کلان‌روندهای برق و انرژی جهان

۱

مطابق گزارش آژانس بین‌المللی انرژی (IEA)، سالیانه به طور متوسط، مصرف نهایی انرژی و مصرف نهایی برق در دو دهه گذشته، به ترتیب ۱/۹ و ۳/۱ درصد رشد کرده است. رشد بیشتر مصرف نهایی برق در مقایسه با مصرف نهایی انرژی (به ویژه در سال‌های اخیر)، موجب شده که سهم برق از مصرف نهایی انرژی در دو دهه گذشته از ۱۵ درصد به ۲۱ درصد افزایش یابد (شکل ۱). مطابق گزارش آژانس، سهم برق در مصرف نهایی انرژی در تمامی کشورها و مناطق جهان در حال افزایش بوده و در ایران نیز مطابق آمار ترازنامه انرژی کشور، سهم برق در مصرف نهایی انرژی در سه دهه گذشته از ۷ درصد به حدود ۱۱ درصد رسیده است.

شکل ۱ . روند مصرف نهایی انرژی در جهان (۲۰۱۹-۱۹۷۱)

۲

با ادامه روند کنونی، مصرف نهایی انرژی در سال ۲۰۵۰، به حدود ۷۴۴ اگزاژول ^۱ (۸۰ درصد بیشتر نسبت به سال ۲۰۲۰) و سهم برق نیز از انرژی نهایی به حدود ۳۰ درصد خواهد رسید. بدیهی است که رشد ۸۰ درصدی مصرف انرژی در سه دهه آتی، از یک سو به مفهوم استفاده بیشتر از منابع انرژی فسیلی بوده و از سوی دیگر این مصرف بیشتر، انتشار بیشتر کربن و پیامدهای پردامنه تغییر اقلیم را به همراه دارد.

1. هر اگزاژول معادل ۱۰^۸۱۸ ژول (۱۰ به توان ۱۸) و یا ۲۷۸ تراوات ساعت است.

۳

آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر     (IRENA) برای کاهش مصرف انرژی تا سال ۲۰۵۰ و اصلاح منابع تامین انرژی اولیه (با هدف کاهش انتشار کربن) برنامهای را با عنوان »سناریوی تحول انرژی« در پیش گرفته است (شکل ۲).

مطابق شکل ۲، میزان انتشار کربن در سالهای اخیر، حدود ۳۵ میلیارد تن (گیگاتن) در سال بوده و با ادامه روند موجود تا سال ۲۰۵۰، انشار کربن سالیانه به ۴۳ گیگاتن میرسد. IRENA با هدف کاهش این میزان انتشار، دو برنامه را به ترتیب زیر پیشنهاد کرده است.

¨ »سناریوی برنامهریزی شده انرژی«، موسوم به PES که میزان انتشار کربن سالیانه را از ۴۳ به ۳۳ گیگا تن میرساند.

¨ »سناریوی تحول انرژی«، موسوم به TES که میزان انتشار کربن سالیانه را از ۴۳ به ۹/۵ گیگا تن کاهش میدهد و افزایش میانگین دمای کره زمین را به حدود ۱/۵ درجه سانتیگراد محدود مینماید.

هر دو برنامه مورد اشاره در بالا با تمرکز و تاکید بر سه موضوع کلیدی «بهرهوری انرژی» با هدف کاهش مصرف انرژی،«توسعه انرژیهای تجدیدپذیر» برای تولید برق پاک پس از کاهش مصرف انرژی و »استفاده از سوخت‌های جایگزین« مانند هیدروژن، توسعه یافته است.

شکل ۲ . دو سناریو برای کاهش انتشار کربن تا سال ۲۰۵۰

۴

با توجه به سه موضوع مورد اشاره در بالا از یک سو، و روندهای کلان جهانی در استفاده بیشتر از وسایل برقی در زندگی روزمره، IRENA برنامههای آتی خود را تا سال ۲۰۵۰ با محوریت سه موضوع استراتژیک زیر توسعه داده است.

¨ بهرهوری انرژی؛ با هدف کاهش مصرف انرژی نهایی در سال ۲۰۵۰ از ۷۴۴ اگزاژول به حدود ۳۵۰ اگزاژول (حتی کمتر از مصرف انرژی فعلی جهان!)

¨ افزایش چشمگیر سهم برق در مصرف نهایی انرژی از ۲۱ درصد فعلی به ۵۱ درصد در سال ۲۰۵۰

¨ توسعه انرژیهای تجدیدپذیر و افزایش سهم آنها در تولید برق به ۸۶ درصد (در مقایسه با سهم حدود ۳۰ درصدی فعلی، البته با احتساب برق آبیهای بزرگ)

IRENA برای تحقق سه موضوع بالا، ۱۱۰ هزار میلیارد دلار سرمایهگذاری پیشبینی کرده است که هزینه کرد آن مطابق شکل ۳  خواهد بود.

شکل ۳ . سرمایه‌گذاری در بخش انرژی

در ادامه و در فرازهای آتی گزارش، به تبیین موضوعهای سه‌گانه بالا پرداخته و برآنیم که در پایان نیز نیمنگاهی، به صنعت برق و انرژی ایران در پرتوی سه اولویت استراتژیک مورد اشاره داشته باشیم. 

۱- مدیریت مصرف و بهرهوری انرژی

بدیهی است که نخستین اولویت برای کاهش جدی مصرف نهایی انرژی و محدود کردن آن به حدود ۳۵۰ اگزاژول در سال ۲۰۵۰، استفاده بهرهورتر از انرژی و مدیریت مصرف آن است.

با وجود اقبال عمومی نسبت به موضوع بهره‌وری انرژی و انجام سرمایهگذاریهای کلان (حدود ۳۰۰ میلیارد دلار سالیانه) در این حوزه با محوریت کاهش مصرف انرژی در ساختمانها، حملونقل و صنعت (شکل ۴)، به نظر میرسد برای تحقق  اهداف سرمایه‌گذاری در این بخش (شکل ۳) و رسیدن به سرمایهگذاری سالیانه حدود ۱۰۰۰ میلیارد دلاری در مدیریت مصرف انرژی، راه درازی پیشِروی صنعت برق و انرژی جهان قرار دارد.

شکل ۴ . روند سرمایه‌گذاری برای بهبود کارایی انرژی

۲- برقیسازی-Electrification

با تغییر عادت مصرف درسراسر دنیا و استفاده روزافزون از وسایل برقی، سهم برق در مصرف نهایی انرژی جهان، به طور پیوسته در حال افزایش است و در سالهای اخیر به بیش از ۲۰ درصد رسیده است و مطابق شکل ۵، پیشبینی میشود که این سهم در سالهای ۲۰۳۰ و ۲۰۵۰ به ترتیب به ۲۹ و ۴۹ درصد افزایش یابد.

شکل ۵ . افزایش سهم برق در سبد مصرف نهایی انرژی

 از جمله مهمترین پیشرانه‌های برقی شدن در دنیا میتوان به گسترش روزافزون حملونقل برقی (بیش از ۱/۱ میلیارد خودرو برقی در سال ۲۰۵۰) و پمپهای حرارتی (۳۲۴ میلیون واحد در سال ۲۰۵۰) اشاره کرد.

۳- توسعه انرژیهای تجدیدپذیر

بدیهی است که فرآیند برقیسازی و افزایش سهم برق در مصرف نهایی انرژی، نباید با اتکا به روالهای مرسوم (انرژیهای فسیلی) صورت پذیرد. در این بخش با وجود آن که انرژیهای تجدیدپذیر (باد و خورشید) در پارهای از کشورها (دانمارک، اسپانیا، انگلیس و …) سهم قابل توجهی در تولید و مصرف برق پیدا کردهاند، ولی سهم منابع تجدیدپذیر (با احتساب برقآبیهای بزرگ) در سال ۲۰۲۰ به کمتر از ۳۰ درصد رسیده است و مطابق شکل ۶ قرار است این سهم در سال ۲۰۵۰ به ۸۶ درصد افزایش یابد.

شکل ۶ . سهم منابع تجدیدپذیر در تولید برق ۲۰۵۰

برنامه‌های آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر حکایت از آن دارد که تحقق این سهم قابل توجه انرژیهای تجدیدپذیر در سبد برق دنیا منوط به نیل به اهداف زیر است.

¨ افزایش سهم منابع متغیر تجدیدپذیر (باد و خورشید) در سبد برق از ۱۰ درصد به ۶۱ درصد در سال ۲۰۵۰

¨ نصب بیش از ۸۸۰۰ گیگاوات مولد خورشیدی، تا سال ۲۰۵۰

¨ نصب بیش از ۶۰۰۰ گیگاوات توربین بادی تا سال ۲۰۵۰

¨ ۶۰ درصد افزایش ظرفیت نیروگاه‌های برقابی و رسیدن ظرفیت آنها به ۱۸۰۰ گیگاوات (البته با تمرکز بر ارتقای راندمان توربینهای سدهای فعلی و استفاده موثرتر از روانآبها و نه احداث سازههای برقابی جدید!)

¨ ۲/۵ برابر شدن ظرفیت نیروگاه‌های تلمبه ذخیرهای

¨ و در نهایت، افزایش بیش از دو برابری سهم زیست انرژی در انرژی اولیه (با تاکید بر جایگزینی زیست انرژی متداول با شیوههای روزآمدتر)

تحقق اهداف جسورانه بالا در حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر، دست کم با دو عدم قطعیت و نگرانی همراه است.

نخست آن که با گرانی تجدیدپذیرها چه کنیم؟ شکل ۷ حکایت از آن دارد که هزینه احداث و بهره‌برداری دوره عمر^۱ مولدهای تجدیدپذیر (سلولهای خورشیدی و توربینهای بادی) در مقایسه با نیروگاههای فسیلی و هسته‌ای، در سال‌های اخیر به شدت کاهش یافته است. همین کاهش قیمت‌های جدی در انرژی‌های تجدیدپذیر است که موجب شده عربستان به عنوان بزرگترین صادرکننده نفت و با فروش حدود ۱۱ میلیون بشکه نفت در روز، ابرپروژه ۲۰۰ میلیارد دلاری خود را برای اجرای بزرگترین نیروگاه خورشیدی جهان با همکاری شرکت ژاپنی سافت بانک گروپ، برنامه‌ریزی و اجرا نماید.

1. Levelized Cost of Energy (LCOE)

شکل ۷ . هزینه تامین برق از منابع فسیلی و تجدیدپذیر

نگرانی دوم بر آن دلالت دارد که با اتصال منابع تولید تجدیدپذیر متغیر (باد و خورشید) و افزایش سهم آنها در تولید برق، برای پایداری شبکه برق چه باید بکنیم؟ در پاسخ به این چالش، شکل ۸ یادآوری می‌کند که با افزایش امکان ذخیره برق در ذخیرهسازها و رشد ۳۰۰ برابری آنها (از ۳۰ به ۹۰۰۰ گیگاوات ساعت) و امکان ذخیره برق در باتری خودروهای برقی به میزان ۱۴۰۰۰ گیگاوات ساعت در سال ۲۰۵۰، پایداری و انعطاف شبکه‌های برق با وجود منابع تولید متغیر ممکن خواهد بود.

شکل ۸ . انعطاف‌پذیری و پایداری شبکه برق با توسعه ذخیره‌سازها

و اما مسیر پیش‌ِروی صنعت برق و انرژی ایران …

چکیده فرازهای پیشین گزارش حکایت از آن داشت که زندگی بشر در سه دهه آتی و تا سال ۲۰۵۰ در مقایسه با امروز، بسیار برقیتر شده و «سهم برق از انرژی نهایی مصرفی» از ۲۰ درصد فعلی به حدود ۵۰ درصد میرسد. از سوی دیگر این زندگی مرفهتر برقی نباید به بهای انتشار بیشتر کربن، تحقق یافته و صنعت برق دنیا بِنا دارد برای حل تناقص و چالش دیرین انتشار کربن ناشی از مصرف انرژی، در گام نخست رشد سرسامآور مصرف انرژی را با سرمایهگذاری کلان در حوزه «مدیریت مصرف و بهرهوری انرژی» متوقف و در سقف ۳۵۰ گیگاژول محدود کند و در گام دوم با تمرکز بر «توسعه انرژیهای تجدیدپذیر»، ترکیب سبد منابع تولید را نسبت به امروز سبزتر و کم‌کربنتر نماید و سهم منابع تجدیدپذیر در سبد برق را از حدود ۳۰ درصد فعلی به حدود ۹۰ درصد برساند!

پارهای اینگونه فکر میکنند که با توجه به دردهای مزمن و مسایل جاری و عدیده صنعت برق ایران (از قیمت بخس و ناچیز انرژی و اقتصاد نامتوازن برق گرفته تا مشکل رو به فزونی تامین انرژی اولیه گاز برای تولید برق)، در حال حاضر مجالی برای فکر کردن در خصوص ورود خودروهای الکتریکی به کشور، رشد صنعت مهجورِ تجدیدپذیر در ایران و … نیست و گزارشهایی این چنینی دردی از این صنعتِ برقِ بیمار دوا نکرده و باری از دوش متولیان آن برنمیدارد!

شوربختانه با  وجود رواج نسبی رویکرد مورد اشاره در بالا، ما مصرانه بر این باوریم که صنعت برق و انرژی ایران چه بخواهد و چه نخواهد از سه جریان و ابرروند مورد اشاره در این گزارش تاثیر پذیرفته و از هم اکنون باید در کنار پرداختن به مسایل جاری و روزمره خود، به موارد زیر نیز توجه کافی داشته باشد.

ضرورت مدیریت مصرف انرژی

قیمت ناچیز انرژی برق در کشور در پنج دهه گذشته، چیزی جز نهادینه کردن بدمصرفی انرژی و افزایش شاخص شدت مصرف انرژی، در پی نداشته است (شکل ۹).

روند معکوس شدت مصرف انرژی در ایران در مقایسه با میانگین جهان، حکایت از آن دارد که توجه به موضوع مدیریت مصرف و بهرهوری انرژی در ایران اهمیت دو چندانی دارد و ما نیز در صنعت برق کشور باید با اصلاح ساختارها و رویکردهای جاری، نسبت به این موضوع اهتمام جدی داشته باشیم.

شکل ۹ . شدت مصرف انرژی در ایران و جهان

برنامهریزی برای مواجهه با روند محتوم رشد سهم برق در سبد انرژی کشور

در سالهای نه چندان دور، برقی بودن لوازم و تجهیزاتی چون (همزن، درب پارکینگ، مایکروفر و …) در زندگی روزمره ما ایرانیان (همچون سایر کشورهای دنیا) مرسوم نبود. حال آن که امروزه استفاده روزافزون از تجهیزات برقی موجب شده که سهم برق از مصرف نهایی انرژی کشور از ۷ درصد در ابتدای دهه ۱۳۷۰ خورشیدی به حدود ۱۱ درصد در پایان سال ۱۳۹۹ برسد.

به زعم ما این روند ادامه داشته و با ورود محتوم و گریزناپذیر خودروهای برقی به کشور، شدت بیشتری میگیرد.

رشد سهم برق در انرژی نهایی مصرفی کشور، در شرایطی است که طبق روال پیشین تمام تمرکز صنعت برق، «گذر سلامت از پیک تابستان» است و به موضوع «رشد مصرف برق» کمتر توجه میشود. به نظر میرسد که زین پس باید برای رشد مصرف برق نیز جایی در دغدغهها و پارادایمهای ذهنیمان پیدا کنیم.

ضرورت توسعه انرژیهای تجدیدپذیر

از انرژیهای تجدیدپذیر و ضرورت توسعه آنها در ایران، از سالهای بسیار دور (از طراحی و ساخت نخستین توربین بادی چندصد کیلوواتی آقای آیوازیان گرفته تا نصب نخستین مولدهای خورشیدی در ایستگاههای مخابراتی کشور و احداث نخستین خطوط تولید صفحههای خورشیدی در یزد) بسیار گفتهایم و شنیدهایم؛ اما دریغ از ذره‌ای عمل!

ما برای توسعه انرژیهای تجدیدپذیر در کشورمان، از چند دهه گذشته و به لطف خوانِ گسترده دلارهای نفتی، سازمانهای مستقل و عریض و طویلی چون سانا و ساتبا داشتهایم، اما حاصل تمام این تدبیرمان تاکنون به نصب کمتر از ۱۰۰۰ مگاوات مولد باد و خورشید ختم شده است و این یعنی صفر!

خلاصه آن که اگر بخواهیم اوج عقب‌ماندگی‌مان را در این حوزه به تصویر بکشیم، باید به نمودار ناخوشایند شکل ۱۰ توجه کنیم. نموداری که نتیجه روند توسعه انرژیهای تجدیدپذیر ایران را در مقایسه با ترکیه به تصویر میکشد، کشوری نه چندان توسعه یافته در حوزه برق و انرژی که تا همین چند سال پیش در این زمینه عملکردی مشابه ما داشته، ولی تنها در طول یک دهه گذشته مسیرش را از ما جدا و در پایان سال ۲۰۲۰، به ظرفیت ۱۵۵۰۰ مگاوات (تنها در باد و خورشید) دست یافته است.

شکل ۱۰ . روند توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر در ایران و ترکیه

ما بر این باوریم که حتی اگر توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر به غلط در کشور به عنوان پدید‌ه‌ای شیک و غیرضروری جاافتاده باشد، در روزها و سال‌های اخیر که سهم مصرف سوخت مایع برای تولید برق رو به تزاید گذاشته (شکل ۱۱)، و تامین انرژی اولیه گاز در روزهای سرد زمستان (با توجه به رشد سرسام‌آور مصرف گاز خانگی در سال‌های اخیر)، هر سال سخت‌تر از سال پیش می‌شود، دیگر نباید انرژی‌های تجدیدپذیر و طرفداران آن را متهم به خیال‌پردازی و غیرعملگرایی کنیم! ما محکومیم که برای مقوله انتقال دانش تولید مولدهای خورشیدی (از صفر تا صد، از تولید سیلیکون متال تا تولید ماژول‌های خورشیدی) و نصب پرشتاب مولدهای بادی و خورشیدی در کشور به طور جدی سیاست‌گذاری کرده و تا دیر نشده چاره‌ای بیندیشیم.

شکل ۱۱ . سهم مصرف سوخت مایع در نیروگاه‌های کشور

سخن پایانی

صنعت برق ایران سال‌های پایانی قرن پیش را در حالی پشت‌سر گذاشت که با چالش‌های عمیقی مواجه بود.

¨ بهای ناچیز برق^۱، دو درد مزمن «اقتصاد نحیف^۲» و «ناترازی در منابع و مصارف^۳» را برای‌مان به ارمغان آورد.

¨ این بهای ناچیز، اسراف و بدمصرفی را هم نزد مشترکان نهادینه و رشد پیک سالیانه ۷ درصدی را در چهار دهه پیش برای‌مان به همراه داشت.

¨ برای عقب نماندن در مسابقه بدمصرفی جامعه و پاسخگویی به نیاز مصرف مشترکان‌مان باید نیروگاه می‌ساختیم، اما نتیجه بدعهدی ما با سرمایه‌گذاران، منجر به عدم جذابیت صنعت احداث نیروگاهی در کشور شد؛ به ترتیبی که در برنامه ششم که سال گذشته آن را پشت سر گذاشتیم، حتی برای یک کیلووات نیروگاه هم نتوانستیم با بخش خصوصی قرارداد خرید تضمینی منعقد کنیم.

این موارد در کنار کمبود دامنه‌دار انرژی اولیه گاز در سال‌های اخیر، موجب شد پدیده نامبارک خاموشی، که کمابیش تنها در خاطرات سال‌های دورمان رسوب کرده بود، دوباره به واژگان صنعت برق کشور بازگردد و این بار نه فقط در تابستان، که هم در تابستان و هم در زمستان!

اگر بخواهیم از این گزاره‌های ناامیدکننده کمی فاصله بگیریم، گزارش حاضر با استناد به برنامه‌های آژانس بین‌المللی انرژی   (IEA) و آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA)، حکایت از آن دارد که صنعت برق جهان تا سال ۲۰۵۰، سه اولویت استراتژیک زیر را در دستور کار خود قرار داده است.

¨ به جبرِ تردد بیش از یک میلیارد خودرو برقی در شهرها و جاده‌ها، سهم برق در مصرف نهایی انرژی را از ۲۰ درصد فعلی به ۵۰ درصد برساند.

¨ با سرمایه‌گذاری در بهره‌وری انرژی، رشد مصرف را متوقف و تقاضای انرژی جهانِ ۱۰ میلیارد نفری در سال ۲۰۵۰ را به سقف ۳۵۰ اگزاژول (کمی کمتر از مصرف فعلی) محدود کند.

¨ سهم انرژی‌های تجدیدپذیر (با احتساب برق‌آبی‌های بزرگ) را در سبد برق از ۳۰ درصد فعلی به حدود ۹۰ درصد برساند.

گزارش خلاصه ما روایتی است از چگونگی تحقق این اهداف و ما و خوانندگان‌مان در قبال این گزارش، می‌توانیم دوگونه مواجهه داشته باشیم.

¨ شوربختانه بخش عمده‌ای از مخاطبان گزارش، پرداختن به چنین موضوعاتی را در شرایط جاری کشور، غیرضروری و شیک و ناکارآمد می‌دانند؛

¨ و گروهی اندک همچون ما، بر این باورند که با وجود مشکلات مزمن صنعت برق ایران، روند‌های کلان برق و انرژی جهان همچون خودروهای برقی، دیر یا زود شامل حال ما نیز شده و ما محکومیم در کنار رِتق‌وفِتق امور جاری، نیم نگاهی نیز به آن‌ها داشته باشیم.

ما با داشتن نگاه و رویکرد دوم و باورمندی به این که هر حقیقت مکتوبی، روزی مجالی برای اجرا پیدا می‌کند، از کنایه منتقدان‌مان باکی نداشته و با نگارش این مستند بر این باوریم که در مسیر روشنگری‌مان تنها مکلف به وظیفه‌ایم و صدالبته امیدوار به نتیجه.

1. تعرفه برق خانگی پاکستان، ۱۱ برابر برق خانگی ایران است!
2. کل فروش صنعت برق، معادل نیمی از سود فولاد مبارکه است!
3. بدهی صنعت برق با روایتی خوشبینانه، دستِ‌کم ۶۰ هزار میلیارد تومان است.

نسخه کامل گزارش را میتوانید از اینجا دانلود کنید.