روشن تر از خاموشي (1)

مديريت مصرف برق مجموعه اي از فعاليت هاي به هم پيوسته بين صنعت برق و مشترکان به منظور تعديل بار مصرفي مشترک است تا با کارايي بيشتر و هزينه کمتر بتوان به مطلوبيت يکساني در زمينه مصرف دست يافت. بدين ترتيب هم عرضه کننده و هم مصرف کننده برق به سود بيشتري در اين زمينه دست خواهند يافت. مديريت مصرف انرژي الکتريکي با توجه به استراتژي و اهداف تعيين شده براي آن دو گروه مديريت مصرف انرژي در بخش مصرف و مديريت مصرف انرژي در بخش توليد را در بر مي گيرد. معمولا راهکارهاي اجرايي در بخش مصرف بسيار مؤثر تر از راهکارهاي بخش توليد است. فراهم آوردن زمينه مناسب جهت استفاده منطقي انرژي، ارائه روش هاي بهينه سازي مصرف انرژي، افزايش بازدهي تاسيسات صنعتي و استفاده از سيستم ها و فرآيندهايي با کارايي بيشتر از اهداف مديريت مصرف است. اين اهداف با کنترل در مصرف، افزايش بازدهي انرژي و نگهداري و کنترل سيستم بهينه انرژي ميسر مي شود.

برق انرژي تميزي نيست!
 

تاکنون حدود 280معاهده و موافقت نامه بين المللي و منطقه اي در زمينه حفاظت محيط زيست و مسائل مرتبط با آن منعقد شده است که از اين ميان حدود 70کنوانسيون و پروتکل جنبه جهاني داشته و مابقي منطقه اي است. نخستين کنفرانس جهاني سازمان ملل متحد درباره انسان و محيط زيست به «کنوانسيون استکهلم » معروف است که در سال 1972 در سوئد ، يکي از کشورهاي پيشرو در مساله مصرف انرژي و حفاظت از محيط زيست برگزار شد.
ايران نيز به تعداي از اين کنوانسيون ها پيوسته و متعهد شده است که براي بهبود وضعيت زيست محيطي خود تلاش کند ولي اين درحالي است که ايران يک کشور در حال توسعه است؛ از سويي براي ايجاد زير ساخت هاي توسعه نياز به مصرف عظيم انرژي دارد و از سوي ديگر درست به دليل در حال توسعه بودنش از تکنولوژي هاي بالاي توليد و مصرف انرژي برخوردار نيست.
براي نمونه اگر نحوه توليد و مصرف انرژي برق را در کشور در نظر بگيريم متوجه مي شويم که ايران در چه وضعيت نامطلوبي قرار دارد. توليد برق در ايران بيشتر به سوخت هاي فسيلي وابسته است. به اين معنا که 59 درصد برق توليد شده در ايران از نيروگاه هايي با سوخت فسيلي به دست مي آيد. ميزان توليد انرژي از نيروگاه هاي آب و بادي، درصد بسيار ناچيزي از توليد انرژي برق را شامل مي شود. ولي برقي که با اين هزينه هاي بالاي زيست محيطي به دست مي آيد (تنها 72درصد انرژي سوخت هاي فسيلي به برق تبديل مي شود) نيز به خوبي توزيع نمي شود . به علت فرسودگي و تکنولوژي پايين شبکه توزيع برق در ايران حدود 32درصد اتلاف انرژي داريم. يعني از لحظه اي که برق در نيروگاه ها توليد مي شود تا زماني که از شبکه توزيع عبور مي کند و به مصرف کنندگان نهايي مي رسد، 32درصد آن از بين مي رود. با يک حساب سرانگشتي مي توان محاسبه کرد که وقتي تنها 72 درصد سوخت هاي فسيلي به انرژي برق تبديل مي شوند (37 درصد آن به صورت ساير انرژي هاي غير قابل استفاده در مي آيند) و از همين 72 درصد نيز يک چهارم آن (3درصد) در مسير توليد اتلاف مي شود، در هر لحظه چقدر سوخت فسيلي بايد سوزانده شود تا برق مصرفي شهري مثل تهران تامين شود. اين در حالي است که رشد مصرف انرژي برق در تهران سالانه 8درصد است يعني در هر سال نيروگاه هاي تهران بايد 8درصد برق بيشتر از سال گذشته توليد کنند تا با مساله خاموشي مواجه نشويم. مساله اي که تجربه به ما نشان داده که خارج از توان نيروگاه هاي ايران است.
ما در ايران در مصرف انرژي دقت نظر کافي نداريم. دليل ساده اي دارد؛ انرژي در ايران کالاي ارزان قيمتي است. شما مي توانيد بنزين يارانه اي را هر ليتر 100تومان بخريد ولي نمي توانيد حتي 250سي سي آب معدني را به همين قيمت بخريد! اين به معنا اين نيست که بنزين در ايران از آب ارزان تر است بلکه به اين معناست که يارانه هاي سنگيني براي مصرف انرژي در ايران وجود دارد که قيمت همه چيز را غير واقعي جلوه مي دهد و بر الگوي مصرف مردم تأثير سوئي مي گذارد. مردم در مصرف برق ، بنزين، گاز، آب و ساير انرژي ها بسيار مصرفانه برخورد مي کنند. شما با 10ليتر بنزين (حدود 1000تومان) مي توانيد روزها در شهر تردد کنيد ولي اگر بخواهيد از تاکسي استفاده کنيد، احتمالا همان روز اول تا به مقصد برسيد ناگزيريد که بيشتر از 1000 تومان براي کرايه خرج کنيد. در اين شرايط بديهي است که شما گزينه ارزان تر و راحت تر را انتخاب مي کنيد. ولي آيا واقعا گزينه نخست، گزينه ارزان تر است؟ ما به تفاوت اين قيمت ها کجا و چگونه پرداخت مي شود؟
از قديم گفته اند که هيچ ارزاني و گراني بي حکمت نيست. انرژي در ايران ارزان است نه به اين دليل که ما به علت وفور منابع طبيعي نگراني از اين بابت نداريم بلکه کاملا برعکس، ايران به عنوان دومين منبع گاز و چهارمين منبع نفت جهان از اين منابع درست استفاده نکرده و با بحران انرژي مواجه است. به طوري که پيش بيني مي شود اگر ايران به رويه فعلي اش در مصرف انرژي ادامه دهد، ظرف 30سال آينده از يک کشور صادر کننده انرژي به يک کشور وارد کننده تبديل شود.
تنها به علت وجود يارانه هاي دولتي بر مصرف، انرژي براي مصرف کنندگان ارزان تر تمام مي شود ما به تفاوت اين قيمت ها (آنچه که مصرف کننده مي پردازد و هزينه واقعي تمام شده) از حساب نسل هاي آينده (فروش منابع طبيعي که سهم مسلم آنهاست) و سلامت نسل هاي کنوني (بيماري ها مرگ هاي زودرس و جهش هاي ژنتيکي ناشي از آلودگي هوا و محيط زيست) پرداخت مي شود . ما انرژي تميزي را مصرف نمي کنيم و هر قدر که بيشتر مصرف مي کنيم ، آلودگي بيشتري را نيز به جان مي خريم. کالاهاي برقي و مصرف بيشتر انرژي به معناي رفاه بيشتر نيست! چرا که برق ، حداقل در ايران، کالاي تميزي نيست.
در حالي که در کشورهاي توسعه يافته اي مثل سوئد، ژاپن و هلند به سمت انرژي پاک (clean energy) حرکت مي کنند، ما همچنان به علت فقدان فن آوري هاي نوين و تاکيد بر الگوهاي قديمي مصرف، بر انرژي توليد شده از سوخت هاي فسيلي متکي هستيم. براي نمونه سوئد توليد و مصرف انرژي را در يک معادله مطلوب زيست محيطي قرار داده است. سوئد با ايجاد نيروگاه هاي زباله سوز (نيروگاههايي که با سوزاندن زباله برق توليد مي کنند ) از يک طرف به معدوم کردن زباله هايش اقدام مي کند و از سوي ديگر به انرژي پاک توليد مي کند. در سوئد بر خلاف ايران که چند نيروگاه عمده در چند نقطه کشور به توليد انرژي مي پردازند و انرژي را از طريق شبکه توزيع در سراسر کشور توزيع مي کنند. هر شهري نيروگاه خود را دارد و از نظر توليد انرژي مستقل است. اين مساله باعث مي شود که شيوه توليد انرژي بسيار متنوع و بر حسب شرايط منطقه اي متفاوت باشد. از سوي ديگر با اين شيوه در هزينه هاي توزيع و اتلاف انرژي ناشي از شبکه گسترده توزيع صرفه جويي مي شود.
کشورهاي توسعه يافته نه تنها انرژي پاکي توليد مي کنند بلکه، الگوي مصرف انرژي متفاوتي هم دارند. آنها کمتر و معقولانه تر انرژي مصرف مي کنند چرا که به بهاي زيست محيطي توليد انرژي آگاهند. در زمينه مصرف برق ايران در مقايسه با چند کشور آسيايي در ايران 13 برابر کشور ژاپن، پنج برابر اندونزي و سه برابر ترکيه برق مصرف مي کند. در يک مقايسه ساده مي بينيم که هر قدر که کشوري توسعه يافته تر باشد، فاصله ما با مصرف انرژي آن بيشتر است.
حتما شما هم بارها توصيه هاي مربوط به نحوه مصرف انرژي را شنيده باشيد و حتي گاهي از اين تکرارها خسته شده ايد، ولي اين يک واقعيت است که در کشور ما انرژي بر خلاف آنچه که مي پنداريم بسيار گران و هزينه بر است. انرژي در کشورما کالايي دير ياب و پر هزينه است که بايد بسيار به دقت با آن برخورد کرد. شايد من و شما هم در بهبود معادلات زيست محيطي کشورمان بتوانيم نقشي ايفا کنيم.
انرژي در ايران ارزان است و ايران به عنوان دومين منبع گاز و چهارمين منبع نفت جهان از اين منابع درست استفاده نکرده و با بحران مواجه است.

برق، از توليد تا مصرف
 

فرآيندهاي توليد، توزيع و مصرف برق در هر کشوري به شرايط اقليمي، منابع انرژي، توسعه صنعتي و فرهنگ عمومي مردم آن کشور بستگي دارد. در واقع در کشورهاي مختلف بر اساس اين گونه عوامل، نوع و تعداد نيروگاه هاي فعال در شبکه تعيين و ساخته مي شوند. نيروگاه برق مجموعه اي از تأسيسات صنعتي است که از آن براي توليد انرژي الکتريکي استفاده مي شود. وظيفه اصلي يک نيروگاه تبديل انرژي از ديگر شکل هاي آن مانند انرژي شيميايي، انرژي هسته اي انرژي پتانسيل گرايشي به انرژي الکتريکي است. وظيفه اين تبديل تقريبا در همه نيروگاه ها بر عهده مولد يا ژنراتور است؛ اين ماشين دوار انرژي مکانيکي را به انرژي الکتريکي تبديل مي کند. انرژي مورد نياز براي چرخاندن يک ژنراتور از راه هاي مختلفي تامين مي شود که به ميزان دسترسي به منابع مختلف انرژي در آن منطقه و دانش فني گروه سازنده بستگي دارد. در کشورهاي خاور ميانه و حوزه خليج فارس درصد بالايي از توليد برق به سوخت هاي فسيلي و به طور دقيق تر به نفت و گاز وابسته است. نيروگاه هاي مبتني بر سوخت هاي فسيلي در ايران بخاري، گازي و سيکل ترکيبي هستند. در ميان اين سه نوع نيروگاه حرارتي بيشترين بازده متعلق به سيکل هاي ترکيبي است که متأسفانه کمترين سهم توليد را دارند. امروزه نيرروگاه هاي حرارتي و آبي بيشترين سهم را در توليد برق جهان دارند. هر چند درايران نيروگاه هاي برق-آبي سهم کوچکي از توليد انرژي را به خود اختصاص مي دهند اما وجود اين نيروگاه ها در هر شبکه اي ضروري است. در واقع با توجه به ويژگي هاي منحصر به فرد نيروگاه هاي برق-آبي، بار پايه شبکه و کنترل فرکانس تا حد زيادي به دوش اين نيروگاه هاست. اما بار پيک يعني اوج مصرف، معمولا توسط نيروگاه هاي گازي تامين مي شود. نيرگاه هاي گازي مي توانند در کمترين زمان ممکن و در چند دقيقه وارد شبکه شوند اما هزينه استهلاک اين نيروگاه ها بسيار بالاست. شايد يکي از عمده ترين مزيت هاي نيروگاه هاي گازي که در سال هاي اخير ساخت آنها در ايران به شدت رواج يافته است، هزينه هاي اوليه کم و مدت زمان کوتاه ساخت آن باشد.

بادها براي چه مي وزند؟
 

انرژي باد براي مصارف عمومي بالا به وسيله توربين هاي عظيم سه پره اي که بر بالاي يک برج بلند قرار دارد و برعکس پنکه عمل مي کند، توليد مي شود. برخلاف پنکه که انرژي برق را براي توليد باد استفاده مي کند، توربين ها با استفاده از باد برق ايجاد مي کنند. باد پره ها را به حرکت در مي آورد و پره ها با چرخاند ن يک محور که به مولد وصل است. برق توليد مي کند. انرژي بادي در حجم زياد در مزارع بادي توليد و به شبکه الکتريکي متصل مي شود. از توربين ها در تعداد کم، معمولا تنها براي تأمين برق در مناطق دور افتاده استفاده مي شود اما از جمله دلايل تمايل کشورها براي افزايش ظرفيت توليد برق بادي، مزاياي بسييار زياد اين روش توليد است. انرژي بادي فراوان، دوباره توليد مي شود و پاک است همچنين در مقايسه با سوخت هاي فسيلي ميزان کمتري گاز گلخانه اي منتشر مي کند. انتخاب مکان مناسب براي نصب نيروگاه بادي و جهت نصب توربين ها در محل از نکات حياتي براي توسعه اقتصادي اين گونه نيروگاه هاست. گذشته از دسترسي باد مناسب در محل، مورد بحث، عوامل مهم ديگري مانند دسترسي به خطوط انتقال، قيمت زمين مورد استفاده، ملاحظات استفاده از زمين و مسائل زيست محيطي ساخت وبهره برداري نيز در انتخاب مکاني براي نصب نيروگاه ها مؤثر است. از اين رو استفاده از نيروگاه هاي بادي در مناطق دور از ساحل ممکن است هزينه هاي مربوط به ساخت را با استفاده از کاهش هزينه هاي توليد برق جبران کنند.

نيروگاه هاي برق بخاري
 

روش توليد برق در اين نوع نيروگاه ها به اين ترتيب است که سوخت هاي فسيلي مانند ذغال سنگ، گاز، گازوئيل و مازوت به وسيله مشعل هاي خاصي، به محفظه اي به نام «کوره»، پاشيده مي شود و با اشتعال آن در مجاورت هوا، که بوسيله فن هاي بزرگي تأمين مي شود، حرارت قابل توجهي در اين محفظه توليد مي شود. حرارات حاصل از آن، آب گرمي را که با پمپ از داخل لوله هاي تعبيه شده درآن عبور مي دهد پس از طي مراحلي، به بخاري با درجه حرارت بالا و فشار زياد که در اصطلاح به آن بخار خشک مي گويند، تبديل مي کند. بخار خشک پديد آمده پس از خروج از کوره وارد توربين مي شود. بخار وارد توربين را به حرکت در مي آورد و ژنراتور که با توربين هم محور است به گردش در مي آيد و جريان برق توليد مي شود.
انرژي بادي فراوان، دوباره توليد مي شود و پاک است همچنين در مقايشه با سوخت هاي فسيلي ميزان کمتري گاز گلخانه اي منتشر مي کند.

انتقال
 

مقصود از انتقال، مجموعه اي از خطوط فشار قوي همراه با پست ها، ترانسفورماتورها و دکل هاست که انرژي الکتريکي را در مقياس کلان جابه جا مي کند. امروزه خطوط مذکور در ايران 230کيلو ولت و 4000کيلو ولت هستند. پس از انتقال قدرت به وسيله خطوط هوايي، چون از نظر ايمني نمي توان خطوط فشار قوي (ولتاژبالا) را به نقاط مختلف شهر برد، معمولا در محل هايي در نزديکي شهر به نام پست فشار قوي، ولتاژ را با ترانسفورماتورهايي پايين مي آورند. به اين ترتيب شبکه انتقال، نيروگاه را به شبکه توزيع و مصرف کنندگان بزرگ صنعتي متصل مي کند.

توزيع
 

شبکه توزيع مجموعه اي از خطوط، تأسيسات و پست هاي فشار متوسط و فشار ضعيف هوايي و زميني، شبکه روشنايي معابر، انشعابات و لوازم اندازه گيري و تأسيسات ساختماني مربوط به آن است. که ماموريت آن خريد و توزيع بهينه نيروي برق به طور مستمر بر اساس استانداردهاي وزارت نيرو فروش آن به مشترکان و متقاضيان و جلب رضايت آنان در حوزه عمليات شرکت است. دايره مشتريان شبکه توزيع، تقريبا تمام کشور را در بر مي گيرد. هم اکنون صد درصد جمعيت شهري و 96 درصد جمعيت روستايي کشور از انرژي برق برخوردار هستند.

مصرف
 

اگر نيروگاه با ظرفيت کافي نصب شده باشد، عرضه و تقاضاي برق به سرعت انطباق مي يابد زيرا برق کالايي نيست که بتوان آن را توليد و انبار کرد تا مصرف کننده در موقع نياز از آن استفاده کند. برعکس، در هر ساعت به همان ميزان که تقاضا وجود داشته باشد، توليد نيز صورت مي گيرد. هر چند در مورد الکتريسيته بحث موجودي انبار مصداق ندارد اما در صد تلفات، توليد سرانه برق، اوج مصرف، سهم هر بخش در مصرف، و در صد رشد سالانه مصرف نکاتي است که بايد مورد توجه قرار گيرد. توليد سرانه برق در کشور پايين است. جمعيت ايران حدود يک درصد جمعيت جهان است. در حالي که ميزان برق مصرفي ما 0/75 در صد برق مصرفي در جهان است. مصرف برق در ايران معادل مصرف يک کشور 200 ميليون نفري است. در واقع رشد مصرف از رشد جمعيت و رشد توليد ناخالص داخلي بيشتر است. درصد اتلاف انرژي در مراحل مختلف توليد، انتقال، توزيع و حتي در مراحل پيش از توليد برق و نيز هنگام مصرف الکتريسيته، بسيار زياد است. توزيع مصرف برق در بخش هاي مختلف صنعتي، کشاورزي، خانگي و تجاري بيانگر استفاده نامناسب از الکتريسيته است. مصرف برق در ايران بسيار ناموزون است. پاسخگويي به نياز ساعات پيک، سرمايه و نيروي عظيمي را در صنعت برق به خود مصروف مي کند. با توجه به اين عوامل و همچنين نياز کشور براي پيش رفتن به سوي توسعه، مسئله اصلاح الگوي مصرف در حوزه برق بيش از هر زمان ديگري احساس مي شود.

انرژي خورشيدي
 

بعد از دهه 1970به دنبال شوک افزايش قيمت نفت، کشورهاي جهان بر آن شدند که تا جايي که امکان دارد وابستگي خود را به منابع فسيلي کم کنند و براي آن جايگزين هاي مناسبي فراهم کنند. استفاده از انرژي هايي مانند خورشيد و باد از زمان هاي بسيار دور در زندگي روزمره بشر رايج بوده است. نخستين مباحثي که در مورد توليد برق از انرژي خورشيدي مطرح شد به سال 1391 بر مي گردد. اما استفاده از آن طور جدي از اوايل دهه فعلي آغاز شده است. در زمينه انرژي هاي تجديد پذير مثل زيست توده، باد، خورشيد و زمين گرمايي چه در فاز اجرا و چه در تحقيقات، سرمايه گذاري هايي انجام گرفته است. افزايش قيمت سوخت هاي فسيلي، بحث هاي زيست محيطي و قوانين آن در جهان که بر آلاينده هاي محيط زيست فشار مي آورد و به طور بسيار جدي پيگيري مي شود، از عوامل رويکرد جديد به سوي انرژي هاي تجديد پذير است. در آينده اي بسيار نزديک انرژي هاي تجديد پذير از نظر اقتصادي به مرز رقابت با ديگر انرژي ها بسيار نزديک مي شوند و حتي پايين تر از قيمت انرژي فسيلي عرضه خواهند شد. از بين انرژي هاي نو و تجديد پذير، انرژي خورشيدي گستردگي و فراگيري بيشتري دارد. بهره برداري از انرژي خورشيدي در بسياري از نقاط دنيا و کشورها به خصوص کشورهايي با آفتاب زياد رايج و در حال پيشرفت است. آلوده نکردن محيط زيست، توليد برق بدون نياز به سوخت، استهلاک کم نيروگاه، احتياج نداشتن به آب زياد براي خنک کردن و بي نيازي از مراقبت دائمي از مزاياي نيروگاه هاي خورشيدي است. انرژي خورشيدي مي تواند براي توليد الکتريسيته مورد استفاده قرار گيرد. انرژي خورشيدي داراي نيرويي است که مي تواند الکترون ها رااز مدار خود خارج کرده و آن ها را به حرکت درآورد. در اثر اين حرکت الکتريسيته پديد مي آيد که مي توان از آن به عنوان مصارف تجاري و يا صنعتي استفاده کرد. در جهان امروز از انرژي خورشيدي توسط سيستم هاي گوناگون و براي مقاصد مختلفي استفاده مي شود که از پر کاربردترين نمونه هاي آن ها مي توان به سيستم هاي فتو ولتائيک، سيستم گلخانه اي و خانه هاي خورشيدي اشاره کرد که به ترتيب براي توليد انرژي الکتريکي ، پرورش گل ها و گياهان در فصل هاي سرد سال و تأمين نياز حرارتي ساختمان ها به کار مي روند.
نيروگاه هاي خورشيدي شامل دو نوع فتو ولتائيک و حرارتي هستند. در نيروگاه هاي فتوولتائيک يک برج صد متري در وسط ميدان قرار مي گيرد. دور اين برج آيينه هايي نصب مي شود که نور خورشيد را تعقيب مي کند و تصوير انعکاس نور خورشيد را بالاي برج مي اندازند. نور خورشيد به طور مستقيم به سلول هاي نوري قرار گرفته در برج مي تابد. بر اثر برخورد نور با اين سلول ها برق توليد مي شود اما در نيروگاه حرارتي خورشيدي اين فرآيند کاملا متفاوت است. در آنجا گرماي خورشيدي در جايي جمع آوري مي شود. به وسيله اين گرماي پديد آمده يک سيال که مي تواند آب، روغن با نمک هاي مذاب باشد، گرم مي شود. اين سيال که در يک مبدل حرارتي در مجاورت آب قرار دارد، آب را بخار مي کند. اين بخار داغ موجب حرکت توربين، ژنراتور و در نهايت توليد برق مي شود.

...و اما ايران
 

در کشور ما توجه به نياز روزافزون به منابع انرژي و کم شدن منابع انرژي فسيلي و توجه به سالم نگه داشتن محيط زيست، کاهش آلودگي هوا، محدوديت هاي برق رساني و تأمين سوخت براي نقاط دور افتاده استفاده از انرژي هاي نو مانند انرژي خورشيدي، انرژي باد و غيره از جايگاه ويژه اي برخوردار است. با توجه به موقعيت جغرافيايي ايران در نيم کره شمالي و قرار گرفتن کشورمان بر روي کمربند خورشيدي جهان و با توجه به اين نکته که ايران يکي از کشورهايي است که از تابش نور خورشيد با قدرت و توان مطلوب برخوردار بوده و از مناطق بسيار متعدد براي بهره گيري از انرژي خورشيدي است. ايران اولين کشور خاور ميانه و سومين کشور دنيا در دستيابي به فناوري ساخت نيروگاه حرارتي خورشيدي است که در حال حاضر در شيراز راه اندازي شده است.
منبع: هفته نامه فرهنگي -اجتماعي همشهري مثبت 162