تجدید پذیر و امنیت انرژی
تغييرات وضعيت سيستم انرژي داراي اثر قابل توجهي بر وضعيت اقتصادي و سياسي هر كشور مي‌باشد. به عبارت ديگر مهمترين شاخص‌هاي فعاليت در سطح ملي متاثر از تغييرات وضعيت سيستم انرژي مي‌باشد. يكي از فاكتورهاي موثر بر فعاليت سيستم انرژي، امنيت تأمین انرژي مي‌باشد. اين فاكتور از ديدگاه‌هاي مختلفي مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد و عوامل مختلفي بر آن اثر مي‌گذارند.
ميزان مطلوب امنيت انرژي از ديدگاه‌هاي مختلفي مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. به عنوان مثال ميزان مطلوب امنيت انرژي از ديدگاه مصرف‌كننده، دستيابي به انرژي پايدار و ايمن با كمترين هزينه مي‌باشد. به عبارت ديگر حتي اگر مصرف‌كننده بتواند با صرف هزينه نسبتاً بالا، به سطح بالاتري از امنيت انرژي دست يابد و از طرف ديگر نيازي به اين سطح از امنيت نيز نداشته باشد، در اين زمينه اقدامي نخواهد كرد. زيرا امنيت انرژي از سطح مطلوب و بهينه آن فراتر رفته است و اصولاً مناسب نمي‌باشد.
الف) امنيت انرژي و تقسيم‌بندي آن
امنيت انرژي بر اساس حوزه اثر به سه قسمت تقسيم مي‌شود:
- امنيت منابع انرژي و یا تأمین انرژی اولیه
- امنيت مولدهاي انرژي از لحاظ تكنولوژيكي، محل استقرار و قابليت اطمينان
- امنيت شبكه توزيع انرژي از لحاظ قابليت اطمينان و ميزان اتلاف
منظور از منابع انرژي ، ذخاير حامل‌هاي انرژي اوليه مي‌باشند كه عمدتاَ به صورت نفت‌خام، گازطبيعي، زغال‌سنگ و منابع انرژي‌هاي تكميلي (انرژي‌هاي نو و تجديدپذير) مورد استفاده قرار مي‌گيرند. حامل‌هاي انرژي اوليه معمولاً به طور مستقيم مورد استفاده قرار نمي‌گيرند و به منظور آماده‌سازي براي مصرف نهايي وارد واحدهاي توليد انرژي مي‌شوند. از مهمترين واحدهاي توليد انرژي مي‌توان به پالايشگاه نفت‌خام (تبديل‌كننده نفت‌خام به فرآورده‌هاي نفتي)، نيروگاه برق فسيلي (تبديل‌كننده انرژي حاصل از احتراق سوخت‌هاي فسيلي به برق)، نيروگاه برق آبي (تبديل‌كننده انرژي پتانسيل آب به برق)، نيروگاه اتمي (تبديل كننده انرژي واكنش‌هاي هسته‌اي به برق) و ساير نيروگاه‌هاي توليد انرژي‌هاي تكميلي (مانند نيروگاه‌هاي بادي، خورشيدي و پيل‌سوختي) اشاره نمود.
از ويژگي‌هاي تقسيم‌بندي فوق اين است كه مي‌توان عمده عوامل موثر بر افزايش و يا كاهش ريسك و مخاطرات در هر حوزه را مورد ارزيابي قرار داد. از ميان اين عوامل مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:
- وجود برنامه منسجم و اجرايي در زمينه تامين انرژي بخش‌هاي مختلف كشور
- وضعيت منابع انرژي داخلي كشور و تغييرات آن در آينده از لحاظ انواع حامل‌هاي انرژي و از لحاظ توزيع جغرافيايي
- وضعيت منابع انرژي كشورهاي تامين‌كننده انرژي مورد نياز كشور و وضعيت ارتباطات ديپلماتيك با آن كشورها
- ميزان پتانسيل تقاضا براي انرژي‌هاي پاك و استفاده از آنها در برنامه انرژي كشور از لحاظ افكار عمومي و قوانين بين‌المللي
- بررسي تبادلات اقتصادي مرتبط با انرژي و ميزان جهت‌دهي به اين تبادلات در راستاي ايجاد امنيت بيشتر براي تامين انرژي مورد نياز
- وضعيت سهم بخش انرژي در صادرات و ميزان قابليت اطمينان به زيرساخت‌هاي لازم براي حصول به اهداف كمي اقتصادي عمدتاً در حوزه منابع انرژي
- ميزان استفاده از مزاياي توافق‌نامه‌هاي بين‌المللي در زمينه تامين انرژي مورد نياز به عنوان يك عامل تثبيت‌كننده بازار انرژي
- ميزان پتانسيل افزايش راندمان انرژي مصرفي در بخش‌هاي مختلف و برنامه‌ريزي لازم براي حصول به راندمان بالاتر جهت كنترل ميزان مصرف و ايجاد امنيت بيشتر در بخش‌هاي توليد و توزيع
- وضعيت تغييرات روزانه و فصلي در تغيير انرژي كشور به تفكيك حامل‌هاي انرژي
- وضعيت فعلي تجهيزات ذخيره‌سازي موجود براي هر يك از حامل‌هاي انرژي و مقدار بهينه آن با توجه به نقاط مختلف كشور
براي درك ميزان اهميت امنيت انرژي ذكر اين نكته كافي است كه تنها خسارات اقتصادي ناشي از قطع برق و گاز در شبكه عرضه و مشكلات مربوط به تامين حامل‌هاي انرژي مورد نياز با توجه به وجود تغييرات روزانه و فصلي به طور ساليانه باعث صرف هزينه‌هاي عظيمي براي بخش‌هاي دولتي و خصوصي مي‌شوند.
ب)عوامل تاثيرگذار بر امنيت انرژي در سه حوزه
به طور كلي عوامل تاثيرگذار بر امنيت يك سيستم انرژي عبارتند از:
الف- ميزان تنوع سيستم در سه حوزه منابع، تكنولوژي‌هاي مولد و شبكه توزيع
ب- ميزان قابليت اطمينان سيستم انرژي
با توجه به اينكه درجه امنيت مورد نياز براي حوزه‌هاي گوناگون در سطوح مختلفي قرار مي‌گيرد، لذا عوامل فوق‌الذكر بسته به نوع و شرايط سيستم انرژي مي‌توانند از سطوح متفاوتي برخوردار باشند. به اين ترتيب با بررسي شرايط اعمال شده بر سيستم انرژي و تعيين سطح مطلوب ويژگي‌هاي آن مي‌توان ميزان مخاطرات آن را كاهش داد و بالطبع توانايي سيستم جهت تامين نيازها را افزايش داد.
ميزان امنيت مورد نياز براي سيستم انرژي از ديدگاه مصرف‌كننده، توليدكننده و مهمتر از همه دولت، كه ضامن بقاي ارتباط سازنده بخش‌هاي اقتصادي و سياسي با بخش انرژي مي‌باشد متفاوت است و روش‌ها و سياست‌هاي حصول به امنيت بهينه براي اين بخش‌ها نيز داراي تفاوت‌هاي خاص خود مي‌باشد. با اين حال افزايش تنوع در سيستم انرژي و افزايش قابليت اطمينان سيستم، از روش‌هاي مهم ايجاد امنيت انرژي در بخش‌هاي مختلف به شمار مي‌رود. عوامل متعددي براي دستيابي به دو ويژگي فوق‌الذكر در سه حوزه منابع، تكنولوژي‌هاي مولد و شبكه توزيع مطرح مي‌باشند.
- از ميان عوامل موثر بر امنيت منابع انرژي مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:
- ايجاد تنوع در منابع تامين انرژي و حركت به سمت منابع جديد انرژي
- ايجاد تنوع در منابع فسيلي تامين كننده انرژي كشور
- افزايش تنوع در كشورهاي تامين‌كننده انرژي از لحاظ تعدد كشورها و مناطق جغرافيايي
- استفاده از آخرين تكنولوژي‌ها براي استخراج و بهره‌برداري از منابع
- اكتشاف منابع جديد و توسعه منابع فعلي
- تطبيق تقاضاي انرژي با ميزان ذخاير در آينده
- تطبيق منابع انرژي فعلي و آينده با قوانين و موانع زيست‌محيطي (موثر در تغيير الگوي انرژي مصرفي)
از ميان عوامل موثر بر ايجاد امنيت انرژي در تكنولوژي‌هاي تبديل و توليد انرژي مي‌توان به موارد زير اشاره نمود:
- ايجاد تنوع در سوخت مورد نياز تكنولوژي‌هاي تبديل و توليد
- افزايش تنوع در ماهيت تكنولوژي‌هاي مورد استفاده براي توليد حامل‌هاي انرژي نهايي
- ايجاد تنوع در محصولات توليدي مراكز توليد انرژي
- توزيع مناسب منطقه‌اي مراكز توليد انرژي
- توسعه و ارتقاي وضعيت تكنولوژي‌هاي مورد استفاده براي توليد حامل‌هاي انرژي
- تطبيق تكنولوژي‌هاي توليد انرژي فعلي و آينده با قوانين و موانع زيست‌محيطي (موثر در تغيير الگوي انرژي مصرفي)
از ميان عوامل موثر بر ايجاد امنيت بيشتر در حوزه توزيع انرژي مي‌توان به موارد زير اشاره نمود:
- توسعه منابع انرژي منطقه‌اي جهت كاهش ميزان انتقال انرژي
- توسعه و ارتقاي وضعيت تكنولوژي‌هاي مورد استفاده براي توزيع حامل‌هاي انرژي
- به روز كردن و نگهداري مناسب تجهيزات توزيع انرژي با توجه به نياز روزافزون انرژي در بخش‌هاي مختلف
- ذخيره بهينه انرژي مورد نياز بر اساس مناطق مختلف
- توزيع مناسب منطقه‌اي مراكز توليد انرژي
- شناسايي نقاط حساس در شبكه و حذف آنها
- كاهش وابستگي نقاط و مراكز بزرگ مصرف‌كننده انرژي به شبكه توزيع سراسري انرژي
- تطبيق روش‌هاي توزيع انرژي در آينده با مقررات و موانع زيست‌محيطي
همانطوريكه مشاهده مي‌شود حصول به امنيت انرژي در حوزه‌هاي متفاوت و با استفاده از روش‌هاي مختلفي امكان‌پذير است و در بعضي از موارد با پياده‌سازي يك سياست و يا تركيبي از سياست‌ها مي‌توان به امنيت انرژي مطلوب دست يافت.
با توجه به تقسیم‌بندی فوق‌الذکر امنیت تأمین انرژی را در سه حوزه امنیت تأمین انرژی اولیه، امنیت انتقال و و توزیع و امنیت مولد تقسیم‌بندی شده‌اند. از میان این زیرمعیارها، زیرمعیار امنیت انتقال و توزیع، شاخصی کیفی است. سایر زیرمعیارهای، معیارهایی کیفی است که می‌توان میزان کمی آنها را محاسبه کرد. در ادامه میزان کمی هر یک از دو زیرمعیار امنیت تأمین انرژی اولیه و امنیت مولد مورد بررسی قرار می‌گیرند.
جهت محاسبه قابلیت اطمینان مولد، از ضریب دسترسی به‌عنوان شاخصی برای کمی‌کردن این معیار استفاده شده است. بنا به تعریف، ضریب دسترسی مولد تولید برق به صورت درصد بیان می‌گردد و برابر است با نسبت میزان ساعات تولید برق یک نیروگاه در یک دوره زمانی معین بر تعداد کل ساعت آن وره زمانی. جدول 23 ضریب دسترسی را برای نیروگاههای مورد بررسی نشان می‌دهد. این اطلاعات و ارقام برگرفته از اطلاعات فنی و اقتصادی نیروگاههای کشور، معاونت برنامه‌ریزی تولید، آذرماه 1385 است.
| جدول 23- ضریب دسترسی نیروگاههای مختلف کشور | ||||||||||||
|
نقش در پایدارسازی شبکه به طرق مختلف مزایایی را برای شبکه ملی برق فراهم می‌کند، از حمایت منابع دیگر انرژی تجدید پذیر گرفته تا ایجاد ثبات در شبکه و ذخیره انرژی برق برای استفاده در آینده.
به عنوان مثال تاسیسات برق آبی می تواند سریعأ از خروجی صفر به بیشترین خروجی برق برسند. این قابلیت، انرژی برق آبی را به یک گزینه فوق العاده خوب در مقابل تقاضاهای سریعا متغیر در روز تبدیل می کند. علت این مزیت عالی این است که تجهیزات برق آبی تنها مولد های بزرگ برق می باشند که اگر دیگر منابع انرژی غیرقابل دسترس باشند، می‌توانند سریعأ انتقال (دیسپچ) انرژی به شبکه را انجام دهند.
یکی از پارامترهای مؤثر در ارزیابی هر یک از نیروگاههای تولید برق، میزان منبع در دسترس هر کدام از این مولدها در داخل کشور است.، زیراکه جهت پاسخ‌گویی به نیاز تقاضای انرژی و تأمین امنیت تولید برق، تأمین انرژی از طریق یک منبع پایدار و مطمئن یکی از دغده‌های اصلی سیاست‌گذار است. منظور از منبع در دسترس میزان قابل استحصال از آن منبع جهت تولید برق است. قاعدتاً این معیار از آن جهت مهم است که سرمایه‌گذاری در نیروگاهی که میزان منبع در دسترس آن در کشور بیشتر از سایر گزینه‌ها باشد، در اولویت خواهد بود. یکی از شاخص‌هایی که می‌توان از آن جهت ارزیابی میزان در دسترس منبع مورد نظر استفاده نمود، این است که اگر کل منبع در دسترس مورد نظر جهت تولید برق در کشور استفاده شود، چه میزان برق تولید خواهد شد. در ادامه میزان منبع در دسترس هر یک از انواع نیروگاههای کشور مورد بررسی قرار می‌گیرد.
الف) نیروگاه بادی
مطالعات ساتبا نشان می‌دهد که در ایران با توجه به وجود مناطق بادخیز، بستر مناسبی جهت گسترش بهره برداری از توربین های بادی فراهم می باشد.[1]. طبق اطلس بادی تهیه شده و بر اساس اطلاعات دریافتی از ۶۰ ایستگاه و در مناطق مختلف کشور، میزان ظرفیت اسمی سایتها در حدود ۶۰۰۰۰ مگاوات می باشد. بر پایه پیش بینی های صورت گرفته، میزان انرژی قابل استحصال بادی کشور از لحاظ اقتصادی بالغ بر ۱۸۰۰۰ مگاوات تخمین زده می شود که موید پتانسیل قابل توجه کشور در زمینه احداث نیروگاههای بادی و همچنین اقتصادی بودن سرمایه گذاری در صنعت انرژی بادی می باشد.
در انجام پروژه پتانسیل سنجی بادی در ایران شرکت لامایر آلمان نیز به عنوان مشاور همکاری داشته است و و بر اساس مطالعات شرکت مذکور پتانسیل بادی قابل استحصال در کشور در حدود ۱۰۰ هزار مگاوات برآورد گردیده است. با توجه به این پتانسیل و با توجه به ضریب تولید برق نیروگاه بادی جهت استحصال برق از این منبع، میزان دقیق تولید برق برحسب کیلووات ساعت محاسبه می‌شود. فرمول زیر میزان کمی این معیار را بر حسب گیگاوات ساعت بیان می‌کند.
| ساعات کارکرد در سال (8760) × ضریب تولید نیروگاه بادی × پتانسیل موجود (گیگاوات) =میزان برق تولیدی (گیگاوات ساعت) |
با توجه به وضعیت تولید برق بادی در ایران و اطلاعات گرفته شده از کارشناسان ساتبا، به‌طور میانگین ضریب تولید نیروگاههای بادی کشور حدود 30 درصد در نظر گرفته شده است. اگر فرمول بالا را جهت محاسبه میزان تولید برق به کار ببریم به عدد 39420 گیگاوات ساعت در سال می‌رسیم. این عدد میزان قابل استحصال برق بادی را باتوجه به وضعیت موجود این منبع در کشور نشان می‌دهد.
[1] مطالعات اطلس باد کشور، 1388