۸ طرح فناورانه برای کاهش ناترازی‌؛ اینترنت اشیا مصرف انرژی را چقدر کاهش می‌دهد؟

به گزارش خبرنگار مهر، ایران به عنوان یکی از بزرگترین دارندگان منابع انرژی در جهان شناخته می‌شود. کشورمان از یک سو دارای ذخایر عظیم نفت و گاز طبیعی است و در رتبه‌های بالای تولید و صادرات این منابع قرار دارد و از سوی دیگر ظرفیت‌های قابل توجهی در تولید انرژی‌های تجدیدپذیر، به ویژه انرژی خورشیدی و بادی دارد. پتانسیل تابشی متوسط سالانه در ایران با میزان ۲۳۰۸ کیلووات بر مترمربع، پس از استرالیا و پتانسیل بادی متوسط، با میزان ۷۴۴ وات بر مترمربع، پس از اسپانیا، در رتبه دوم جهان و بالاتر از کشورهایی همچون چین، ایالات متحده آمریکا، هند و ژاپن قرار گرفته است. از دیگر منابع انرژی کشور می‌توان به معادن زغال‌سنگ، انرژی برقابی و ظرفیت‌های هسته‌ای اشاره کرد. این منابع فراوان به ایران امکان می‌دهند که هم به‌عنوان یک بازیگر کلیدی در بازار انرژی جهانی مطرح باشد و هم در تأمین نیازهای داخلی خود از انرژی، خودکفا و مستقل باقی بماند.

در عین حال فراوانی و سهولت دسترسی به این منابع، در کنار سایر عوامل، موجب بی‌توجهی تاریخی به موضوع اقتصاد انرژی شده و تداوم این رویکرد، به چالشی تحت عنوان ناترازی انرژی منتهی شده است. شواهدی را می‌توان برای تأیید این موضوع بیان کرد. به عنوان مثال رتبه انرژی بسیاری از لوازم خانگی، موتورهای الکتریکی، بخاری‌ها و پکیج‌های ساخت داخل و حتی وارداتی، پایین بوده و استاندارهای ناظر بر تجهیزات مصرف کننده‌ی انرژی، در بسیار موارد صرفاً با انرژی ارزان سازگاری دارد. عدم رعایت مقررات و استانداردهای ناظر به مصرف انرژی در ساختمان و تجهیزات و حتی مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان نیز نمونه قابل ذکر دیگری است که می‌توان به آن اشاره کرد.

موضوع تعرفه‌گذاری صحیح گاز و برق نیز یکی دیگر از موانع اصلی برای سرمایه‌گذاری در حوزه تولید انرژی، بهینه‌سازی و بکارگیر فناوری‌های روز است. همچنین باید توجه داشت که رشد هزینه‌های تعمیرات و نگهداری و ایجاد سرمایه‌گذاری‌های جدید، فاصله زیادی با رشد قیمت‌های انرژی پیدا کرده و این امر سبب فرسودگی زیرساخت‌ها و کاهش راندمان و افزایش تلفات استحصال و توزیع انرژی نیز شده است. مجموعه عوامل فوق در بلندمدت به چالشی منجر شده است که از مدت‌ها قبل هشدار آن توسط کارشناسان حوزه انرژی داده شده و کشور از این منظر دچار خسارت‌های هنگفت و عدم‌النفع‌های فراوانی به ویژه در بخش تولید شده است.

با در نظر داشتن مقدمه فوق، حل مسأله ناترازی در دو کفه «تولید» و «مدیریت مصرف» قابل پیگیری بوده و با توجه به شرایط ویژه‌ای که کشور در آن قرار گرفته است، فرصتی مغتنم برای توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر و ترویج راهکارهای بهینه‌سازی مصرف انرژی است. در همین رابطه به سراغ محمدمهدی نوربخش سرپرست ستاد توسعه اقتصاد دانش‌بنیان آب، انرژی و محیط زیست معاونت علمی رفتیم و درباره چالش‌های موجود در بحث ناترازی انرژی، نقش توسعه نیروگاه‌های خورشیدی در رفع ناترازی ها و همچنین برنامه‌های این ستاد در حل این معضل با او صحبت کردیم.

لزوم توجه به توسعه نیروگاه‌های تجدیدپذیر برای صرفه جویی در مصرف گاز

سرپرست ستاد توسعه اقتصاد دانش‌بنیان آب، انرژی و محیط زیست بر این باور است که توسعه نیروگاه‌های تجدیدپذیر و در رأس آنها نیروگاه‌های خورشیدی، باید توجه داشت که این نیروگاه‌ها نه تنها همپوشانی و تطابق کاملی با ناترازی‌های مرتبط با ورود بارهای سرمایشی در ساعات و ماه‌های گرم سال دارند، بلکه موجب صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف گاز شده و همچنین از انتشار گازهای گلخانه‌ای نیز جلوگیری می‌کنند. گاز صرفه‌جویی شده می‌تواند قابلیت تولید برای صنایع بزرگ فولاد و سیمان در پی داشته باشد و آنها را از حبس تولید ایجاد شده رها سازد و یا منافع اقتصادی آن برای کشور از مسیر صادرات فراهم شود.

فعال شدن زیست‌بوم دانش‌بنیان در راه اندازی نیروگاه‌های خورشیدی

وی با اشاره به اینکه در یک برآورد کلی، احداث یک کیلووات ظرفیت خورشیدی، متناظر با توسعه ظرفیت تأمین گاز کشور به میزان ۱ تا ۱.۲ متر مکعب گاز در یک روز در ایام سرد سال است، افزود: این مقدار معادل ۱۰۰ تا ۱۵۰ دلار سرمایه‌گذاری بعلاوه صرفه‌جویی ۴۰۰ تا ۵۰۰ مترمکعب در سال است. در عین حال باید توجه داشت که توسعه مولدهای خورشیدی در مقیاس تأثیرگذار، تنها به اتکای مقایسه ارزش ذاتی گاز، ممکن است کافی نباشد و سایر جوانب نیز باید در این ارزیابی مد نظر قرار گیرد. از سوی دیگر فعال شدن زیست‌بوم دانش‌بنیان و فناور کشور و مشارکت مردمی نیز باید به منظور احداث نیروگاه‌های توزیع شده و کاهش هزینه‌های احداث تجهیزات نیروگاه‌های خورشیدی، مد نظر قرار گیرد.

نوربخش در ادامه به حمایت دولت از توسعه مولدهای خورشیدی اشاره کرد و گفت: براساس سیاستگذاری‌های انجام شده و قوانین بالادستی از جمله ماده ۱۶ قانون جهش تولید دانش‌بنیان و آیین‌نامه ایجاد بازار بهینه‌سازی انرژی و محیط‌زیست، توسعه مولدهای خورشیدی مورد حمایت دولت قرار گرفته و برق تولیدی این نیروگاه‌ها از محل منابع عمومی و با عنوان پرداخت بهای سوخت صرفه‌جویی شده و یا از طریق بازار بهینه‌سازی، خریداری می‌شود. همچنین برای احداث نیروگاه‌های خورشید و بادی، تسهیلات متنوعی نیز در نظر گرفته شده است. اما باید توجه داشت مهمترین فرصتی که دولت در اختیار سرمایه‌گذاران نیروگاه‌های تجدیدپذیر به صورت رایگان قرار داده است، امکان ذخیره‌سازی از طریق شبکه توزیع برق است.

افزایش ظرفیت تولید انرژی از منابع غیرفسیلی در دستور کار

سرپرست ستاد توسعه اقتصاد دانش‌بنیان آب، انرژی و محیط زیست بیان کرد: به عبارت دیگر مالکان نیروگاه‌های تجدیدپذیر، مازاد تولید برق خود را در ایام روز به شبکه تزریق و در طول ساعاتی که تولید ندارند، امکان استفاده از شبکه برق را خواهند داشت. این امکان، هزینه تأمین انرژی الکتریکی را در مقایسه با نیروگاه‌های خودتأمین با سوخت گاز طبیعی، رقابت‌پذیر می‌کند. از سوی دیگر نیروگاه‌های خودتأمین فسیلی، با چالش مهمی برای تأمین سوخت در فصل سرد مواجه خواهند بود.

«سند و نقشه راه ملی هیدروژن» با محوریت معاونت علمی در دست تدوین است

وی با اعلام اینکه در حوزه افزایش ظرفیت تولید انرژی از منابع غیرفسیلی، اقدامات قابل توجهی در دست پیگیری است، به این برنامه‌ها اشاره کرد و گفت: از جمله این موارد توسعه استفاده از پیل سوختی (یک مبدل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی) از جمله هیدروژن است که تهیه سند توسعه آن در کشور با محوریت معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان، مراحل نهایی خود را طی می‌کند. همچنین در زمینه توسعه ذخیره‌سازهای بزرگ نیز اقدامات موثری انجام شده و این ذخیره سازها می‌توانند در پیک‌سایی نقش مهمی را ایفا کنند.

راهکارهای فناورانه و نوآورانه در کاهش مصرف انرژی

نوربخش موضوع بهینه‌سازی و مدیریت مصرف برق را روی دیگر سکه کاهش ناترازی عنوان کرد و گفت: اهمیت این موضوع بسیار بیشتر از مبحث تولید انرژی در کشور است. بالا بودن شدت مصرف انرژی در کشور در مقایسه با متوسط جهانی، عوامل مختلفی دارد که فناوری و نوآوری در این حوزه راهکارهای عملیاتی تأثیرگذاری را دارد که به چند مورد اشاره می‌کنم. بخش زیادی از ناترازی برق در کشور، معلول ورود بارهای سرمایشی در ایام گرم سال است. در این میان سهم ساختمان‌های اداری و عمومی در ساعات اوج مصرف، حدود ۴۰۰۰ مگاوات برآورد شده است. در حال حاضر کنترل رعایت مصرف بهینه در این ساختمان‌ها، در قالب بخشنامه و نظارت‌های موردی انجام می‌پذیرد. این در حالی است که با نصب تجهیزات مبتنی بر اینترنت اشیا، می‌توان این کنترل مصرف را به صورت خودکار و در ادامه به صورت هوشمند انجام داد.

نصب تجهیزات مبتنی بر اینترنت اشیا و هوشمندسازی برای صرفه جویی

این مقام مسئول معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری ادامه داد: هوشمندسازی و مدیریت ناترازی و کمبود تولید برق به گونه‌ای که بخش‌های حساس و حیاتی و دارای ارزش اقتصادی کمتر تحت تأثیر آسیب‌های ناشی از قطع برق قرار گیرند، کاملاً قابلیت اجرایی دارد. برای بررسی اثرگذاری چنین طرحی می‌توان صرفه‌جویی ۵۰ درصدی حاصل شده آن به میزان ۲۰۰۰ مگاوات را با هزینه ساخت نیروگاهی با همین ظرفیت مقایسه کرد. همچنین کاهش مصرف گاز به میزان ۲ میلیارد مترمکعب و کاهش ۴ میلیون تنی گاز دی‌اکسید کربن که خود دارای ارزش اقتصادی بالایی در بازار کربن است را نیز می‌توان به منافع این طرح و سایر طرح مشابه بهینه‌سازی اضافه کرد.

ضرورت تعویض کولرهای گازی فرسوده پنجره‌ای در مناطق گرمسیر

نوربخش نمونه‌ای دیگر از طرح‌های بهینه‌سازی و کاهش هدررفت مصرف برق را «تعویض کولرهای گازی فرسوده پنجره‌ای در مناطق گرمسیر» عنوان کرد و گفت: بر اساس برآوردهای صورت گرفته، حدود ۴ میلیون کولر پنجره‌ای فرسوده با متوسط مصرف ۴ کیلووات در کشور وجود دارد که در صورت تعویض آن با کولرهای پربازده، مجموعاً ۲۰۰۰ مگاووات صرفه‌جویی در مصرف برق در پی خواهد داشت و منافع اقتصادی آن مشابه طرح قبلی خواهد بود.

ارتقا راندمان پمپ‌های چاه‌های کشاورزی با تجهیزات با فناوری بالا

وی «ارتقا راندمان پمپ‌های چاه‌های کشاورزی» را به عنوان نمونه دیگری از طرح‌های بهینه‌سازی مصرف برق در کشور مطرح کرد و افزود: با توجه به وجود حدود ۴۰۰ هزار چاه کشاورزی در کشور، بخش مهمی از مصرف برق در این بخش مصرف می‌شود. اما به دلیل قدمت بالای تجهیزات و متعلقات منصوبه در چاه و همچنین تغییر شرایط برداشت (سطح سفره آب زیرزمینی و میزان برداشت)، راندمان این پمپ‌ها، به شدت کاهش پیدا کرده است. بازطراحی پمپ و تجهیزات و جایگزینی این منصوبات با تجهیزات با فناوری بالا، به میزان زیادی از مصرف انرژی خواهد کاست. همچنین موضوع توسعه بازارسهم‌آب و مدیریت برداشت آب، در پیوند با این طرح قابل انجام است.

سرپرست ستاد توسعه اقتصاد دانش‌بنیان آب، انرژی و محیط زیست ادامه داد: در تکمیل طرح ارتقا راندمان پمپ‌های چاه‌های کشاورزی و نصب پنل‌های خورشیدی، پایداری تولید کشاورزی را تضمین خواهد کرد. نکته مهم آن است که عمده فعالیت کشاورزی در فصل گرم سال و همزمان با افزایش مصرف انرژی برق رخ می‌دهد و بخش کشاورزی نیز در اثر قطعی برق متحمل خسارات سنگینی شده است.

چه طرح‌های فناورانه برای کاهش ناترازی برق موثر هستند؟

نوربخش به طرح‌های فناورانه در موضوع صرفه‌جویی مصرف انرژی و ارتقا بهره‌وری که اثرات بسیار مهمی در کاهش ناترازی برق دارند، اشاره کرد و گفت: اصلاح و ارتقای سیستم‌های خنک کننده نیروگاه‌های تولید برق حرارتی، تعویض کابل‌های خودنگهدار با کابل‌های مسی قدیمی به منظور کاهش تلفات، هوشمندسازی شبکه‌های توزیع آب شرب شهری با هدف کاهش مصرف همزمان آب و برق و شبکه‌های توزیع گاز، تعویض روشنایی معابر، جایگزینی موتور کولرهای آبی با نمونه‌های کم‌مصرف از جمله این طرح‌های فناورانه به شمار می‌رود.

آمادگی دانش بنیان‌ها و معاونت علمی برای اجرای طرح‌های فناورانه

وی همچنین تعویض ترانسفورماتورهای قدیمی، نصب کنتورهای هوشمند برق و گاز با هدف پایش، اطلاع‌رسانی و کنترل مصارف، جایگزینی سیستم‌های گرمایش و سرمایش با سیستم پمپ حرارتی گازی (GHP) را از دیگر طرح‌های فناورانه و تأثیرگذاری برای کاهش ناترازی برق نام برد و گفت: آمادگی اجرای این طرح‌ها در سطح گسترده توسط شرکت‌های دانش‌بنیان و با تمرکز بر توان داخلی قابل انجام بوده و معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان تمام ظرفیت‌های خود را در حمایت از این عرصه به میدان آورده است.

طرح‌های راه‌اندازی نیروگاه‌های تجدیدپذیر، بازگشت سرمایه خوبی دارند

این مقام مسئول معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری با اشاره به توجیه‌پذیری اقتصادی راه اندازی نیروگاه‌های تجدیدپذیر اشاره کرد و گفت: عدم النفع ناشی از ناترازی انرژی در کشور، در شرایط کنونی به گونه‌ای است که تقریباً تمامی طرح‌های سرمایه‌گذاری در راه‌اندازی نیروگاه‌های تجدیدپذیر و بهینه‌سازی مصرف انرژی دارای نرخ‌های بازگشت سرمایه بالا بوده و در سال‌های پیش‌رو نیز توجیه‌پذیری اقتصادی آنها بیشتر خواهد شد. از این منظر در عمده این طرح‌ها مکانیزم‌های در حال راه‌اندازی در کشور از جمله بازار بهینه‌سازی مصرف انرژی که متولی آن در بخش برق شرکت ساتبا و در بخش گاز شرکت بهینه‌سازی مصرف سوخت هستند، قابل پیگیری بوده و به عنوان یک فرصت به سرمایه‌گذاران و تولید کنندگان پیشنهاد می‌شود.

سرپرست ستاد توسعه اقتصاد دانش‌بنیان آب، انرژی و محیط زیست در پایان گفت: با در نظر گرفتن شرایط حاکم بر کشور و راهکارهای افزایش تولید و بهینه‌سازی مصرف انرژی و با اتکا به منابع خدادادی و سرمایه انسانی و نخبگانی موجود در کشور، ناترازی انرژی را می‌توان به عنوان یک فرصت برای ایجاد یک جهش در توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر و اصلاح الگوی مصرف در نظر داشت.