تجدیدپذیرها، راهی برای مقابله با کمبود آب در ایران

لازم نیست به اهداف تغییرات اقلیم معاهده پاریس توجه کنیم و عده‌ای را قانع کنیم که معاهده پاریس با توسعه کشور منافاتی ندارد، لازم نیست بخواهیم رشد و توسعه کشور را در بخش انرژی به رخ دیگر کشورها بکشیم، لازم نیست نشان دهیم آخرین تکنولوژی‌های روز دنیا برای تولید انرژی‌های نوین را داریم، لازم نیست برای گرفتن عکس یادگاری مقامات مجبور باشیم به دنبال انرژی‌های تجدیدپذیر و سبز برویم؛ ما به انرژی‌های تجدیدپذیر نیاز داریم نه برای اینکه کشورمان آمار ارئه کند؛ ما به این انرژی‌ها نیاز داریم چون با بحران «کمبود آب» مواجه‌ایم، چون با بحران «کمبود برق» مواجه‌ایم، چون با بحران «آلودگی آب و هوا و خاک» مواجه‌ایم.

به گزارش خبرنگار «انرژی امروز» ما به تجدیدپذیرها نیاز داریم  چون مجبوریم سوخت‌های فسیلی را (که البته هنوز هم تکنولوژی‌های استخراج و فرآوری آنها را یا نداریم یا قدیمی‌ترین تکنولوژی‌ها را استفاده می‌کنیم) تبدیل به احسنت کنیم تا ارز آوری داشته باشیم، تا شغل ایجاد کنیم، نه اینکه بسوزانیم و دود کنیم و به هوا بفرستیم. ما مجبوریم از انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده کنیم. ضرورت این تکنولوژی‌ها برای ما، چیزی بیش از ژست‌های سیاسی و پز دادن‌ عکس‌های یادگاری است. «ما آب نداریم».

کجای آمارهای جهانی ایستاده‌ایم؟

تجدیدپذیرها آنقدر مهم هستند که کسی مثل محمد بن سلمان، ولیعهد بلند پرواز عربستان، قمار بزرگی بر سر آن‌ها آغاز می‌کند و پروژه شهر «نئوم» را ارائه می‌کند. هرچند تاکنون امکان اجرایی شدن چنین پروژه‌ای مشخص نشده است، اما اینکه یکی از بزرگ‌ترین دارندگان ذخایر سوخت‌های فسیلی به دنیا نشان می‌دهد که می‌توان حداقل بر روی کاغذ دل از فسیلی‌ها کند، خود پیشرفت بزرگی است.

آژانس بین المللی انرژی IEA، معتقد است اگر تجدیدپذیرها با سرعتی معادل پیش‌بینی‌های صورت گرفته رشد کنند، سهم تجدیدپذیرها تا سال 2040 در مصرف نهایی انرژی به حدود 18 درصد خواهد رسید. انتظار می‌رود سهم انرژی‌های تجدیدپذیر در برآورد تقاضای جهانی انرژی، در 5 سال آینده با رشدی برابر با یک پنجم همراه باشد و در سال 2023 به 12.4 درصد برسد.

انرژی‌های تجدیدپذیر، سریع‌ترین رشد را در بخش برق تجربه می‌کنند و تا سال 2023 تقریبا 30 درصد از تقاضای برق از طریق این نوع انرژی‌ها برآورده می‌شود. در حالی که در سال 2017 این سهم به 24 درصد می‌رسید. در این بازه زمانی، انتظار می‌رود سهم تجدیدپذیرها در رشد تولید جهانی الکتریسیته به بیش از 70 درصد برسد و این رشد تولید را هم به ترتیب مدیون رشد نصب و راه‌اندازی صفحات خورشیدی، توربین‌های بادی، برق آبی و بیوانرژی‌ها خواهد بود.

بر همین اساس، برق‌ آبی تا سال 2023 به عنوان بزرگ‌ترین منبع تولید انرژی تجدیدپذیر مطرح خواهد بود، و 16 درصد تقاضای جهانی الکتریسیته را برآورده خواهد کرد، به دنبال آن، انرژی بادی 6 درصد، خورشیدی 4 درصد و بیوانرژی با 3 درصد در رتبه‌های بعدی قرار دارند.

با این مقدمه، آیا ایران هم توانسته است در بخش انرژی‌های تجدیدپذیر جایگاهی در خور برای خود بیابد؟

پاسخ متاسفانه «خیر» است.

چرا به تجدیدپذیرها نیاز داریم؟

در این مقاله سعی بر آن داریم تا ضرورت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر را صرفا از دیدگاه میزان مصرف آب و چالش‌ تنش آبی در کشور بررسی کنیم. مسلما دیگر مزایای استفاده از این نوع انرژی‌ها باهم در یک مقاله نخواهند گنجید.

بر اساس آماری که ایالات متحده منتشر کرده است 45.3 درصد آبی که این کشور از دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و آبخوان‌های زیرزمینی برداشت می‌کند برای خنک سازی نیروگاه‌های برق حرارتی، نیروگاه‌های هسته‌ای و دیگر نیروگا‌های مصرف کننده سوخت‌های فسیلی استفاده می‌شود.

برای تولید برق یک خانواده در ایالات متحده از طریق نیروگاه برق هسته‌ای روزانه به تقریبا 2328 لیتر در روز آب نیاز است. اگر بخواهیم برق مورد نیاز همین خانواده را از برق تولیدی نیروگاه زغال سنگی به دست بیاوریم با تقریب روزانه به 753.3 لیتر، و با استفاده از برق نیروگاه برق گاز طبیعی به 431.5 لیتر آب نیاز داریم.

اگر به شکل (1) توجه کنیم، نیروگاه‌های برق هسته‌ای، بالاترین میزان مصرف آب به ازای هر مگاوات برق تولیدی را دارند. (13000 گالن، معادل 49210.35 لیتر). اما آب مورد نیاز برای تولید همین میزان برق توسط صفحات خورشیدی و توربین‌های بادی تقریبا صفر است. (توجه داشته باشید که ارقامی که ذکر شده است برای نیروگاه‌های ایالات متحده با بهره وری بالا و میزان مصرف کمتر آب است. مسلما ین ارقام در نیروگاه‌های ایرانی و با بهره‌وری پایین، بسیار بیشتر خواهد بود). در شکل (2) هم مشخص است که آب برداشت شده و مصرف شده برای تولید هر مگاوات ساعت برق در انرژی بادی و خورشیدی نسبت به دیگر نیروگاه‌ها، تقریبا صفر است.

البته باید دقت کرد این ارقام مصرف آب، فقط مربوط به تولید برق در نیروگاه‌هاست و آب مورد نیاز برای عملیات استخراج زغال سنگ یا گاز طبیعی در آن لحاظ نشده است. آبی که در این نیروگاه‌ها مصرف می‌شود، صرف تولید بخار یا عملیات خنک سازی می‌شود. بخشی از آب هم با مواد آلاینده آلوده شده و از چرخه مصرف خارج می‌شود.

برق قطع شد!

احتمالا هیچ کس نخواهد توانست وضعیت قطع مکرر برق در تابستان سال 1397 را از یاد ببرد. در حالی که همه امیدواریم چنین وضعیتی را برای تابستان سال 1398 شاهد نباشید، اما آمارهای وزارت نیرو داستان دیگری دارند.

بر اساس خبر یازدهم دی ماه 97 پایگاه اطلاع رسانی وزارت نیرو (پاون)، مدیرعامل آبفای استان تهران گفته است «پیش‌بینی می‌شود سال آینده از نظر بارش‌ها فرق چندانی با امسال نداشته باشد و تابستان آینده شرایط سخت‌تری از نظر منابع آبی داشته باشیم».

محمدرضا بختیاری با بیان این‌که تا دی‌ماه امسال متوسط بارش برف کشور به یک متر هم نرسیده است، گفت «گرچه پاییز امسال هفت برابر پاییز پارسال بارش داشتیم، اما چون سال گذشته بارش برف به اندازه کافی نبود، ذخایر سدهای استان تهران نسبت به سال گذشته حدود 70 میلیون مترمکعب کاهش داشته است».

در حالی که عبدالرسول پیشاهنگ، معاون راهبری تولید شرکت برق حرارتی 27 تیر ماه 97 گفته بود علت خروج یک درصد از ظرفیت نیروگاه‌ها از مدار تولید در تابستان 97، مربوط به کمبود آب جهت استفاده در سیستم‌های خنک کن بوده است.

به گفته پیشاهنگ، ظرفیت نامی نصب شده نیروگاه‌های حرارتی در کشور بالغ بر ۵۶ هزارو ۵۰۰ مگاوات است که بیش از ۷۵ درصد نیروگاه‌های حرارتی از نوع نیروگاه‌های گازی و سیکل ترکیبی است و توان قابل تولید آنها متاثر از عوامل مختلف مانند محل نصب در نقاط مختلف کشور، دمای محیط، رطوبت و سایر شرایط محیطی است.

پیشاهنگ تاکید می‌کند که با افزایش ۱۰ درجه‌ای دمای محیط به میزان ۶.۲ درصد از توان تولیدی واحدها کاسته می‌شود. از این رو، توان قابل تولید نیروگاه‌های حرارتی در پیک تابستان حداکثر ۴۴ هزار و ۲۰۰ مگاوات است.

رضا اردکانیان، وزیر نیرو هم در تیرماه سال 97 به «اقتصاد نیوز» گفته بود «در حال حاضر چیزی حدود ۱۲۸ میلیون مترمکعب آب شیرین صرف خنک کردن برج‌های نیروگاه‌های حرارتی می‌شود. شاید بتوان به‌صورت تقریبی گفت هر مترمکعب ۳۰ هزار تومان باید هزینه شود تا یک برج تر را بتوان به یک برج خشک تبدیل کرد. این موضوع به این معناست که آبی که در نیروگاه‌های حرارتی مصرف می‌شود، آبی است که اگر بخواهیم برای آن قیمتی تعیین کنیم، حدود ۳۰ هزار تومان برای هر مترمکعب هزینه خواهد شد».

آمارها می‌گویند به طور مثال نیروگاه تبریز که یک نیروگاه حرارتی و گازی ۸۰۰ مگاواتی است مصرف ساعتی آب آن  بطور متوسط ۱۸۰۰ متر مکعب است یعنی به ازای تولید هر مگاوات برق ۲٫۲۵ متر مکعب (۵۹۴ گالن) آب مصرف می کند. در حالی که نیروگاه قم که از نوع سیکل ترکیبی با ظرفیت تولید ۷۱۴ مگاوات و شامل ۴ واحد گازی ۱۲۸٫۵ مگاواتی و ۲ واحد بخار ۱۰۰ مگاواتی است به ازای هر مگاوات ۷۶ لیتر آب مصرف می‌کند. بخش بخار نیروگاه منتظرقائم هم ۴۵۰ لیتر در ثانیه و نیروگاه اصفهان ۷۵۰ لیتر در ثانیه آب مصرف می‌کند.

و در نهایت

البته قصد نداریم میزان تولید برق یک نیروگاه تجدیدپذیر را با یک نیروگاه برق آبی یا حراتی مقایسه کنیم، چه ساخت و راه اندازی نیروگاه‌های تجدیدپذیر هنوز هم در مقایسه با انرژی تولیدشان بسیار پر هزینه‌تر از نیروگاه‌های حرارتی و برق آبی است. اما واقعیت این است که ایران هر روز بیشتر از گذشته در معرض تغییرات اقلیم و مدیریت نادرست منابع آبی، با تنش‌های آبی مواجه است.

آماری که رضا اردکانیان در خصوص میزان آب مصرفی نیروگاه‌ها آن هم فقط برای خنک‌سازی آنها ارائه می‌دهد، زنگ خطری است که نباید به راحتی از کنار آن گذشت. قطع مکرر برق در تابستان سال جاری، علاوه بر خساراتی که هم برای مردم و هم برای دولت به بار آورد، نشان داد که ایران هم در میزان تولید برق، هم در مدیریت اتلاف برق در شبکه برق کشور، هم در مدیریت منابع آبی و هم در تولید برق تجدیدپذیر راهی بس طولانی در پیش دارد.

قرار است در طول برنامه ششم توسعه حداقل ۵ هزار مگاوات از انرژی الکتریکی کشور از انرژی های تجدیدپذیر تولید شود. طبق ماده ۵۰ همین قانون ششم توسعه، دولت مکلف است سهم نیروگاه‌های تجدیدپذیر و پاک با اولویت سرمایه‌گذاری بخش غیردولتی (داخلی و خارجی) با حداکثر استفاده از ظرفیت داخلی را تا پایان اجرای قانون برنامه به حداقل پنج‌درصد (۵%) ظرفیت برق کشور برساند. و نیز معادل یک‌ درصد از اعتبارات طرح‌های توسعه‌ای سالانه شرکت‌های تابعه [نفت] را در طول اجرای قانون برنامه، جهت ایجاد ظرفیت جذب، توسعه فناوری‌های اولویت‌دار نفت، گاز و پتروشیمی و انرژی‌های تجدیدپذیر و به‌کارگیری آن‌ها در صنایع مرتبط و ارتقای فناوری‌های موجود و بومی‌سازی آن‌ها وکاهش شدت مصرف انرژی اختصاص دهد.

آمارهای وزارت نیرو می‌گویند ظرفیت تولید برق ایران ۷۸ هزار و ۷۲۶ مگاوات است که ۸۱ درصد آن با نیروگاه‌های حرارتی و ۱۵ درصد آن با نیروگاه‌های برق آبی تامین می‌شود. سهم انرژی‌های تجدیدپذیر در تولید انرژی ایران نیز کمتر از نیم درصد و توان تولید برق ایران از منابع تجدیدپذیر نیز کماکان ۳۶۴ مگاوات است .

خشکسالی‌ها ثابت کرده‌اند که ایران در سال‌های آتی هم در تولید برق حرارتی و هم تولید برق‌آبی با چالش بسیاری مواجه خواهد شد.

جای خالی نیروگاه‌های برق تجدیدپذیر در کشوری با متوسط 300 روز آفتابی کاملا به چشم می‌خورد. نیروگاه‌هایی که متولیان امر بر روی کاغذ نقشه‌های بسیار برای آن می‌کشند.