مسیر اقتصاد/ افزایش تولید برق به‌عنوان یکی از زیرساخت‌های کلیدی، با رشد تقاضا و ناترازی در تأمین برق طی سال‌های اخیر اهمیت بیشتری یافته است. از طرف دیگر افزایش مصرف و محدودیت منابع گازی، نیاز به بهبود بازدهی و کاهش اتلاف انرژی را برجسته کرده است. به همین دلیل یکی از راهکارهای مطرح، سیکل ترکیبی کردن نیروگاه‌های گازی موجود است که هدف آن افزایش راندمان نیروگاه، جلوگیری از افزایش مصرف سوخت در بخش نیروگاهی و جلوگیری از افزایش انتشار آلاینده‌ها برای تأمین برق است.
افزایش راندمان؛ مزیت کلیدی سیکل ترکیبی کردن نیروگاه
در نیروگاه‌های گازی، بخش زیادی از انرژی به‌صورت گرما از دست می‌رود، اما در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی، بخشی از این گرمای هدررفته برای تولید بخار و به‌کارگیری توربین بخار استفاده می‌شود. به صورت تئوری، این فرایند باعث می‌شود راندمان کلی نیروگاه از حدود ۳۰-۳۵ درصد به ۵۵-۶۰ درصد افزایش یابد، بدون آنکه نیاز به مصرف سوخت بیشتری باشد. در نتیجه، علاوه بر تولید برق بیشتر، صرفه‌جویی قابل‌توجهی در مصرف سوخت فسیلی صورت می‌گیرد.
در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی، ظرفیت تولید برق توربین بخار معمولاً حدود ۵۰ درصد ظرفیت توربین گازی است. به عبارت دیگر، اگر یک توربین گازی ظرفیت تولید ۱۰۰ مگاوات برق داشته باشد، توربین بخار اضافه‌شده در همان سیکل ترکیبی حدود ۵۰ مگاوات برق تولید می‌کند. این نسبت به دلیل نحوه استفاده از گرمای خروجی توربین گازی و تبدیل آن به بخار در بویلر بازیافت حرارتی تعیین می‌شود.
افزایش وابستگی تولید برق به گاز با سیکل ترکیبی کردن نیروگاه‌های گازی
با وجود مزایای عنوان‌شده برای سیکل ترکیبی کردن نیروگاه‌های گازی، این راهکار با چالش‌ها و محدودیت‌هایی نیز همراه است که می‌تواند بر تصمیم‌گیری برای استفاده گسترده از این فناوری تأثیر بگذارد. یکی از چالش‌های اصلی، افزایش وابستگی به گاز طبیعی در سبد تولید برق است. اگرچه راندمان بالای نیروگاه‌های سیکل ترکیبی باعث استفاده بهینه از سوخت می‌شود، اما همچنان این نوع نیروگاه‌ها به گاز طبیعی به‌عنوان منبع اصلی سوخت وابسته هستند. در شرایطی که محدودیت‌هایی در تأمین پایدار گاز وجود داشته باشد، این وابستگی می‌تواند پایداری شبکه برق را تهدید کند. از طرفی، تنوع‌بخشی به منابع انرژی در سبد تولید برق از جمله استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر یا انرژی هسته‌ای می‌تواند این وابستگی را کاهش دهد، اما سیکل ترکیبی کردن نیروگاه‌ها این تنوع را محدودتر می‌کند.
یکی دیگر از چالش‌های مهم، محدودیت عمر نیروگاه‌های سیکل ترکیبی به عمر مفید توربین‌های گازی موجود است. عمر مفید توربین گازی به‌طور مستقیم بر عملکرد و ماندگاری واحد بخار تأثیر می‌گذارد. اگر توربین گازی به پایان عمر خود نزدیک باشد، هزینه‌های تعمیر و نگهداری و حتی جایگزینی تجهیزات می‌تواند توجیه اقتصادی پروژه‌های سیکل ترکیبی را تحت‌الشعاع قرار دهد. در نتیجه، استفاده از این فناوری برای نیروگاه‌های قدیمی ممکن است از نظر اقتصادی و فنی منطقی نباشد.
نیروگاه‌های گازی پشتیبان مناسبی برای نیروگاه‌های تجدیدپذیر هستند
کاهش انعطاف‌پذیری شبکه برق نیز یکی دیگر از نقدهای واردشده به سیکل ترکیبی کردن نیروگاه‌هاست. نیروگاه‌های گازی به دلیل سرعت بالای پاسخ‌دهی به تغییرات بار، نقش کلیدی در مدیریت نوسانات شبکه ایفا می‌کنند. اما نیروگاه‌های سیکل ترکیبی به دلیل فرآیند پیچیده‌تر تولید برق، انعطاف‌پذیری کمتری در تغییر سریع سطح تولید برق دارند. این موضوع به‌ویژه در شرایطی که شبکه با نوسانات سریع بار مواجه است، مانند ساعات اوج مصرف یا کاهش ناگهانی تولید برق از منابع تجدیدپذیر، می‌تواند مشکلاتی را برای مدیریت پایدار شبکه ایجاد کند. در واقع، این کاهش انعطاف‌پذیری می‌تواند یکی از موانع اصلی در هماهنگی سیکل ترکیبی با نیازهای شبکه آینده باشد.
از سوی دیگر، تطابق بهتر نیروگاه‌های گازی با افزایش نفوذ انرژی‌های تجدیدپذیر نیز مسئله‌ای است که باید مورد توجه قرار گیرد. نیروگاه‌های گازی به دلیل زمان پاسخ‌دهی سریع، گزینه‌ای ایده‌آل برای پشتیبانی از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند خورشیدی و بادی هستند که تولید برق آن‌ها به‌شدت وابسته به شرایط آب‌وهوایی و زمان روز است. با افزایش نفوذ تجدیدپذیرها در شبکه برق، نقش نیروگاه‌های گازی برای تأمین برق در شرایط افت تولید تجدیدپذیرها اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. سیکل ترکیبی کردن نیروگاه‌های گازی ممکن است این مزیت را کاهش داده و در بلندمدت توان شبکه را برای مدیریت نوسانات تولید تجدیدپذیرها محدود کند. بنابراین، باید به این نکته توجه شود که آیا سیکل ترکیبی کردن نیروگاه‌های گازی با روند رو به رشد استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در شبکه برق همخوانی دارد یا خیر؟
سیکل ترکیبی کردن نیروگاه‌های گازی، با افزایش راندمان، کاهش مصرف سوخت و کاهش انتشار آلاینده‌ها، می‌تواند راهکاری مؤثر برای بهبود عملکرد نیروگاه‌ها و تأمین پایدارتر برق باشد. با این حال، چالش‌هایی مانند افزایش وابستگی به گاز طبیعی، محدودیت عمر نیروگاه‌های قدیمی، کاهش انعطاف‌پذیری شبکه و ناسازگاری با رشد انرژی‌های تجدیدپذیر باید به‌دقت مورد بررسی قرار گیرند. تصمیم‌گیری برای استفاده از این فناوری باید با در نظر گرفتن نیازهای بلندمدت شبکه برق، سیاست‌های انرژی کشور و شرایط اقتصادی و فنی انجام شود. تنوع‌بخشی به سبد انرژی، سرمایه‌گذاری در فناوری‌های نوین و هماهنگی بین نیروگاه‌های موجود و تجدیدپذیر می‌تواند راه‌حل‌هایی برای مدیریت بهتر این چالش‌ها باشد.
انتهای پیام/ انرژی
