یادداشت علمی/ افزایش تابآوری زیرساختهای برق و تحقق توسعه پایدار با اتکا به فناوری و نوآوری / وظایف حاکمیت و نقش پژوهشگاهها
.
03 اردیبهشت 1405 08:19
نویسندگان: مهندس وهاب مکاری زاده، دکتر مجتبی گیلوانژاد- معاونت فناوری و نوآوری پژوهشگاه نیرو
تاب آوری زیرساختهای انرژی در مقابل بلایای طبیعی، تغییرات اقلیمی و همچنین جنگ یکی از مشخصات بسیار مهم این زیرساختها است. با توجه به مشکلات و مخاطرات عظیمی که در اثر صدمه به این زیرساختها ممکن است رخ دهد؛ کشورها برای افزایش تابآوری این زیرساختها، هزینههای فراوانی را متحمل میشوند.
به گزارش پایگاه خبری پژوهشگاه نیرو، تجارب بسیاری در این زمینه در کشورهای مختلف دنیا وجود دارد. به عنوان مثال صدمه به سامانه خنکسازی نیروگاه اتمی فوکوشیمای ژاپن که در اثر سونامی در کشور ژاپن اتفاق افتاد، به خوبی ضرورت ارتقاء تابآوری اینگونه تاسیسات را نشان میدهد.
در ایران نیز طی 5 دهه اخیر و تجربه چندین بار جنگ و بمباران زیرساختهای انرژی و نیز مواجهه با تهدید تغییر اقلیم و خشکسالی، عملکرد زیرساختهای انرژی به صورت قابل توجهی با چالش روبه روست. به عنوان مثال کاهش ظرفیت تولید نیروگاههای آبی و حرارتی کشور در اثر تغییر اقلیم در سالیان اخیر و حملات دشمن به زیرساختهای انرژی و اقتصادی کشور در دو جنگ اخیر از جمله این موارد است.
بر این اساس توجه به افزایش تابآوری این تاسیسات برای حفظ پایداری امنیتی و اقتصادی کشور بسیار حائز اهمیت است.
علاوه بر بحث تابآوری، توجه به موضوع توسعه پایدار کشور و زیرساختهای مختلف آن نیز از جمله موارد حائز اهمیت و یکی از شاخصههای بسیار مهم کشورهای در حال توسعه در دنیا است.
حفظ استانداردهای کیفی زندگی مردم، توسعه پایدار اقتصادی کشورها، حفظ محیط زیست و دسترسی همه مردم به برق و دیگر حاملهای انرژی از دستاوردهای توسعه پایدار یک سیستم انرژی است.
ارتقاء بهرهوری انرژی در زنجیره عرضه انرژی از استخراج منابع فسیلی تا مصارف مفید، افزایش ضریب نفوذ انرژیهای تجدیدپذیر و بهبود سهم آن در سبد انرژی کشور، حرکت به سوی تولیدات پراکنده به جای تولید متمرکز، ریزشبکهها، ذخیرهسازی انرژی، هوشمندسازی و افزایش کنترلپذیری زیرساخت، توسعه فناوریهای نوین و پربازده به صورت بومی برای کاهش هزینه سرمایه گذاری و ... از جمله موضوعات مورد توجه کشورها برای توسعه پایدار زیرساختهای انرژی است.
حال سئوال این است که کشور ما چه فعالیتهایی را برای افزایش تابآوری و توسعه پایدار زیرساختهای انرژی کشور انجام داده است؟ و درس آموختههای ما از جنگ اخیر در خصوص ارتقاء پایداری تاسیسات انرژی کشور چه بوده است؟ چه برنامههایی برای بهبود آنها وجود دارد و در آخر وظایف حاکمیت و نقش پژوهشگاهها و نحوه حمایت مراجع بالادستی از این مؤسسات پژوهشی چگونه است؟
1-وضعیت موجود زیرساخت انرژی الکتریکی کشور
بهطورکلی زیرساخت انرژی تمام داراییهای فیزیکی استخراج، فرآوری، تبدیل، انتقال، توزیع و حتی سامانههای مصرف انرژی به همراه سامانههای مدیریتی و کنترلی و افراد متخصص شاغل در آن را در برگرفته است و ابعاد و گستردگی آن در کشورهای مختلف متفاوت است.
در کشورهای کمتر توسعه یافته همانند کشورهای کم درآمد آفریقائی این زیرساخت بسیار مختصرتر و برعکس در کشورهای توسعه یافته همانند آلمان و فرانسه و ... زیرساختها بسیار گسترده است به گونهای که زیرساختهای دیگر همانند حمل و نقل، خدمات و صنعت نیز تاحد زیادی به این زیرساختها وابسته است. لذا حفظ پایداری و تابآوری آن برای این کشورها بسیار اهمیت دارد.
در کشور ما نیز با توجه به نفتخیز بودن آن، زیرساختهای انرژی به صورت بسیار گسترده و وسیع ایجاد شده است و فعالیت بخشهای دیگر اقتصادی- اجتماعی کشور نیز به طور چشمگیری به آن وابسته است. به عنوان مثال بسیاری از صنایع کشور، در زمره صنایع انرژیبر هستند و برای فعالیت خود کاملا متکی به حاملهای انرژی گاز طبیعی و برق هستند.
بر همین اساس در جنگ اخیر نیز بخش زیادی از تهدیدات دشمن اختصاص به حمله به این زیرساختها داشته و در مواردی نیز به بخشی از این زیرساختها آسیب وارد شده است. لذا افزایش تابآوری و حفظ پایداری این زیرساخت از اولویت بسیار برخوردار است.
در بخش انرژی الکتریکی که بیشتر حوزه فعالیت پژوهشگاه نیرو به آن اختصاص دارد، این زیرساخت مشتمل بر نیروگاههای مختلف و شبکه گسترده و سراسری انتقال و توزیع بوده که البته ارتباط درهم تنیدهای با زیرساختهای دیگر کشور دارد.
در حال حاضر، زیرساخت انرژی الکتریکی کشور تا حد زیادی تحت تاثیر نوسانات درجه حرارت در طول سال و تغییرات اقلیمی است و در مقابل تهدیدات نظامی نیز آسیب پذیر است. لذا صنعت برق باید تمهیدات لازم را برای رفع این چالشها، هماهنگ با مبانی توسعه پایدار به عمل آورد.
2-گذار انرژی و حرکت به سوی زیرساختهای انرژی پایدارتر
صرفنظر از مباحث تابآوری که هم اکنون در کانون توجه همگان است، خوشبختانه پژوهشگاه نیرو بر اساس وظایف ذاتی و دانش خود، مطالعات گسترده و دامنهداری را در خصوص موضوع گذار انرژی در سالیان اخیر به انجام رسانده و نتیجه مطالعات خود را در قالب برنامهریزیهای توسعه ظرفیتهای تولید، انتقال و توزیع، توسعه فناوری نیروگاههای گازی (HAS)، توسعه آزمایشگاههای سلولهای فتوولتائیک، برقیسازی، برگزاری نشستهای تخصصی، توصیههای سیاستی و .. ارائه کرده است.
مسیر گذار به سمت زیرساختهای پایدارتر انرژی، ضمن مطابقت بسیار با اهداف افزایش تابآوری، موضوعات ارتقاء بهرهوری انرژی، حفظ محیط زیست، کاهش ناترازی انرژی و دسترسی عموم به برق را نیز مورد توجه قرار داده است.
به نظر میرسد فعالیت پژوهشگاه نیرو در خصوص گذار انرژی یک اقدام راهبردی و آینده نگرانه بوده و ضروریست که پژوهشگاه با حمایت مجموعه وزارت نیرو و دیگر مراجع بالادستی دامنه فعالیتهای خود را گسترش داده و با تهیه برنامههای میانمدت و بلندمدت مشتمل بر هر دو حوزه پژوهش و برنامهریزی و حوزه فناوری و نوآوری، این برنامهها را با مشارکت دانشگاهها و بخش تحقیق و توسعه صنایع کشور، به مرحله اجرا برساند.
3-تاب آوری و توسعه پایدار زیرساخت انرژی نیازمند توسعه فناوری و نوآوری
همانگونه که پیشتر نیز عنوان شد، با توجه به چالشهای تغییرات اقلیمی و حفظ محیطزیست، امنیت انرژی و همچنین درگیریهای نظامی سالیان اخیر، اهمیت وجود زیرساختهای پایدار و تابآور انرژی (خصوصا انرژی الکتریکی)، ضروری و حیاتی است.
بدون شک انرژی الکتریکی موتور توسعه اقتصادی کشورها و حافظ رفاه مردم و همچنین از شاخصههای مهم یک کشور مرفه و توسعه یافته است. بنابراین ضروریست در ایران نیز مطالعات و فعالیتهای کافی برای حفظ وضعیت موجود زیرساختها و رشد و ارتقاء آنها متناسب با دانش و فناوریهای روز دنیا و سازگار با وضعیت اقلیمی و شرایط کشور انجام شود.
با توجه به توانمندی و قابلیتهای مراکز پژوهشی و دانشگاهی کشور، تاکنون فعالیتهای مطالعاتی مناسبی در خصوص تابآوری و توسعه پایدار زیرساخت انرژی کشور صورت گرفته و بهنظر میرسد که این مهم بصورت مستمر و با کیفیت مناسبی در جریان است. لیکن اجرا و پیادهسازی نتایج این پژوهشها تنها به توصیههای سیاستی و تغییر قوانین و یا ارتقاء استانداردها محدود نمیشود و باید منتج به توسعه و بهکارگیری فناوریهای نوین و نوآوری شود.
توسعه فناوریهای نوین (نرمافزاری و سختافزاری) مورد نیاز صنعت برق، علاوه بر کاهش اثر تحریمها، موجبات افزایش توانمندی متخصصان و تقویت صنعت کشور را فراهم مینماید و در بسیاری از موارد نیز هزینه تمامشده بهکارگیری آن فناوری را در مقایسه با نمونههای ساخت خارج بهطور چشمگیری کاهش داده است.
این رویکرد بطور گستردهای در کشورهای در حال توسعه قبلی و کشورهای با اقتصاد نوظهور کنونی همانند هندوستان و چین بطور موفقیتآمیزی تجربه شده است.
توسعه فناوری به خودی خود فرایندی هزینهبر، مشکل، طولانی و بعضا نیازمند همکاریهای فنی برخی از شرکتهای خارجی صاحب فناوری جهت تامین برخی از قطعات و یا بهرهگیری از دانش مهندسی آنان است.
بهنظر میرسد که در دوران پساجنگ، تقویت مراکز توسعه فناوری برای دستیابی به فناوریهای نوین و بومیسازی آن در همه حوزهها و از جمله در حوزه انرژی ضروری است، تجربهای که کشورهای ژاپن و آلمان پس از جنگ با موفقیت پشت سر گذاشتند.
گذار انرژی به سوی سیستمهای انرژی پایدارتر که تضمینکننده توسعه پایدار و افزایش تابآوری آن بوده هماهنگ با کشورهای پیشرو ضرورتی انکارناپذیر و نیازمند بومیسازی فناوریهای نوین مورد استفاده در زیرساخت انرژی و نوآوری است.
برای نیل به این هدف، ترسیم نقشه راه دقیق و منسجم از سوی حاکمیت و اجرای آن توسط توسط پژوهشگاهها و مراکز توسعه فناوری و نوآوری ضروری است.
با توجه به ویژگیهای زیرساختها که نیازمند سرمایهگذاری هنگفت و زمان طولانی برای توسعه است، هرگونه تعلل و یا عدم حمایت کافی از آن، تامین پایدار انرژی کشور را در آینده با مخاطره روبرو خواهد کرد. همچنین رفع این مخاطرات نیز زمانبر است و ممکن است کشور درگیر چالشهای اساسی شود.