صرفه‌جویی در برابر تولید

●اهمیت مدیریت سمت تقاضا (DSM)، ابزار و تكنیك‌های آن
تعادل بین عرضه و تقاضای برق درتمام زمان‌ها ضروری است تا ثبات و پایداری بازار تضمین شود. این كار به دو شیوه – چه از طریق مدیریت سمت عرضه و اضافه كردن سطح تولید هنگام بالا بودن تقاضا یا با مدیریت سمت تقاضا (DSM) با محدود كردن مصرف هنگام كاهش عرضه- میسر است.
این مقاله به مزیت‌های DSM به عنوان راه‌حلی هنگام كمبود عرضه و همچنین گزینه‌ای به جای ساخت نیروگاههای جدید می‌پردازد.
بخش انرژی در سراسر جهان به دلیل مقررات‌زدایی در معرض تغییراتی عظیم قرار گرفته و بازار گسترده جدیدی را می‌گشاید كه در آن عرضه و تقاضا در زمان بلادرنگ (real time) صورت می‌گیرد. كار این بخش دیگر محدود به كارخانه‌های تولید وسیستم‌های انتقال و توزیع نیست. فناوری الكتریكی، بازار مقررات‌زدایی شده را به چیزی متفاوت با بازارهای سنتی تبدیل كرده است. این بازار شامل عرضه‌كنندگان متفاوت، تنظیم‌كنندگان روابط‌قانونی، توزیع‌كنندگان و مصرف‌كنندگانی است كه از طریق شبكه‌های گسترده انتقال و توزیع تغذیه می‌شوند. قیمت برق در این بازار نوسانی است و با توجه به میزان عرضه در دسترس و تقاضا به شكل ساعتی تعیین می‌شود. وقتی بازار با كمبود عرضه روبرو باشد پایداری سیستم به خطر می‌افتد و منتهی به افزایش قیمت‌ها با توجه به میزان بالای تقاضا می‌شود.
بازار امروز برای عملكرد موفق به دو عضو اصلی متكی است:
• فنی – مرتبط به پایداری عرضه
• اقتصادی- مربوط به قیمت‌های با ثبات و مناسب
به این ترتیب برای ایجاد بازار موفق مقررات‌زدایی شده هر دو عامل نقشی مهم و برابر ایفا می‌كنند. به لحاظ فنی، پایداری سیستم به هر قیمتی باید تامین شود تا از خاموشی جلوگیری شده و از لحاظ اقتصادی قیمت برق در تمام زمان‌ها با ثبات و مناسب باشد. در نهایت این روش، متعادل‌سازی عرضه و تقاضا بر پایه زمان بلادرنگ با استفاده از فناوری‌های نوآورانه و روش‌های اقتصادی است.
●نقش DSM
همان طور كه گفته شد، تعادل بین عرضه و تقاضا بایستی همواره برقرار باشد تا ثبات و پایداری بازار تامین شود. این كار به دو طریق میسر است: یكی مدیریت سمت عرضه با استفاده از افزایش عرضه هنگام افزایش‌ تقاضا و دیگری از طریق مدیریت سمت تقاضا (DSM) با محدود كردن عرضه هنگام كمبود آن است. مدیریت سمت عرضه در كوتاه مدت چندان موثر نیست زیرا (در صورت آماده بودن واحدهای خارج از مدار) راه‌اندازی به طول می‌انجامد و پاسخگوی فوری نیازها و تفاضای فزاینده نیست و درواقع با مدیریت سمت تقاضاست كه می‌توان بلافاصله آن را پیاده كرد و تعادل اقتصادی را برقرار ساخت.
همواره یادآوری شده كه «برق صرفه‌جویی شده بیش از برق تولیدی ارزش دارد. یك واحد صرفه‌جویی شده از سوی مصرف‌كننده‌ نهایی به اندازه ۱۰/۱ برابر برق صرفه‌جویی شده در محل تولید ارزش دارد و این اضافه ضریب به دلیل تلفات انتقال و توزیع است. هر برنامه و فناوری نیازمند مبنایی برای عملكرد خود است. بازار مقررات‌زدایی شده مبنا و محل ترویج برنامه‌هایی مثل DSM – به دلیل ساختار بازار- بوده و تعادلی قوی بین عرضه و تقاضا را برمبنای زمان بلادرنگ ایجاد می‌كند. DSM از طریق ابزار دیگر مثل «برنامه‌های واكنش تقاضا/بار» و «قیمت‌های بلادرنگ واقعی بر مبنای زمان استفاده» ظرفیت ایجاد تعادلی كارآمدتر و بهنگام‌تر را نسبت به مدیریت سمت عرضه دارد. به علاوه ملاحظات زیست‌محیطی مثل كاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و حفظ محیط‌زیست نگرانی‌ عمده این روزهای جهان آن هم در زمانی است كه بیشتر نیروگاهها منبع عمده آلودگی محیط‌زیست هستند و DSM این ظرفیت را دارد كه هدف‌های حفظ‌ محیط‌زیست را برآورده سازد.
●مزیت‌های DSM
منافع گوناگون DSM برای مصرف‌كنندگان،بنگاهها، شركتهای برق و جامعه عبارتست از:
- كاهش صورتحساب انرژی مصرف‌كنندگان
- كاهش نیازهای عظیم سرمایه‌گذاری برای ایجاد نیروگاهها، شبكه‌های انتقال و توزیع جدید
- كاهش تراكم شبكه
- كاهش مشاغل در درازمدت به خاطر استفاده از نوآوری‌هاو فناوری‌های جدید
- افزایش رقابت در میان بنگاه‌های ملی
- كاهش آلودگی هوا
- حفظ منابع طبیعی
- كاهش وابستگی به منابع خارجی انرژی
- كاهش قیمت‌های بالای برق به دلیل ثبات بازار
با استفاده از ابزار، راهبردها و تكنیك‌های DSM می‌توانیم به این مزیت‌ها برسیم.
●تكنیك‌های DSM
رایج‌ترین تكنیكهای DSM رابه این ترتیب می‌توان طبقه‌بندی كرد:
۱- صرفه‌جویی در انرژی از طریق برنامه‌های كارایی انرژی وصرفه‌جویی در آن
۲- برنامه‌های واكنش بار / تقاضا برای جابه‌جایی و برنامه‌ریزی مجدد زمانی فرآیندهای مصرف
●برنامه‌های كارایی انرژی و صرفه‌جویی در آن
صرفه‌جویی در انرژی و كارایی آن گزینه‌هایی مناسب برای منابع انرژی هستند. فرصت‌ها و تكنیك‌های مختلفی برای كاهش مصرف انرژی در دسترس است. انجام دامنه‌ای از اقدامات لازم است تا الگوی استفاده ما از انرژی را عوض كند و عرضه برای مصرف كاهش یابد. غیر از صرفه‌جویی ابزار موثر دیگری برای تمام طبقات مصرف‌كننده وجود دارد كه از جمله می‌توان به نورپردازی مناسب، رانندگی با سرعت‌های متغیر و سیستم‌های آب‌گرم خورشیدی اشاره كرد كه هر یك باعث كاهش تقاضا شده، به پایین آوردن قیمت‌های اوج مصرف كمك می‌كنند و میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای و فشار بر نیروگاهها را (برای این كار) می‌كاهند. به علاوه اینك بسیاری منابع تجدید‌پذیر در دسترس ماست كه با این ترتیب می‌توان منابع عرضه را متعدد كرد تا ضمن برآورده شدن نیازها و افزایش پایداری انرژی از فشار بر سیستم‌های سنتی (عرضه انرژی) كاسته شود.
●برنامه‌های بار واكنشی (LRP)
LRP بخش موثری از مدیریت سمت تقاضاست. این واژه به عملیاتی اطلاق می‌شود كه برای واكنش موقعیت عرضه انرژی و قیمت عمده فروشی در بازار برق پیش‌ گرفته شده و به سخن دیگر مربوط به خاموش یا روشن كردن واحدهای غیرضروری وبار غیر مورد نیاز (یا برعكس) می‌شود. این كار سبب حفظ سیستم شبكه در افزایش نرخ اوج است. تجهیزات و وسایل و كاربرد‌های بسیاری وجود دارد كه از كارانداختن یا به راه انداختن آن در زمان خاص می‌تواند تقاضای برق از شبكه را كاهش دهد.
●ابزار مدیریت سمت تقاضا
▪قیمت‌گذاری پویا/ زمان بلادرنگ
بازارهای مقررات‌زدایی شده امروزی مبتنی بر سیستم زمان بلادرنگ عرضه / تقاضا هستند. قیمت‌ها ساعت به ساعت و لحظه‌به لحظه عوض می‌شوند و این به دو عامل بستگی دارد. بانمایش زمان بلادرنگ / پویایی به مشتریان (یا قیمت‌های متغیر زمانی) آن‌ها قادر خواهند شد تصویر درست‌تری از بازار رایج و امتیازهای ناشی از كاهش مصرف در زمان اوج داشته و مصرف‌ خود را از ساعات گران به ساعات ارزان منتقل كنند.
▪نرخ‌های زمان استفاده
با این ابزار یا ساختار نرخ می‌توان به مشتریان نرخ‌های متفاوتی را برای استفاده از برق در ساعات مختلف روز پیشنهاد كرد. با عرضه قیمت‌های پایین‌تر به آنان در ساعات غیراوج مصرف، مشتریان از مزیت‌ها آگاه شده ترغیب می شوند كه از وسایل برقی قابل استفاده در زمان‌های مختلف، هنگام پایین بودن نرخ‌ها بهره‌ بگیرند.
▪اندازه‌گیری هوشمند/ خودكار
پیاده‌سازی سیستم قیمت‌گذاری پویا/زمان بلادرنگ یا ساختار نرخ بر حسب زمان استفاده و ارایه صورتحساب اینك دیگر برنامه‌ای پیچیده نیست. سیستم اندازه‌گیری هوشمند/ خودكار با موفقیت توسط بسیاری از شركت‌های برق استفاده و به عنوان بهترین راه‌حل این مساله شناخته شده است. سیستم قرائت خودكار (AMR) مزیت‌های دیگری دارد كه هم به نفع شركت برق و هم مشتری است.
▪سیستم ارتباطات برپایه Web
این ابزار با سیستم پیش‌گفته برای اطلاع‌رسانی به مشتری در مورد تقاضای جاری، عرضه و قیمت‌های هم‌زمان، مزایای وابسته و گزینه‌ها به كار گرفته می‌شود تا بر این مبنا مشتری تقاضای خود را مدیریت كند. به علاوه بر روش‌های دیگر مثل پست الكترونیكی، تلفن همراه (سلولی) پیجر و نمابر وجود دارند كه می‌توان به عنوان ابزار ارتباطی از آنها برای كسب اطلاع مورد نظر و انجام اقدام‌های مقتضی بهره برد.
▪برنامه‌های مبتنی بر انگیزه‌ بازار
دو طبقه‌بندی عمده باتوجه به موقعیت عرضه و تقاضا وجود دارد كه پایه انگیزش‌های بازار را تشكیل می‌دهند:
●برنامه‌های مبتنی بر پایداری:
این برنامه‌ها در واكنش به پیشامدها و احتمالات سیستم عمل می‌كنند و به آنها برنامه‌های احتمالات گفته می‌شود. این برنامه‌ها هنگام اضطرار در عرضه برق و جبران كاهش‌ها به دلیل كاهش تولید یا افزایش تقاضا و با توجه به محدودیت‌های سیستم‌های دیگر اجرا می‌شود. این برنامه به EDRP یا برنامه‌های واكنش به تقاضای اضطراری موسوم‌اند.
●برنامه‌های مبتنی بر قیمت/ بازار:
این برنامه‌ بر نشانه‌های قیمتی بازار برق مبتنی هستند. این طبقه شامل برنامه‌هایی چون «زمان استفاده (TOU)» در زمان بلادرنگ، «نرخ‌های قطع‌شدنی» و «تعرفه‌های دو بخشی» است. هدف از این نرخ (گذاری‌ها) كاهش هزینه مصرف با كاربرد نرخ‌های مربوط به زمان‌های متفاوت است. به مشتریانی كه در این قبیل برنامه‌ها مشاركت می‌كنند، برای جابه‌جایی بار خود از ساعات بحرانی و دارای قیمت بالا، امتیازاتی مالی تعلق می‌گیرد تا به این طریق از كمك‌ آنها در پایداری سیستم قدردانی شود. دراین طبقه‌بندی می‌توان به برنامه‌های تقاضا از یك روز قبل اشاره كرد كه در آن كاربر نهایی با توجه به سیگنال قیمت‌ها واكنش نشان داده و در هنگام افزایش قیمت، بار مصرفی خود را بر مبنای روز به روز یا تقاضا ازیك روز پیش با توجه به قیمت‌های پیش‌بینی شده (برای روز بعد) مشخص می‌كنند.●انواع كنترل بار
دو روش اصلی برای كنترل بار مصرفی با توجه به اندازه و ساختار زیربنا و بار مورد استفاده مشتریان وجود دارد:
• كنترل مستقیم بار: در این جا بار مصرفی تجهیزات مربوط به مشتری مستقیماً توسط عاملان شركت برق/ ISO در مشورت با آنان پس از برنامه‌ریزی دقیق و نصب زیربنای مورد نیاز كنترل می‌شود. این كار برای مشتریانی با مصرف‌ عمده مناسب است.
• كنترل مصرف توسط مشتری: دراین روش اطلاعات درباره وضعیت جاری عرضه، تقاضا و قیمت‌ها و میزان بار برای مشتری فرستاده می‌شود تا خود اقدام‌های مناسب را با توجه به وضعیت‌ نرخ‌ها به عمل آورده و مصرف خود را كنترل كند.
●مشاركت‌جویان برنامه‌های مدیریت سمت تقاضا/ واكنش بار
پیاده‌ كردن این برنامه‌ها نیاز به پشتیبانی قوی دولت از طریق نهادهایی مثل شوراهای انرژی، كمیسیون‌های تنظیماتی و سازمان‌ها (یا وزارتخانه‌ها)ی انرژی دارد. غیر از این مشاركت‌كنندگان اصلی دیگری نیز وجود دارند كه از توان ترویج، پیاده سازی و مشاهده (عملكرد) این برنامه‌ها برخوردارند:
اپراتورهای مستقل سیستم (ISO): كنترل‌كننده شبكه برق و مشتریان پرمصرف
شركت های برق/ عرضه‌كنندگان: برای مشتریانی با مصرف متوسط یا كم
&#۶۱۵۱۰; مشتریان/ كاربران نهایی: استفاده‌كنندگان از برق
هر یك از این سه گروه نقشی حیاتی برای ایفا كردن دارند. اما نتیجه بهینه را می‌توان از هماهنگی‌ میان آنها به دست آورد. نهادهای دولتی می‌توانند سیاست‌ها و مقرراتی را تدوین كرده امتیازها، یارانه‌ها ویا پشتیبانی‌هایی فنی برای این برنامه‌ها در نظر بگیرند و شركت‌های برق / عرضه‌كنندگان می‌توانند این موارد را به شكل موثر و مقرون به صرفه هماهنگ با كاربران نهایی (مصرف‌كنندگان) پیاده سازند.
●عوامل اثرگذاری بر برنامه‌های واكنشی بار
پیاده‌سازی این فناوری‌ها و تكنیك‌ها همواره كاری ارزان نیست اما فرصت‌هایی بسیار در آن وجود دارد كه می‌توان آنها را بدون هزینه اضافی یا سرمایه‌گذاری جدید پیاده ساخت. به هر حال كاربران آنها در بازارهای عمده فروشی با مقیاس بزرگ نیازمند توجه به فاكتورها و عوامل متعددی هستند مثل:
- هزینه برای مشتری برای تجدیدنظر و برنامه‌ریزی دوباره بار (مصرفی زمان فعال‌سازی ظرفیت برای ارایه بار واكنشی مورد نظر
- تلفات ناشی از ایجاد مسایل پایداری وجلوگیری از خاموشی
- تلفات تولید ناشی از پیاده‌سازی این برنامه‌ها
رویكردهای برنامه‌های مدیریت سمت تقاضا
برای رسیدن به منافع حاصل از مدیریت سمت تقاضا رویكردهای متعددی را می‌توان دنبال كرد: مثل:
- برنامه‌های اطلاعات عمومی برای مشتریان در زمینه گزینه‌های كارایی انرژی
- برنامه‌های اطلاعاتی خاص درباره تكنیك‌های ویژه مدیریت سمت تقاضا (DSM) مناسب برای هر صنعت
- تامین مالی برنامه‌های كمك به مشتریان در پیاده‌سازی اقدام‌های DSM
- برنامه‌های كلید‌گردانی برای تامین كامل خدمات طراحی، تامین مالی و نصب و اجرای ابزار و رهنمودهای لازم برای كارایی مصرف در سمت مشتریان
- برنامه‌های نرخ‌های متفاوت و گزینه‌ای نظیر نرخ‌های زمان استفاده، نرخ‌های غیرقابل قطع یا جابه‌جایی بار در ساعات غیراوج مصرف
- طرح‌ها و امتیازهایی برای سرمایه‌گذاری در برنامه‌های صرفه‌جویی و كارایی انرژی
- امتیازاتی برای نوآوری و تكنولوژی مربوط به برنامه‌های واكنش بار / مدیریت بار
●استراتژی و راهبردهای برنامه‌های DSM
راهبردهای زیر را می‌توان برای طراحی وپیاه سازی برنامه‌های DSM به كار برد:
- شناخت بخش‌ها و كاربران نهایی به عنوان هدف‌های بالقوه
- عینیت بخشیدن به نیازهای بخش‌های هدف
- توسعه برنامه‌های سفارشی
- انجام تحلیل‌های اقتصادی هزینه‌ (برنامه‌ها)
- آماده‌سازی استراتژی و راهبردهای بازار برای اجرای برنامه
- گسترش طرح اجرایی پروژه برای پیاده‌ شدن
- پیاده‌سازی برنامه
- مشاهده برنامه و عملكرد آن برای تعدیل‌های احتمالی آتی
●مطالعات موفق DSM
نمونه‌ها و مدل‌های موفقی در دسترس قرار دارد تا منافع به كارگیری ابزار و تكنیك‌های DSM را نشان دهد. در ایالات متحده بررسی‌هایی انجام شده كه می‌تواند در پهنه جهان نیز كاربرد داشته باشد كه بر طبق آن می‌توان اوج تقاضای برق را دست كم به میزان ۳۰۰۰۰ مگاوات معادل ۲۵۰ نیروگاه فعال در ساعات اوج (كه دیگر نیازی به ساختن آن‌ها نیست) كاهش داد. همچنین به موجب این بررسی‌ها جامعه می‌تواند (بابرنامه‌های DSM) از سوزانده شدن ۶۸۰ میلیارد فوت مكعب گاز در سال و انتشار ۳۱۰۰۰ تن گازهای NOx جلوگیری كند. یك بررسی انجام شده در سال ۲۰۰۲ نشان داد كه در بازار برق نیویورك با همراهی اپراتور شبكه آن و شركت‌های بزرگ برق توان بالقوه كاهش ۱۳۰۰ مگاوات از طریق تكنیك‌های DSM وجود دارد كه این میزان برای برق‌رسانی به ۳/۱ میلیون خانوار كافی است.
●●نتیجه‌گیری
DSM امكان بالقوه بهره‌برداری اقتصادی‌تر، پایداری‌ گسترده‌تر سیستم و مزیت‌های زیست‌محیطی عمده‌ای را فراهم می‌كند. ازدیدگاه اقتصادی DSM می‌تواند باعث كاهش وابستگی به انرژی گران وارداتی، كاهش بالای هزینه انرژی و پرهیز از سرمایه‌گذاری عظیم در ایجاد ظرفیت‌های جدید تولید و شكبه‌های انتقال و توزیع شود. در زمینه پایداری سیستم، DSM نقشی مهم را در تعدیل مصرف در موارد اضطراری و پرهیز از خاموشی و جلوگیری از ترافیك شبكه و در نهایت افزایش پایداری دارد. DSM می‌تواند از طریق حفظ منابع طبیعی، كاهش فشار بر روی كارخانه‌های تولید‌كننده فعلی برق محیط‌زیست را حفظ و از انتشار بیشتر گازهای گلخانه‌ای جلوگیری و نیاز به ایجاد ظرفیت‌های جدید را برطرف سازد. تكنیك‌های DSM ارزان‌ترین، سریع‌ترین و تمیز‌ترین راه برای حل مسایل برق است. این صنایع را می‌توان بلافاصله پیاده كرد و در بسیاری موارد با یك دهم هزینه ساخت یك نیروگاه جدید، این اقدام‌ها را مسجل كرد. در بازارهای جدید مقررات زدایی شده این نیازی فوری است كه همراه سایر راهبردهای درازمدت برای ایجاد ظرفیت‌های جدید با گزینه‌های مختلف باید دنبال شود.

نشریه ریفوكاس: ژوئن ۲۰۰۴

منبع : مجله بولتن بین الملل