسیژن است و به همین دلیل، نام تنفس‌کننده برای آن انتخاب شده است.
در هر صورت، چنین اختراعی به معنای شروع دستیابی به باتری‌هایی بسیار ارزان‌قیمت و کارا است. این باتری‌ها بر خلاف باتری‌های قابل شارژ رایج در صنایع مختلف که معمولا از لیتیوم و کبالت (به‌شدت کمیاب و گرانقیمت) استفاده می‌کنند، ترکیبی از سولفور و اکسیژن در خود دارند که قیمتشان را بسیار پایین آورده است. کل هزینه شیمیایی این سیستم‌های ذخیره‌سازی جدید، حدود 3درصد هزینه‌های شیمیایی باتری‌های لیتیومی است و در عین حال می‌توانند برق را برای مدت‌هایی طولانی ذخیره کنند.
تنها مشکل این باتری‌های جدید، شدت انرژی آنها است که اندکی کمتر از باتری‌های لیتیومی مرسوم است. به عبارت دیگر، برای ذخیره هر واحد برق، نیاز به فضای نسبتا بیشتری وجود دارد. با این وجود، مزیت بسیار برجسته دیگر آنها، قابلیت ساختشان در ابعاد بسیار بزرگ‌تر است که باعث می‌شود بتوان حجم قابل توجهی از برق را ذخیره‌سازی کرد و آن را در زمان مورد نیاز به استفاده رساند؛ حتی اگر لازم باشد ماه‌ها از ذخیره برق باتری ساخته شده استفاده کرد. این موضوع علاوه بر امکان رها شدن از نوسان شدید میزان مصرف برق، امکان بهره‌بردن از برق تولید شده به وسیله منابع غیرقابل پیش‌بینی مانند باد و خورشید را فراهم می‌آورد.
