مسیر اقتصاد/ افزایش دمای هوا در سال‌های اخیر، معادلات تأمین و مصرف انرژی را در جهان دگرگون کرده و شبکه برق ایران نیز تحت تأثیر آن با کاهش منابع آبی و رشد مصرف سرمایشی روبرو بوده است. هم‌زمانی موج‌های گرما با محدودیت تولید برق‌آبی و کاهش ظرفیت عملی تجهیزات، چالش‌های جدیدی برای پایداری شبکه ایجاد کرده است. از سوی دیگر، افزایش دما باعث کاهش توان واقعی نیروگاه‌ها و محدود شدن ظرفیت انتقال برق می‌شود؛ به‌طوری‌که ظرفیت نامی تجهیزات دیگر نمی‌تواند معیار دقیقی برای ارزیابی توان شبکه باشد. بر همین اساس، افزایش تاب‌آوری شبکه برق ایران نیازمند گذار از اتکای صرف به ظرفیت اسمی و حرکت به سوی برنامه‌ریزی مبتنی بر ظرفیت قابل اتکا، ارزیابی ریسک و سناریوهای اقلیمی است.
تاب‌آوری شبکه در برابر بار سرمایشی تابستان
تاب‌آوری بخش مصرف برق در ایران تا حد زیادی به نحوه مدیریت بار سرمایشی وابسته است. در ماه‌های گرم سال، میزان مصرف برق برای سیستم‌های سرمایشی حدود ۳۰ هزار مگاوات برآورد می‌شود؛ رقمی که نزدیک به ۴۰ درصد از پیک مصرف برق کشور را به خود اختصاص می‌دهد[۱]. بررسی الگوی مصرف نشان می‌دهد با افزایش هر یک درجه دما تا محدوده ۴۰ درجه سانتی‌گراد، حدود ۱۸۰۰ مگاوات به بار مصرفی شبکه اضافه می‌شود و در دماهای بالاتر، این افزایش می‌تواند به بیش از ۲۰۰۰ مگاوات به ازای هر درجه برسد[۲].
افزایش استفاده از تجهیزات سرمایشی، ضعف عایق‌بندی در بسیاری از ساختمان‌ها و گرم‌تر شدن تدریجی شهرها باعث شده مدیریت مصرف به یکی از الزامات اصلی حفظ پایداری شبکه برق تبدیل شود. به‌کارگیری تجهیزات سرمایشی با بازدهی بالاتر، توسعه کنتورهای هوشمند و اجرای برنامه‌های پاسخ‌گویی بار، از جمله اقداماتی است که می‌تواند فشار وارد بر شبکه را در ساعات اوج مصرف کاهش دهد.
تأثیر اقلیم بر ظرفیت تولید برق
افزایش دما علاوه بر رشد مصرف برق، قابلیت انتقال و توان قابل بهره‌برداری تجهیزات شبکه را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. در نیروگاه‌های گازی، زمانی که دمای محیط از شرایط استاندارد ۱۵ درجه سانتی‌گراد بالاتر می‌رود، توان خروجی کاهش پیدا می‌کند؛ به‌طوری‌که به ازای هر یک درجه افزایش دما، توان تولید توربین‌های گازی حدود ۰.۵ تا ۰.۹ درصد افت می‌کند[۳].
علاوه بر دما، ارتفاع محل استقرار نیروگاه‌های گازی نیز بر میزان توان قابل بهره‌برداری تأثیرگذار است. به‌طور معمول، به ازای هر ۳۰۰ متر افزایش ارتفاع، ظرفیت تولید توربین‌های گازی حدود ۳ تا ۴ درصد کاهش می‌یابد. در شبکه انتقال نیز افزایش دمای محیط، مقاومت الکتریکی خطوط را افزایش داده و ظرفیت عبور جریان را محدود می‌کند.
بر همین اساس، ارزیابی عملکرد شبکه در دوره‌های گرم سال نمی‌تواند تنها بر مبنای ظرفیت نامی تجهیزات انجام شود و باید شاخص‌هایی مانند میزان ظرفیت قابل تحویل تجهیزات در دماهای بالاتر از ۴۰ درجه سانتی‌گراد نیز در محاسبات بهره‌برداری و برنامه‌ریزی شبکه لحاظ شود.
کاهش برق‌آبی و ضرورت تنوع منابع انرژی
خشکسالی‌های پی‌درپی در سال‌های اخیر، سهم منابع آبی در تأمین برق کشور را کاهش داده و محدودیت‌های جدیدی برای تولید برق‌آبی ایجاد کرده است. بر اساس داده‌های موجود، میزان بارش در سال آبی منتهی به فروردین ۱۴۰۴ حدود ۴۰ درصد کمتر از میانگین بلندمدت بوده و تولید برق‌آبی نیز در مقایسه با شرایط نرمال، ۷۷ درصد کاهش یافته است[۴]. تولید برق‌آبی در سال‌های ۱۴۰۳ و ۱۴۰۴ به‌ترتیب حدود ۱۸.۵۷۷ و ۱۲.۲۶۱ تراوات‌ساعت ثبت شده که نشان‌دهنده افت حدود ۳۴ درصدی این منبع تولیدی است[۵].
با این حال، در سال ۱۴۰۵ وضعیت بارش نسبت به سال بسیار خشک پیش از آن بهبود یافت؛ به‌گونه‌ای که بارش تجمعی کشور تا شهریور ۱۴۰۵ به حدود میانگین بلندمدت رسید و اندکی از آن فراتر رفت[۶]. با وجود این، این بهبود را نمی‌توان به معنای تغییر روند بلندمدت خشکسالی دانست؛ زیرا توزیع بارش در مناطق مختلف کشور همچنان نامتوازن بوده و آثار انباشته کم‌بارشی سال‌های گذشته بر منابع آب سطحی، ذخایر سدها و ظرفیت قابل اتکای تولید برق‌آبی همچنان باقی است.
این روند نشان می‌دهد برنامه‌ریزی برای تأمین برق باید میزان ظرفیت قابل اتکا در سناریوهای مختلف اقلیمی را نیز در نظر بگیرد. توسعه نیروگاه‌های خورشیدی، بهره‌گیری از ذخیره‌سازهای انرژی و استفاده از فناوری‌های کم‌آب در بخش تولید برق، از جمله راهکارهایی است که می‌تواند انعطاف‌پذیری سبد انرژی کشور را در برابر تغییرات اقلیمی افزایش دهد.
نمودار زیر روند تغییرات تولید برق‌آبی کشور را در بازه سال‌های ۱۳۸۰ تا ۱۴۰۴ نشان می‌دهد.
افزایش دمای هوا، مسئله فشار بر شبکه برق ایران را به موضوعی پیچیده و چندلایه در حوزه تولید، مصرف، انتقال و حکمرانی انرژی تبدیل کرده است. بررسی شاخص‌های کمی نشان می‌دهد افزایش بار سرمایشی، کاهش توان عملی نیروگاه‌ها در دماهای بالا و افت تولید برق‌آبی، ضرورت بازنگری در شیوه‌های برنامه‌ریزی و بهره‌برداری از شبکه را افزایش داده است.
در چنین شرایطی، افزایش تاب‌آوری شبکه برق نیازمند مجموعه‌ای از اقدامات مانند مدیریت هوشمند تقاضا و تنوع‌بخشی به منابع تولید و سازگار کردن تجهیزات و زیرساخت‌ها با شرایط اقلیمی جدید به صورت هماهنگ است. عبور از رویکردهای سنتی و حرکت به سمت برنامه‌ریزی مبتنی بر سناریوهای اقلیمی، یکی از الزامات حفظ پایداری شبکه در سال‌های پیش‌رو خواهد بود.
پانویس:
[۱] شرکت مدیریت شبکه برق ایران
[۲] ایرنا، کد مطلب ۸۶۲۰۴۱۸۹
[۳] USPE Global. (n.d.). Gas turbine derating: The impact of heat, altitude, and site conditions. https://uspeglobal.com/articles/gas-turbine-derating-heat-altitude-site-conditions/
[۴] گزارش کمیسیون انرژی مجلس در خصوص “بررسی خاموشی‌های گسترده در تابستان ۱۴۰۴”
[۵] شرکت مادر تخصصی توانیر، گزارش آمار تفصیلی صنعت برق ایران ویژه مدیریت راهبردی در سال ۱۴۰۴
[۶] خبرگزاری مهر، کد مطلب ۶۹۳۹۱۲۶
انتهای پیام/ انرژی
