تلفات انرژی چالش ها و چشم اندازها

یک راهکار سرمایه گذاری در بازیافت انرژی کارخانه های بزرگ ایران

ملاحظه‌ای در حاشیه این مقاله

گروه اندیشه اقتصاد- مقاله پیش رو، در ابتدا با برشمردن تلفات سرسام‌آور انرژی در ایران اهمیت این موضوع را به خواننده منتقل می‌کند و در ادامه به ارائه راهکارهای مختلف که به‌صورت جهانی نیز تجربه شده‌اند از جمله بازیافت انرژی در صنایع بزرگ می‌پردازد و بحث می‌شود که این راهکار کاملا عاقلانه و به صرفه است.

گرچه شاید هدف این مقاله بررسی این موضوع نبوده است، اما اهمیت آن به قدری زیاد است که لازم دانستیم یکبار دیگر به آن اشاره شود و نکته مهم این است که:

«بهترین راهکار برای کاهش اسراف در انرژی افزایش قیمت آن است.» یکی از اصول علم اقتصاد این است که قیمت باید نماینده نایابی و ارزش یک کالا باشد و هرچه کالایی را ارزان‌تر بفروشیم، تقاضای آن افزایش خواهد یافت و بهترین سیاست برای کاهش تلفات انرژی در ایران نیز همین است که در کشور و نظام سیاسی ایران با مشکلاتی روبه‌رو شده که شرح و تفصیل آن مقاله‌ای مجزا می‌طلبد.

امروزه میزان مصرف انرژی و چگونگی مصرف آن به‌عنوان یکی از مهم‌ترین شاخص‌های توسعه‌یافتگی و در عین حال از مهم‌ترین عوامل بهره‌وری به شمار می‌آید. با توجه به چشم‌انداز آینده وضعیت مصرف انرژی، اعم از انرژی‌های فسیلی و تجدیدپذیر، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های دهه‌های آینده دسترسی به منابع انرژی و هزینه تامین آن خواهد بود. بر همین اساس کنترل و بهینه‌سازی مصرف به یکی از مهم‌ترین اولویت‌های دولت‌ها و سیاست‌گذاران حوزه انرژی بدل شده است. متاسفانه از دیرباز تاکنون مساله میزان و چگونگی مصرف انرژی هیچ‌گاه مورد توجه جدی سیاست‌گذاران و دولتمردان ایران نبوده که از مهم‌ترین دلایل آن می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد.

- ماهیت اقتصاد دولتی ایران که از بدو مرحله صنعتی شدن تاکنون به‌عنوان یک اقتصاد ناکارآمد دولتی اداره گردیده است.

- در اختیار داشتن منابع سرشار انرژی فسیلی مانند نفت وگاز که باعث عدم توجه به ارزش این منابع به عنوان سرمایه ملی که قابلیت تولید ارزش افزوده دارند.

- نبود سیستم سرمایه‌داری مبتنی بر ارزش افزوده واقعی که شامل مولفه‌های مهم کیفیت و قیمت تمام شده است.

- نبود بازار رقابتی با توجه به حمایت‌های بعضا بیش از اندازه و همچنین ارائه یارانه‌های سنگین در بخش انرژی.

با توجه به موارد فوق و از بدو آغاز فعالیت‌‌های صنعتی در کشور مساله انرژی و هزینه‌های آن در فعالیت‌های صنعتی، کشاورزی و خانگی هیچ‌گاه به عنوان عامل تاثیرگذار و تعیین‌کننده مطرح نبوده است.

امروزه در تمام صنایع و کارخانه‌های تولیدی یکی از مهم‌ترین عوامل تعیین‌کننده قیمت و در نتیجه رقابتی بودن محصول، میزان و هزینه انرژی به کار رفته در فرآیند است. متاسفانه در ایران با توجه به یارانه سنگین ارائه شده در بخش انرژی در تمامی اشکال آن، انرژی هیچ‌گاه به‌عنوان یکی از مولفه‌های هزینه‌ای اثرگذار مطرح نشده است؛ در حالی که در عمل با تولید غیر بهینه و تلفات سنگین موجود در تمام مصارف از جمله صنعتی، کشاورزی و خانگی سرمایه ملی کشور به نابودی کشیده می‌شود.

● وضعیت تولید و چشم‌انداز مصرف انرژی در کشور

امروزه این وضعیت به سرعت در کشوردر حال تغییر است که عواقب و تبعات آن به وضوح قابل مشاهده است. از مهم‌ترین عوامل بروز عواقب و مشکلات این موضوع می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:

- رشد سریع جمعیت کشور طی ۳۰سال گذشته از ۴۳ میلیون نفر در سال ۱۳۶۱ به ۷۶ میلیون نفر در سال ۱۳۹۱.

- تغییر شیوه زندگی از زندگی روستایی به زندگی مدرن صنعتی و شهرنشینی که باعث افزایش نیاز سرانه مصرف انرژی شده است.

- رشد صنعتی شدید غیرمتوازن و غیربهینه که مصرف انرژی را به‌صورت بی‌سابقه‌ای افزایش داده است.

- عدم افزایش محسوس تولید انرژی فسیلی در کشور طی دوره مشابه به نحوی که پاسخگوی نیازهای رشد مصرف داخلی باشد.

- عدم سرمایه‌گذاری در انرژی‌های جایگزین و پاک و تنوع بخشی به منابع استحصال انرژی در کشور به نحوی که در حال حاضر نفت و گاز تنها منبع تامین انرژی کل کشور در تمام موارد از جمله تولید برق است.

- وابستگی شدید درآمدهای دولت به فروش انرژی که با افزایش مصرف، باعث کاهش بی‌سابقه درآمدهای دولتی شده است.

توجه به این نکته ضروری است که در حال حاضر در عمل تنها منبع مورد استفاده و موجود انرژی در کشور نفت خام و گاز طبیعی است که به‌صورت مستقیم یا به‌صورت فرآوری شده مانند بنزین یا به‌صورت تبدیل شده مانند برق مورد استفاده قرار می‌گیرد. بر اساس آخرین آمار موجود وزارت نیرو کمتر از ۰۵/۰ درصد کل برق تولیدی کشور از منابعی غیر از نفت و گاز تولید می‌شود.

با توجه به موارد فوق‌الذکر و در نظر گرفتن رشد مصرف انرژی کل کشور و همچنین رشد تولید و استحصال انرژی از منابع فسیلی به نظر می‌رسد که کمتر از یک دهه دیگر کشور با بحران عظیم انرژی دست به گریبان خواهد شد؛ به نحوی که کل انرژی استحصال شده پاسخگوی نیازمندی‌های مصرف داخلی را نخواهد داد. اهمیت همه این موارد وقتی واضح‌تر می‌شود که توجه داشته باشیم بخش عظیمی از بودجه جاری و عمرانی کشور وابسته به درآمدهای حاصل از فروش انرژی است.

● چهار راه نجات کشور

به اذعان اکثر کارشناسان انرژی برای بهبود وضعیت موجود و جلوگیری از به‌وجود آمدن بحران عظیم انرژی در کشور چهار راه کلی وجود دارد که باید به‌صورت موازی و با جدیت پیگیری شود.

- جلوگیری از رشد مصرف بی‌رویه انرژی خصوصا مصارف خانگی و تجاری که معمولا ارزش افزوده ایجاد نمی‌کنند.

برای نیل به این هدف دو راهکار اصلی شامل افزایش قیمت انرژی و فرهنگ‌سازی گسترده به‌صورت فرابخشی قرار داده شود؛ به نحوی که مصرف‌کننده متوجه اهمیت و در عین حال ارزشمندی این منابع شود.

- افزایش تولید از منابع موجود انرژی‌های فسیلی که در عمل نیازمند سرمایه‌گذاری بسیار بالا و در عین حال زمانبر است. این گزینه هیچ تاثیری در بهبود وضعیت بهره‌وری و کاهش هزینه‌های تولید ندارد و تنها نیاز مصرف را جبران خواهد کرد.

- تنوع بخشی به منابع استحصال انرژی خارج از دایره منابع سنتی موجود مانند استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند تولید برق از انرژی باد، خورشید یا نیروگاه‌های اتمی که خود مستلزم سرمایه‌گذاری بسیار سنگین و در عین حال بسیار زمانبر است.

- کاهش مصرف انرژی در مصارف موجوداز طریق بهینه‌سازی مصرف و بازیافت تلفات انرژی در کلیه مصارف از جمله صنعتی، خانگی و کشاورزی که معمولا نیاز به سرمایه‌گذاری کمتری نسبت به موارد ۲و۳ داشته و در عین حال در مدت زمان بسیار کوتاه به بازدهی می‌رسد.

به سادگی قابل فهم است که چرا امروزه در جهان اهمیت بهینه‌سازی مصرف و بازیافت تلفات انرژی به سرعت در حال افزایش است و سهم عظیمی از سرمایه‌گذاری، از بخش تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر به سمت پروژه‌های بهینه‌سازی و خصوصا بازیافت تلفات منتقل شده است.

آثار این تغییر به گونه‌ای بوده که بر اساس آخرین آمار موجود جهانی میزان سرمایه‌گذاری در بخش انرژی‌های تجدیدپذیر طی سال‌های ۲۰۰۷ تا ۲۰۱۳ کاهش چشمگیر و در مقابل سهم بهینه‌سازی مصرف و بازیافت انرژی از تلفات افزایش چشمگیری را نشان می‌دهد.

علت اصلی این امر به ماهیت و حجم عظیم مصارف موجود جهانی با تلفات انرژی بالا بازمی‌گردد. در حال حاضر در جهان در بخش عمده‌ای از صنایع حساس و حیاتی از جمله سیمان، فولادسازی، پتروشیمی، نیشکر، شیشه‌سازی و مصارف خانگی با تلفات زیاد از جمله گرمایش و سرمایش، حجم عظیمی از انرژی تلف می‌شود که این اتلاف انرژی معمولا با تولید حجم عظیمی از گازهای گلخانه‌ای و عوامل آلوده‌کننده محیط‌زیست همراه است. با توجه به ماهیت این صنایع امکان حذف هیچ‌کدام از چرخه‌های اقتصادی جهان وجود نداشته و در عین حال و با توجه به آخرین تکنولوژی‌های موجود میزان بهینه‌سازی مصرف در هر یک از این صنایع بین ۳ الی ۷ درصد کل مصرف این صنایع می‌باشد.

● وضعیت تلفات؛ چشم‌انداز بازیافت در ایران

در حالی که با بازیافت تلفات انرژی در هر کدام از این صنایع امکان تولید انرژی بین ۱۵ الی ۳۵ درصد مصرف کل هر یک از صنایع است. به عنوان نمونه در صنایع سیمان با بازیافت تلفات حرارت از مرحله تولید کلینکر می‌توان تا ۱۵ درصد مصرف کل برق کارخانه را تامین کرد.

لذا با در نظر گرفتن حجم عظیم مصرف انرژی در صنایع کلیدی از جمله موارد اشاره شده و میزان بسیار بالای تلفات انرژی در این صنایع اهمیت بی‌بدیل سرمایه‌گذاری در این بخش مشخص می‌شود.

به عنوان اولین نمونه و بر اساس آخرین آمار و اطلاعات موجود تا آگوست ۲۰۱۳، ۷۰ درصد کارخانجات سیمان در هند به سیستم بازیافت حرارت مجهز شده‌اند که میزان برق تولیدی سالانه معادل ۶.۶۵۰ میلیون کیلووات ساعت تنها از بازیافت تلفات حرارت دارند که این میزان انرژی تقریبا معادل انرژی تولیدی از یک نیروگاه برق ۷۰۰ مگاواتی است.

به عنوان نمونه دوم قابل ذکر است که تنها شرکت کاوازاکی ژاپن تا پایان سال ۲۰۱۰ میلادی موفق به نصب و بهره‌برداری از سیستم‌های بازیافت تلفات حرارت در صنایع سیمان در بیش از ۸ کشور جهان از جمله هند، چین، ژاپن، تایوان و پاکستان با حجم تولید برق معادل ۱۴۱۲ مگاوات شده است. (قابل ذکراست که میزان کل ظرفیت تولید برق ایران طی آخرین آمارهای موجود وزارت نیرو معادل ۶۵هزار مگاوات است.) با یک نگاه آماری به وضعیت موجود صنایع ایران با تلفات بالای انرژی می‌توان دریافت که امکان بازیافت انرژی در این صنایع بسیار بالا بوده و حجم بسیار قابل توجهی از انرژی قابل بازیافت است.

تنها به عنوان نمونه دو مورد مربوط به صنایع سیمان و صنایع آهن اسفنجی جهت فهم بهتر از میزان امکان بازیافت ارائه می‌شود.

در حال حاضر بر اساس آمار موجود کل تولید سیمان کشور به‌صورت سالانه در حدود ۸۳ میلیون تن است که به‌زودی به مرز ۹۰ میلیون تن خواهد رسید. براساس آخرین تکنولوژی‌های موجود جهانی که به آسانی در دسترس است، امکان تولید انرژی الکتریکی از تلفات حرارتی به میزان ۳۲۵۰ میلیون کیلووات ساعت در سال وجود خواهد داشت. این میزان تقریبا معادل ظرفیت یک نیروگاه ۳۶۰ مگاواتی است.

کل مصرف برق در صنایع سیمان ایران تقریبا معادل یک نیروگاه به ظرفیت ۲۲۷۳ مگاوات است. به سادگی مشخص است که میزان بازیافت انرژی در این بخش تقریبا معادل ۱۵ درصد مصرف کل برق در این صنعت خواهد بود. بر اساس اطلاعات موجود در سال ۲۰۰۸ میلادی تولید آهن اسفنجی ایران در سال معادل ۷/۵ میلیون تن بوده است. با فرض ثابت ماندن این میزان تولید تاکنون و بر اساس تکنولوژی‌های موجود جهت بازیافت حرارت از پروسس ساخت آهن اسفنجی به‌طور میانگین امکان تولید انرژی الکتریکی سالانه معادل یک نیروگاه ۵۰۰ مگاواتی وجود خواهد داشت.تنها جهت مقایسه قابل ذکر است که در حال حاضر و بنابر اطلاعات موجود وزارت نیرو کل ظرفیت نصب شده نیروگاهی کشور شامل کلیه نیروگاه‌های آبی، بادی، گازی، بخاری و خورشیدی تقریبا معادل ۶۵ هزار مگاوات است.

به سادگی قابل مشاهده است که انرژی بازیافتی از صنایع سیمان و آهن اسفنجی کشور تقریبا معادل یک درصد ظرفیت کل تولید برق کشور است.

● سرمایه‌گذاری در بازیافت انرژی و زمان بازدهی آن

میزان سرمایه‌گذاری مورد نیاز جهت بازیافت تلفات انرژی در صنایع سیمان با توجه به قیمت‌های روز جهانی در حدود ۱۷۰۰ دلار به ازای هر کیلووات ظرفیت نصب شده و جهت صنایع آهن اسفنجی در حدود ۱۵۰۰ دلار به ازای هر کیلو وات ظرفیت نصب شده است. با توجه به نزدیک به صفر بودن هزینه تولید در چنین سیستم‌هایی، سرمایه‌گذاری در پروژه‌های بازیافت انرژی به عنوان یکی از پربازده‌ترین سرمایه‌گذاری‌ها در زمینه تولید انرژی

است.

در عین حال مدت زمان اجرای پروژه‌های مرتبط با بازیافت انرژی در صنایع مختلف بین یک الی ۵/۱ سال است که این زمان جزو کوتاه‌ترین زمان‌ها در پروژه‌های تولید انرژی محسوب می‌شود و این سیستم‌ها معمولا از حداقل عمر مفید ۲۰ ساله برخوردار هستند که پس از این مدت نیز با انجام تعمیرات اساسی و بازسازی به راحتی به طول عمری معادل ۳۰سال خواهند رسید.

موارد فوق به سادگی اهمیت توجه به بازیافت تلفات انرژی حداقل در صنایع مادر کشور را روشن می‌سازد. بدیهی است با در نظر گرفتن دیگر صنایع اصلی کشور با تلفات انرژی بالا از جمله فولادسازی، پتروشیمی، شکر و غیره به سادگی می‌توان دریافت که امکان بازیافت انرژی حداقل به میزان ۱۰ الی ۳۰ درصد کل تولید حاضر کشور از این موارد وجود خواهد داشت.

● دیگر دلیلی برای بازیافت انرژی: مسائل زیست محیطی

یکی دیگر از مهم‌ترین دلایل نیاز توجه به موضوع بازیافت تلفات که باعث نیاز به تولید کمتر انرژی خصوصا انرژی الکتریکی می‌شود، مسائل زیست‌محیطی و کاهش هزینه‌های مترتب بر بهبود آن است.

در حال حاضر و براساس آخرین آمارهای موجود جهانی (متاسفانه آمار دقیقی در کشور در این زمینه موجود نیست)، متوسط حجم تولید گازهای گلخانه‌ای به ازای تولید هر کیلووات ساعت انرژی از منابع فسیلی شامل گازوئیل و گاز معادل۷۰ هزار تن می‌باشد. با فرض جایگزینی تولید برق از منابع فسیلی با منابع بازیافت تلفات تنها به میزان ۱۰ درصد کل مصرف کشور حجمی تقریبا معادل ۴۰ میلیون تن کاهش در تولید گازهای گلخانه‌ای به دست می‌آید. گرچه آمار دقیقی از معادل‌سازی اقتصادی به ازای هر تن کاهش گازهای گلخانه‌ای در جهان و در ایران موجود نیست و در این مورد تنها می‌توان به مشوق‌های در نظر گرفته شده در پیمان کیوتو به ازای کاهش گازهای گلخانه‌ای اکتفا کرد.

اشاره به این نکته ضروری است که در حال حاضر بار هزینه‌ای مرتبط با بیمه‌های درمانی در کشور به طرز بی‌سابقه‌ای افزایش یافته و با توجه به موج جدید بیماری‌های صعب‌العلاج مانند سرطان در کشور این روند افزایشی خواهد بود.

یکی از مهم‌ترین عوامل رواج چنین بیماری‌ها و به تبع آن بار هزینه‌ای سرسام‌آور آنها، آلودگی‌های زیستی و از جمله گازهای گلخانه‌ای است که متاسفانه هیچ‌گونه ارتباط دقیق آماری و اقتصادی بین کاهش گازها و کاهش هزینه‌ها موجود نیست، ولی در عین حال به نظر می‌رسد که کاهش تولید این گازها کمک موثری در کاهش هزینه‌های جانبی مربوطه از جمله هزینه‌های درمانی خواهد بود.

● راهکار ایجاد

با توجه به اهمیت موضوع و شرایط موجود ضروری است که دولت جمهوری اسلامی و وزارتخانه‌ها و دستگاه‌های ذی‌ربط از جمله وزارت نیرو، وزارت نفت، وزارت صنعت، معدن و تجارت و سازمان محیط‌زیست و همچنین مجلس شورای اسلامی تمهیدات لازم جهت آغاز فعالیت‌ها در زمینه بازیافت تلفات انرژی و بهینه‌سازی مصرف را فراهم سازند. جهت نهادینه کردن بهینه‌سازی مصرف و بازیافت تلفات در صنایع مختلف ضروری است از کلیه فرآیندهای حمایتی، تشویقی و در عین حال تنبیهی (حداقل در مورد صنایع جدید) استفاده کرد.

موارد ذیل از اولین و ضروری‌ترین اقدامات جهت حرکت سریع به سمت بهبود وضعیت مصرف، کنترل و بازیافت تلفات است.

- در حال حاضر وزارت نیرو نسبت به خرید انرژی تولیدی از منابع فسیلی توسط بخش خصوصی به قیمت متوسط ۴۰۰ ریال به ازای هر کیلو وات ساعت و ۱۱۰۰ ریال به ازای هر کیلو وات ساعت انرژی تولیدی از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی باد یا خورشید اقدام می‌کند.

با توجه به اینکه تولید انرژی از تلفات مزیت‌های بالاتری نسبت به تولید از منابع پاک دارد، ضروری است که تمهیدات لازم قانونی جهت خرید این نوع انرژی حداقل به قیمت تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر اتخاذ شود.

- سرمایه‌گذاری مورد نیاز جهت هر کارخانه یا مجتمع صنعتی بر اساس حجم و ماهیت تولید کارخانه بسیار پایین‌تر از سرمایه‌گذاری در دیگر بخش‌های مرتبط با تولید انرژی است. بنابراین نیازی به سرمایه‌گذاری مستقیم دولتی یا استفاده از منابع صندوق ذخیره ارزی در حجم بالا نمی‌باشد و تنها تسهیلات بانکی با شرایط مناسب از جمله دوره بازپرداخت بالا، تامین مالی طرح به‌صورت ۱۰۰ درصد از طریق شبکه بانکی و نرخ‌های کارمزد پایین‌تر مشوق‌های لازم را جهت سرمایه‌گذاری برای بخش خصوصی فراهم می‌کند.

- ضروری است تا با شناسایی مهم‌ترین منابع تلفات انرژی در صنایع مادر و کلیدی کشور نسبت به اجباری‌سازی استفاده از سیستم‌های بازیافت تلفات در صنایع مختلف اقدام شود.بر اساس بررسی‌های موجود و تنوع فعالیت‌های صنعتی پر تلفات در کشور به نظر می‌رسد حداکثر در بازه زمانی بین ۳ الی ۶ ماه امکان بررسی جامعی از صنایع پرتلفات، نوع تکنولوژی‌های موجود جهت بازیافت و بررسی اقتصادی اولیه جهت صنایع کلیدی وجود خواهد داشت.به نظر می‌رسد مسوولیت تهیه چنین گزارشی در وهله اول بر عهده وزارت صنعت، معدن و تجارت و سپس وزارتخانه‌های نفت و نیرو جمهوری اسلامی باشد.پس از انجام بررسی‌های اولیه و در مرحله اول می‌توان ارائه پروانه فعالیت کارخانه‌های جدید را منوط به استفاده از سیستم‌های بازیافت تلفات انرژی نمود و در مراحل بعدی نسبت به اجباری‌سازی استفاده از این سیستم‌ها در کارخانه‌های در حال کار اقدام نمود.

- ضروری است که تسهیلات و کمک‌های فنی لازم از طرف سازمان‌های مربوطه از جمله سازمان محیط‌زیست به صنایع مختلف جهت دریافت جوایز و تسهیلات در نظر گرفته شده در پیمان کیوتو به دلیل کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای به صنایع مختلف که نسبت به استفاده از سیستم‌های بازیافت تلفات استفاده می‌کنند، ارائه شود.

هدف اصلی این نوشتار معطوف کردن توجه دولتمردان و سیاست‌گذاران کشور به یکی از مهم‌ترین بخش‌های مرتبط با چرخه مصرف انرژی در کشور و پتانسیل‌های عظیم موجود در سرمایه‌گذاری در این بخش است. بدیهی است توجه به این بخش مهم و در عین حال به‌طور کامل فراموش شده در سیاست‌های کلان انرژی کشور به معنی عدم توجه به دیگر مشکلات عمده بخش انرژی شامل بهینه‌سازی مصرف، کاهش تلفات در شبکه برق کشور، جلوگیری از قاچاق منابع انرژی و غیره نیست.

کامران جهان

گروه مطالعات انرژی شرکت تجهیز پایانه‌های انرژی افق