چند راهکار کوتاه‌مدت برای رفع ناترازی برق

ظرفیت رزرو شبکه درحقیقت مازاد ظرفیت واحدهای نیروگاهی نصب‌شده نسبت به میزان حداکثر نیاز مصرف است. میزان ظرفیت رزرو یکی از شاخص‌های مهم در امر بهره‌برداری از شبکه‌های برق‌رسانی است. برای روشن شدن موضوع به مثال‌های زیر توجه فرمایید:

مجموع ظرفیت نیروگاهی نصب‌شده در کشور ژاپن در پایان سال۲۰۲۰ به میزان ۳۱۲۸۰۰مگاوات بوده درصورتی‌که حداکثر تقاضا در آن سال در حدود ۱۵۹۲۰۰مگاوات بوده است. به‌عبارتی میزان ظرفیت رزرو شبکه برق ژاپن معادل ۴۹.۱درصد و ظرفیت نصب‌شده تقریبا دوبرابر نیاز مصرف بوده است. حال اگر همین موضوع را برای چند کشور آسیایی و همسایه ایران بررسی کنیم، نتایج جالبی را مشاهده خواهیم کرد.

مجموع ظرفیت نیروگاهی نصب‌شده در کشور هندوستان در پایان مه۲۰۲۴ برابر ۴۴۲۸۷۰مگاوات بوده درصورتی‌که حداکثر تقاضای مصرف در آن سال در حدود ۲۶۰هزارمگاوات بوده است. به‌عبارتی میزان ظرفیت رزرو شبکه برق هند معادل ۴۱.۳درصد بوده است.

پاکستان تا پایان سال۲۰۲۱ دارای مجموع ظرفیت تولید برق به میزان ۴۱۵۵۷مگاوات بوده است؛ درصورتی‌که حداکثر تقاضای برق در آن سال ۳۱هزار مگاوات ثبت شده است. به عبارتی میزان ظرفیت رزروی در حدود ۲۵.۴درصد داشته است.

ترکیه در حال حاضر حدود ۱۱۰هزار مگاوات ظرفیت نصب‌شده دارد و بیشترین تقاضای مصرف برق در ترکیه در سال۲۰۲۴ در حدود ۵۵۵۵۶ مگاوات بوده است. به‌عبارتی میزان ظرفیت رزروی در حدود ۴۹.۵درصد داشته است. یعنی تقریبا دوبرابر نیاز مصرف کشورشان ظرفیت نیروگاهی نصب‌شده داشته‌اند. اما اگر به کشورمان برگردیم میزان ظرفیت نیروگاهی نصب‌شده تا پایان خرداد۱۴۰۳ برابر ۹۳۳۱۶مگاوات بوده است درصورتی‌که حداکثر تقاضای برق در پیک بار تابستان۱۴۰۳ برابر ۷۹۹۲۷مگاوات بوده است. یعنی ظرفیت رزرو شبکه در حدود ۱۴.۳درصد ظرفیت نصب‌شده است.

این نکته نیز حائز اهمیت است که وقتی صحبت از ظرفیت نصب‌شده می‌کنیم منظور ظرفیت اسمی واحدهای تولید نیروگاهی است و در واقع ظرفیت عملی واحدهای نیروگاهی به‌مراتب کمتر از این مقدار است که بستگی به برخی پارامترهای فنی و شرایط محیطی دارد. بنابراین می‌توان گفت حداکثر قدرت عملی واحدهای نیروگاهی ما در کشور در بهترین شرایط در حدود ۶۲ تا ۶۵ هزار مگاوات خواهد بود؛ درصورتی‌که میزان مصرف در تابستان سال جاری ۷۹۹۲۷ مگاوات بوده است. حال درنظر بگیرید در این شرایط برخی واحدهای نیروگاهی به‌دلیل نقص فنی، کمبود گاز، کاهش ذخایر آب پشت سدهای نیروگاه‌های برق آبی از مدار تولید خارج شوند. بنابراین ناترازی به مراتب بیشتر از این مقدار خواهد شد.

طبق اخبار منتشرشده و آمارهای اعلام‌شده میزان ناترازی برق کشور در سال جاری در حدود ۱۸هزار مگاوات بوده است که پیش‌بینی می‌شود این مقدار در سال آینده به ۲۴ تا ۲۵هزار مگاوات برسد که قطعا مشکلات فراوانی را برای بخش‌های مختلف جامعه ایجاد خواهد کرد.

وقتی صحبت از ظرفیت نیروگاهی می‌کنیم، انواع نیروگاه‌های تولید برق مورد نظر است و منظور فقط نیروگاه‌های حرارتی نیست. یکی از مشکلاتی که امروزه صنعت برق کشور با آن مواجه است، عدم توسعه نیروگاه‌های تجدیدپذیر طی سال‌های اخیر است؛ به‌طوری‌که به‌رغم شرایط مناسب کشور از لحاظ جغرافیایی و آب و هوایی، کل ظرفیت نصب‌شده نیروگاه‌های تجدیدپذیر کشور تا پایان شهریورماه ۱۴۰۳ در حدود ۱۱۹۲مگاوات یعنی چیزی حدود ۱.۳درصد ظرفیت نیروگاهی نصب شده است. به‌همین خاطر وقتی در زمستان با کمبود و افت فشار گاز روبه‌رو می‌شویم به اجبار برخی از واحدهای گازی از مدار تولید خارج می‌شوند و ما باز در زمستان مجبور به اعمال خاموشی خواهیم بود.

برای حل مشکل فوق نیروگاه‌های ما باید در تابستان و به مرور نسبت به ذخیره‌سازی سوخت جایگزین که گازوئیل و مازوت است، اقدام کنند و درصورت عدم ذخیره‌سازی به موقع سوخت، خروج برخی واحدهای گازی در زمستان اجتناب‌ناپذیر خواهد بود؛ اتفاقی که در زمستان۱۳۹۹ نیز رخ داد و در زمستان امسال نیز شاهد آن بودیم. بنابراین یکی از موارد ایجاد ناترازی برق در کشور عدم توسعه ظرفیت نیروگاهی طی سال‌های گذشته و عدم تنوع در تولید برق و وابسته بودن بیشتر تولید برق کشور به سوخت گاز بوده است. در این چکیده به هیچ عنوان قصد ندارم که سیاستگذاری برخی افراد یا نهادهای تصمیم‌گیرنده را زیر سوال ببرم و هدف تنها روشن کردن علل ایجاد ناترازی و ارائه راهکارهای عملی برای کاهش این ناترازی در کوتاه‌مدت و میان‌مدت است. فقط به این مورد بسنده می‌کنم که در برهه‌ای از زمان برخی اعتقاد داشتند برای حدود ۲۰۰ساعت پیک بار در کل سال چرا باید این همه سرمایه‌گذاری کرد و ظرفیت تولید را افزایش داد؟ و داشتن ظرفیت رزرو حدود ۱۵درصد مطلوبشان بود و همیشه صحبت از مدیریت مصرف می‌شد.

درصورتی‌که باید به این نکته توجه می‌شد که مطالعه و اجرای طرح‌های نیروگاهی بسته به نوع نیروگاه و ظرفیت تولید و درصورت نداشتن مسائل مالی به حداقل زمانی در حدود ۴ تا ۵سال نیاز دارد. باتوجه به مشکلات مالی فعلی و همچنین اعمال تحریم‌های اقتصادی این زمان به‌مراتب بیشتر خواهد بود و چه بسا برخی از طرح‌های توسعه شبکه با توقف کامل مواجه شده‌اند، بنابراین باید توسعه شبکه با یک برنامه‌ریزی حساب‌شده و در نظر گرفتن تمام جوانب صورت می‌گرفت. توسعه شبکه شبیه ساخت یک مدرسه یا پارک و فضای سبز نیست و درباره آن باید مطالعات بلندمدت صورت گیرد و در زمان مناسب اجرا شود. حتی اگر نیروگاه هم به موقع وارد مدار شود چنانچه شبکه پایین‌دست به تناسب توسعه نیابد، درنتیجه باز هم حبس تولید خواهیم داشت و عملا بهره‌برداری از نیروگاه مشکلی را حل نخواهد کرد، لذا در توسعه شبکه‌های برق‌رسانی، کل شبکه از تولید تا توزیع باید با هم دیده شود و برای آن برنامه‌ریزی شود. خب، پس یکی از عوامل ایجاد ناترازی برق در کشور عدم تناسب ظرفیت نصب‌شده نیروگاهی با نیاز مصرف است که به آن اشاره شد. اما مشکل دیگر، تامین انرژی مورد نیاز مصرف‌کنندگان در طول مدت شبانه روز است. برای روشن شدن موضوع به مطلب زیر توجه فرمایید.

در مقطعی از زمان هدف‌گذاری این بود که مشکل کمبود ظرفیت نیروگاهی کشور برای مثلا همان ۲۰۰ساعت در سال حل شود و برای عبور از پیک بار شاید مجبور به اعمال خاموشی یکی دو ساعته برخی مناطق می‌شدیم و پس از آن شرایط عادی می‌شد و اثرات کمبود خیلی خودنمایی نمی‌کرد؛ ولی امروز دغدغه دیگر متولیان شبکه، تامین انرژی مشترکان برای کل شبانه‌روز و در اکثر ماه‌های سال است. در تابستان به‌دلیل در مدار قرار گرفتن سیستم‌های سرمایشی، مصرف انرژی الکتریکی افزایش یافته و با توجه به توضیحاتی که ارائه شد امکان تامین این میزان انرژی وجود ندارد و در زمستان و به‌دلیل افزایش مصرف گاز در کشور و محدودیت در تامین گاز مشترکان و در اولویت قرار گرفتن تامین گاز مشترکان خانگی نسبت به قطع یا محدود کردن گاز نیروگاه‌های برق و صنایع اقدام می‌شود. درنتیجه اعمال خاموشی برخی مناطق حتی در نیمه شب و ساعات بیشتری از شبانه‌روز صورت می‌گیرد.

باتوجه به توضیحات فوق مشخص می‌شود در زمستان و روزهای سرد سال حتی با داشتن ظرفیت مناسب نیروگاهی امکان قطع برق و اعمال خاموشی وجود دارد. ذکر این نکته نیز جالب است که حداکثر میزان مصرف در زمستان تقریبا در حدود ۷۰درصد مصرف در پیک بار تابستان است. به‌عبارتی در زمستان ظرفیت نیروگاهی موجود باید به‌راحتی تقاضای مورد نیاز مشترکان را تامین کند. لیکن به‌دلیل کمبود گاز و عدم تنوع در تولید انرژی الکتریکی، برخی از واحدهای نیروگاهی از مدار خارج می‌شوند و به تبع آن مجددا میزان مصرف از تقاضا پیشی می‌گیرد.

حال با توجه به توضیحات فوق باید پرسید که؛ چه باید کرد؟ یا باید پرسید چه می‌توان کرد؟

مجموع سیاست‌هایی که وزارت نیرو و شرکت توانیر و همچنین سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری انرژی برق (ساتبا) برای برون‌رفت از این مشکل و حل مشکل ناترازی در پیش گرفته‌اند، به شرح زیر است:

- توسعه برخی از نیروگاه‌های موجود با افزایش واحدهای نیروگاهی جدید.

- احداث نیروگاه‌های گازی و حرارتی جدید.

- احداث نیروگاه‌های تلمبه ذخیره‌ای جدید.

- افزایش راندمان نیروگاه‌های گازی و حرارتی موجود.

- ملزم کردن صنایع به تامین درصدی از بار مصرفی خود از طریق احداث نیروگاه‌های خورشیدی و تجدیدپذیر.

- برگزاری فراخوان برای جذب سرمایه‌گذار به‌منظور احداث نیروگاه‌های خورشیدی مگاواتی.

- اقدام برای تامین تجهیزات 1780مگاوات نیروگاه خورشیدی برای احداث نیروگاه‌های 3مگاواتی خورشیدی در سطح کشور و اتصال به شبکه توزیع.

- برگزاری فراخوان برای جذب سرمایه‌گذار به‌منظور احداث نیروگاه‌های خورشیدی 5کیلواتی برای روستاها و شهرهای کوچک از طریق عقد قرارداد با سایر ارگان‌های ذی‌ربط مثل کمیته امداد و.. .

- ملزم کردن سازندگان مجتمع‌های آپارتمانی بالای 4طبقه به نصب پنل‌های خورشیدی روی بام.

- افزایش تعرفه‌های برق به‌منظور کاهش مصرف برق و افزایش درآمد وزارت نیرو.

- تسهیل و اخذ مجوز‌های لازم در خصوص واردات تجهیزات نیروگاه‌های تجدیدپذیر.

همه اقدامات صورت‌گرفته مناسب و مورد تایید است، لیکن برخی از پروژه‌ها و طرح‌های عنوان‌شده بسیار زمان‌بر و پر هزینه خواهند بود که با توجه به شرایط موجود و شرایط نقدینگی وزارت نیرو و اعمال تحریم‌های اقتصادی و محدودیت‌های بانکی، به‌طور قطع زمان‌بر خواهند شد؛ ولی به هر حال پیشبرد طرح‌های مذکور و برنامه‌ریزی برای اجرای آنها و همچنین تشویق و جذب سرمایه‌گذاران بخش خصوصی در رابطه با طرح‌های مورد نظر کاملا ضروری و اجتناب‌ناپذیر است و باید توسط مراجع ذی‌ربط پیگیری و دنبال شود.

رشد بار مصرفی سال جاری شبکه برق کشور نسبت به سال1402 برابر 6464مگاوات بوده است؛ یعنی رشدی در حدود 8.8درصد، اگر رشد بار مصرفی کشور را به‌طور سالانه 6درصد و در حدود 5‌هزار مگاوات در نظر بگیریم. چنانچه سالی 5‌هزار مگاوات نیروگاه به ظرفیت نیروگاهی کشور اضافه شود، در همین نقطه که الان هستیم خواهیم ماند. بنابراین برای کاهش ناترازی برق طی مدت 4 تا 5سال آینده نیاز است، هر سال حداقل بین 10 تا 12هزار مگاوات نیروگاه جدید به ظرفیت نیروگاه‌های کشور اضافه شود. باتوجه به زمان‌بر بودن و هزینه‌بر بودن نیروگاه‌های حرارتی، صرفا سرمایه‌گذاری روی تنها این نوع نیروگاه‌ها مشکل ناترازی را در کوتاه‌مدت و میان‌مدت حل نخواهد کرد. ضمن اینکه چنانچه مشکل کمبود گاز نیز حل نشود، عملا احداث نیروگاه‌های گازی و حرارتی اثرگذاری مناسبی را نخواهند داشت.

درصورت تامین منابع مالی، احداث یک نیروگاه خورشیدی 500مگاواتی طی زمانی در حدود 10ماه قابل بهره‌برداری است. از لحاظ هزینه نیز برای احداث هر مگاوات نیروگاه گازی مبلغی در حدود 800هزاردلار و برای نیروگاه‌های خورشیدی با توجه به تکنولوژی‌های جدید و کاهش قیمت سازندگان به ازای هر مگاوات مبلغی در حدود 350هزار دلار سرمایه‌گذاری لازم است، بنابراین با توجه به توضیحات فوق به‌نظر می‌رسد احداث نیروگاه‌های خورشیدی می‌تواند در کوتاه‌مدت مشکل ناترازی برق کشور را حل کند.

راهکارهای اجرایی به‌منظور کاهش ناترازی برق در کوتاه‌مدت:

همان‌طور که در بالا اشاره شد، می‌توان گفت راه برون‌رفت در شرایط فعلی سرمایه‌گذاری و توسعه نیروگاه‌های تجدیدپذیر مخصوصا نیروگاه‌های خورشیدی است. ولی در هر صورت تامین منابع مالی چه برای وزارت نیرو و چه بخش خصوصی و اجرا و احداث سالانه 10 تا 12هزار مگاوات نیروگاه کار ساده‌ای نخواهد بود. لیکن در کنار اقدامات فوق باید روش‌های دیگری را درخصوص کاهش هزینه‌ها و کاهش زمان اصلاح و بهبود ناترازی برق در کشور در پیش گرفت. روش‌های پیشنهادی زیر می‌تواند در کوتاه‌مدت مشکل ناترازی برق کشور را تا حد زیادی برطرف کند.

1. یکی از راهکارهای پیشنهادی که در برخی از کشورهای دنیا به اجرا گذاشته شده و موفقیت‌آمیز بوده است، تمرکززدایی تولید برق از شبکه‌های عمومی دولتی و سپردن بخشی از تولید انرژی الکتریکی به خود مشترکان حتی مشترکان با دیماند پایین و مشترکان مسکونی است. در این رابطه برخی از کشورها حتی طرح‌های تشویقی و اعطای وام بانکی با بازپرداخت‌های بلندمدت تصویب کرده‌اند به‌شکلی که هزینه بازپرداخت ماهانه وام کمتر از قیمت برق مصرفی هر دوره می‌شود. این موضوع باعث تشویق بسیاری از مردم و مشترکان شده و ایشان را به سرمایه‌گذاری در احداث نیروگاه‌های کوچک خورشیدی و بادی ترغیب می‌کند. البته به‌طور قطع سیاستگذاری و نحوه اتصال به شبکه و مسائل فنی این نیروگاه‌های کوچک خانگی با وزارت نیرو و متولیان امر خواهد بود و برای این موضوع باید پروتکل‌هایی تدوین و ابلاغ شود.

موضوع دیگری که باید به آن توجه شود، این است که نوع ساختمان‌ها و بافت شهری جامعه ایرانی امکان مانور زیادی را برای اجرای این نوع طرح‌ها در شهرهای بزرگ به ما نمی‌دهد؛ ولی اجرای آن در مناطق شمالی و برخی مناطق جنوبی کشور به‌راحتی امکان‌پذیر است. البته با پنل‌های خورشیدی جدید حتی امکان نصب پنل روی نمای ساختمان‌ها امکان‌پذیر است و در شهرهای بزرگی مثل تهران هم امکان تامین بخشی از نیاز مصرف برق مشترکان از این روش قابل انجام است. اجرای این طرح می‌تواند بار زیادی را از روی شبکه سراسری کاهش دهد و حتی در برخی ساعات شبانه روز، مشترکان، برق مازاد خود را به شبکه برق عمومی تزریق کنند.

این نکته را نیز اضافه کنم که امروزه در بسیاری از کشورهای اروپایی نصب توربین‌های بادی با محور عمودی که بسیار کوچک و سبک هستند، رایج است و در مناطق بادخیز نصب و بهره‌برداری می‌شوند.

2. راهکار بعدی ایجاد شبکه‌های برق خصوصی یا به‌عبارتی شبکه‌های توزیع خصوصی است. بسیاری از شهرک‌های مسکونی و صنعتی و مراکز تجاری به جای آنکه بار مصرفی آنها روی شبکه‌های عمومی برق قرار گیرد، می‌تواند توسط بخش خصوصی احداث و تامین شود. نحوه قیمت‌گذاری و توسعه این نوع شبکه‌های توزیع خصوصی می‌تواند به‌صورت قراردادهای چندجانبه یا از طریق بورس انرژی یا مرجع دیگری صورت گیرد؛ ولی آنچه اهمیت دارد، این است که تولید و فروش برق برای سرمایه‌گذار به‌صرفه باشد و امنیت سرمایه‌گذاری و پایداری لازم را داشته باشد. در حال حاضر باتوجه به قطعی مکرر برق مشترکان صنعتی و مسکونی بسیاری از مشترکان تمایل دارند که برق را با قیمت گران‌تر خریداری کنند؛ ولی خاموشی به آنها اعمال نشود. قیمت‌های فروش انرژی در تابلوی سبز بورس انرژی گواه این موضوع است. اجرای این طرح موجب می‌شود شبکه‌های برق‌رسانی از حالت یکپارچه و گسترده به شبکه‌های جزیره‌ای تبدیل شوند که از لحاظ فنی دارای مزیت‌ها و معایبی هستند که در اینجا به آنها نمی‌پردازیم؛ ولی در مجموع مشکل خاصی ایجاد نمی‌شود و اجرای این طرح باعث می‌شود بار شبکه سراسری برق کاهش یافته و نیازی به احداث طرح‌های پرهزینه و زمان‌بر نباشد.

3. استفاده از تجهیزات و تکنولوژی‌های جدید و ساده‌سازی طرح‌های توسعه شبکه و کاهش هزینه و زمان اجرای پروژه‌ها براساس اصول مهندسی ارزش و پرهیز از تکرار و اجرای طرح‌های سنتی و روش‌های قدیمی. بحث در این مقوله بسیار فنی و طولانی است که از حوصله این گزارش خارج است و در صورت لزوم در زمانی دیگر به آن پرداخته خواهد شد.امید است مطالب ذکرشده مورد توجه استادان و متخصصان محترم قرار گیرد و بتواند به‌عنوان کمکی هرچند اندک، در سیاستگذاری مدیران ارشد صنعت برق کشور و در راستای کاهش ناترازی برق موثر واقع شود.

* معاون سابق بهره‌برداری شرکت برق منطقه‌ای تهران