17 - 03 - 2021
رفع تنگناهای تامین برق و گاز کشور
در حال حاضر بیش از هر زمان دیگری بر لزوم استفاده از فناوریهای انرژی غیرفسیلی یا پاک تاکید میشود. گرچـه فناوری تنها لازمه تحقـق آینده توأم با انرژی پاک نیست اما هیچ مسیر معتبر و مطمئنی هم برای رسیدن به انتشار خالص صفر کربن را نمیتوان بدون گسترش سریع فناوریهای انرژی غیرفسیلی در سراسر بخـش انرژی متصور شد.
این در حالی است که با توجه به بررسیهای صـورت گرفته، اگر سیاستهایی که تاکنون از سوی دولتها و شرکتها اعـلام شده، تغییر نکند، تقاضای انرژی تا سال ۲۰۷۰ حدود ۳۶ درصـد نسبت به سال ۲۰۱۹ افزایش خواهـد یافت و همچنان بیش از ۶۰ درصـد از تقاضای انرژی از طریق سوختهای فسیلی تامین خواهد شد و دنیا هرگز به نشر خالص صفر کربن تا سال ۲۰۷۰ دست نخواهد یافـت.
در همین راستا موسسه مطالعات بینالمللی انرژی در گزارشی چشمانداز انتشار کربن در سالها و دهههای آتی را با محور الزامات فناورانه تحقق انتشار خالـص صفر کربن تا سال ۲۰۷۰ بررسی کرده و همچنین به تهدیدها و فرصتهای پیش روی ایران پرداخته است.
بر اساس این گزارش در دورههای زمانی مختلـف، انتشار کربن به واسطه سیاستهایی که دولتها اتخاذ میکردند کاهـش یافته است. برای مثـال، احداث رآکتورهای هستهای در دهههای ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ به اوج خود رسید اما پـس از آن روند توسعه برق هستهای کند شد. در عصر حاضر توربینهای بادی و فتو ولتائیکهـای خورشیدی به دلیل سیاستهای حمایتی در اتحادیه اروپا، ایالات متحده، چین و هند رشد سریعی را به خـود دیدند. انرژی بادی و خورشیدی هم در حال حاضـر به ترتیب ۵ و
۵/۲ درصـد از عرضه جهانی برق را شامل میشوند. سوختهای زیستی عمدتا به دلیل الزام و اهدافی که در کشورهای برزیل، آمریکا و ایالات متحده برای استفاده از این سوختها در ترکیب با بنزین وجود دارد، حدود ۳ درصد از نیاز بخـش حمل و نقل به انرژی را تامین میکند.
با این وجود، فناوریهای انرژی غیرفسیلی در بخشهایی که به مصرفکننده نهایی مربوط است، پیشرفت آهستهای را تجربه کرده است. بهرهوری انرژی، اصلیترین ابزار برای مهـار رشد انتشار دیاکسیدکربن در بخشهای مرتبط با مصرفکننده نهایی بوده است. پیشرفتهایی نیز بهویژه در توسعه خودروهای الکتریکی که در سال ۲۰۱۹ حدود ۶/۲ درصـد از کل فروش خودروهای جهان را به خود اختصـاص داد، روی داده است.
در سالیان گذشته سرعت توسعه فناوریهای حیاتی مانند هیدروژن و جـذب و ذخیرهسازی کربن نیز افزایش یافته است. با این وجـود اگر دنیا قرار است تا پایان قرن ۲۱ به انتشار خالص صفر برسد، نیاز است پیشرفتهای به مراتب سریعتری در بخشهای مرتبط با مصرفکننده نهایی که منشأ ۵۵ درصد از دیاکسیدکربن منتشرشده از صنعـت و انرژی است، روی دهـد. رشد تقاضای انرژی به مراتب بیشتر از گسترش استفاده از فناوریهای انرژی غیرفسیلی است. در سال ۲۰۱۹ انتشار دیاکسید کربن ناشی از احتراق سوختهای فسیلی به بیش از ۳۳ گیگاتن که بالاترین رکورد محسوب میشود، رسید.
از طرفی بسیاری از زیرساختهای انرژی کنونی، بهویژه در آسیا در ابتدای دوره فعالیت خـود قـرار دارند. حدود ۴۵ درصد از ظرفیت نصب شده تولید برق آسیای جنوب شرقی طی ۱۰ سال گذشته و حدود ۷۰ درصد طی ۲۰ سال گذشته ساخته شدهاند. اکثر زیرساختهای تولید فولاد، سیمان و مواد شیمیایی نیز بهویژه در چین، نسبتا تازهتاسیس هستند.
متوسط جهانی سن این تاسیسات بین ۱۰ تا ۱۵ سال است، در حالی که به صورت معمول دوره فعالیت واحدهـای شیمیایی ۳۰ و کارخانههای فولاد و سیمان ۴۰ سال است. در صورتی که زیرساختهای کنونی دستنخورده باقـی بمانند، تا سال ۲۰۷۰ حدود ۷۵۰ گیگا تن دیاکسیدکربن بیشتری نسبت به اکنون منتشر خواهد شد. این موضـوع به خودی خود بخش زیادی از منابع بودجه مربوط به کاهش انتشار دیاکسید کربن برای محدود کردن افزایش دما به ۲ درجه سانتیگراد را به خود اختصاص خواهد داد.
نیازهای فناورانه برای تحقق انتشار خالص صفر
در این بین آژانس بینالمللی انرژی در گزارش دورنمای فناوری انرژی، برای ترسیم مسیر فناوری انرژی، دو سناریو را در نظــر گرفته که به شرح زیر است:
سناریوی توسعه پایدار: از این سناریو برای تعیین نیازهای فناورانه به منظـور رسیدن به انتشار خالص صفـر در بخـش انرژی استفاده شده است. این سناریو برای یافتن الزامات تحقق اهـداف پاریس طراحی شده است. مسیر انتشار دیاکسید کربن مربوط به بخشهای صنعـت و انرژی در این سناریو با رسیدن به انتشار خالص صفـر دی اکسید کربن در بخـش انرژی تا سال ۲۰۷۰ همراستاست .
سناریوی سیاستهای موجود: از این سناریو به عنوان بنچمارکی برای سناریوی توسعه پایدار استفاده میشود. در این سناریو تکامل سیستم انرژی جهان با فـرض اجـرای تمام تعهـدات و سیاستهایی که تاکنون از سوی دولتها اعلام شده، ارزیابی میشود. در این سناریو فرض شده در آینده سیاستها و اقدامات اعلامشده تغییری نخواهند کرد اما تاثیر این اقدامات بر تکامل بلندمدت فناوری لحاظ شده است.
رویکرد در سناریوی سیاستهای موجـود بدین شکل است: در آغاز، شرایطی تعریف میشود و سپس از طریق مدلسازی مشخص میشود با این شرایط، آینده سیستم انرژی به چه شکل خواهـد بود، هدف در این سناریو این نیست که به یک خروجی خاص و ویژه برسیم.
در سناریوی توسعه پایدار اما رویکرد متفاوتی اتخـاذ شده است. در این سناریو شرایطی برای آینده مطلوب تعیین شده است و از طریق مدلسازی، اقتصادیترین مسیر برای تحقـق آن از طریق مداخلههای سیاستی از جمله حمایتهای هدفمند از تحقیق، توسعه و بهکارگیری فناوری، ترسیم میشود. تحت سناریوی سیاستهای بیان شده، انتشار کربن دیاکسید کربن پس از افـت در سال ۲۰۲۰ به دلیل اثرات اقتصادی ویروس کووید۱۹ به روند صعودی خود باز خواهد گشت.
در نقطه مقابل، تحت سناریوی توسعه پایدار، اقدامات در نظـر گرفته شده برای بهبود پایدار اقتصادهای کرونازده و افزایش مداخلههای سیاستی باعــث خواهـد شد تا سال ۲۰۱۹ سال اوج انتشار دیاکسید کربن لقب گرفته و انتشار خالص صفر در سال ۲۰۷۰ محقق شود. در سناریوی توسعه پایدار، انتشار دیاکسید کربن ناشی از احتراق سوخت فسیلی و فرآیندهای صنعتی به سه گیگاتن در ۲۰۷۰ کاهـش خواهـد یافت. این میزان از طریق فناوریهای دارای انتشار منفی جبران شده و در مجموع در سال ۲۰۷۰ نشر خالص کربن به صفـر میرسد (شکل ۱). براساس سناریوی توسعه پایدار، دستیابی به انتشار خالـص صفر دیاکسید کربن به گسترهای از اقدامات و تحولات فناورانه نیاز دارد که در شکل ۲ سهم هر یک از آنها در کاهش انتشار دیاکسید کربن تا سال ۲۰۷۰ نشان داده شده است.
از این رو به منظــور تحقق این هـدف، سه محور اساسی در این گزارش مورد تاکید قرار گرفته است:
۱- فناوریهای مرتبط با بهینهسازی: با گسترش بیشتر بهینهسازی، میتوان تا ۴۰ درصـد از مجموع انتشار دیاکسید کربن تا سال ۲۰۷۰ نسبت به تداوم روند کنونی کاست. به منظــور تحقق انتشار صفر کربن، تقاضـای انرژی در سال ۲۰۷۰ نسبت به سال ۲۰۱۹ باید تنها حدود ۷/۴ درصـد افزایش یابد.
۲- منابع انرژی جایگزین: برای تحقق انتشار خالـص صفر کربن تا سال ۲۰۷۰ باید انرژی خورشید و انرژی زیستی جای نفت و گاز را به عنوان بزرگترین منابع تامینکننده انرژی (هـر کدام در سال ۲۰۷۰ باید حدود ۲۰ درصـد از تقاضای اولیه انرژی را تامین کنند) بگیرند. همچنین مصرف هیدروژن نیز در بخش برق، صنایع سنگین و حمل و نقل نیز تا هفت برابر باید افزایش یابد.
۳- استفاده گسترده از فناوری جذب، استفاده و ذخیره کربن: از آنجا که در بهترین حالـت همچنان حدود ۲۵ درصـد از تقاضـای انرژی دنیا از طریق سوختهای فسیلی تامین خواهد شد، این فناوری یکی از اصلیترین الزامات فناورانه تحقق انتشار صفر کربن خواهـد بود. استفاده گسترده از این فناوری باعث خواهـد شد کل انتشار دیاکسید کربن تا سال ۲۰۷۰ حدود ۱۵ درصد نسبت به سناریوی سیاستهای موجـود کاهش یابد. شایان ذکر است که در حال حاضر تنها حدود ۲۰ سیستم جـذب و ذخیره کربن در سراسر دنیا فعـال است. با این وجـود طبق اعـلام آژانس بینالمللی انرژی سرعت استفاده از این تکنولـوژی روزبهروز در حال افزایش است.
از سه محور گفته شده، موضـوع بهینهسازی در جمهـوری اسلامی ایران از اولویت فراوانی برخوردار است. مطابق آخرین آمار ترازنامه هیدروکربوری سال ۱۳۹۷، در فرآیند تولید انرژی اولیه تا عرضه انرژی نهایی بیش از ۵۷ درصد انرژی تولیدشده هدر میرود، در صورت بازیابی بخشی از این انرژی میتوان بدون افزایش عرضـه، تقاضـای انرژی سالهای آینده را پاسخ گفت. از سوی دیگر در سمت مصرف نیز پتانسیلهای فراوانی برای کاهش تقاضا وجـود دارد. طبق آخرین ترازنامه هیدروکربوری ایران بخش مصرف انرژی حدود ۴۱۵ میلیون بشکه معـادل نفـت خـام در سال ظرفیت صرفهجویی انرژی دارد. این پتانسیل بیش از هر چیز در بخـش خانگی وجـود دارد (حدود ۱۷۰ میلیون بشکه معــادل نفت خام در سال) و پـس از آن بخشهای حمل و نقل و صنعت در ردههای بعدی قـرار دارند.
به نظـر میرسد با توجـه به تنگناهایی که در تامین نیاز گاز و برق کشور در فصـل زمستان به وجود میآید، اجرای طرحهای بهینهسازی در بخش خانگی و صنعــت مانند طــرح تعویض پنجره ساختمانهای موجود با پنجرههای دوجداره که پتانسیل کاهش مصرف به میزان
۵/۶ میلیارد مترمکعـب گاز طبیعـی در سال را دارد و یا افزایش کارایی مصرف انرژی در صنایع آهن و فـولاد که پتانسیل کاهش مصرف دو میلیارد متر مکعـب گاز طبیعـی در سال را دارد، باید در اولویت قـرار گیردچرا که حدود ۸۰ درصـد ظرفیت نصـبشده نیروگاههای برق کشور را نیروگاههای حرارتی عمدتا با سوخت گاز، تشکیل میدهـد.
از طرفی همانگونه که عنوان شد تامین نیاز گاز کشور با مشکلاتی روبهرو است. بنابراین منابع انرژی جایگزین مانند خورشیدی، بادی، هستهای، هیدروژن و انرژی زیستی میتواند بخشی از نیاز کشور به برق و حتی گرمایش را تامین کرده و از تقاضای گاز طبیعـی بکاهند. البته توسعه انرژیهای تجدیدپذیر در کشور با محدودیتهای گوناگونی از جملـه تامین مالـی و فناوری روبهرو است.
سیستمهای جذب و ذخیره کربن در حال حاضـر جزو فناوریهای نوظهور محسوب میشود به طوری که در سال ۲۰۲۰ تنها ۲۰ سیستم جذب و ذخیره کربن در سراسر دنیا فعال بود. با توجه به این موضـوع ضرورت دارد گسترش فعالیتهای تحقیق و توسعه در گونههای مختلـف این فناوری در دستور کار قرار گیرد.
لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد