مقایسه تطبیقی سطح تکنولوژی پیل سوختی ایران با چندکشور پیشرو با استفاده از مدل قابلیت تکنولوژیکی

سوخت های فسیلی از سالیان بسیار دور به عنوان منبع تامین انرژی در زندگی بشر مورد استفاده بوده اند ولی این نوع سوخت ها دارای معایبی از قبیل محدودیت منابع و آلودگی زیست محیطی هستند

سوخت‌های فسیلی از سالیان بسیار دور به عنوان منبع تامین انرژی در زندگی بشر مورد استفاده بوده‌اند. ولی این نوع سوخت‌ها دارای معایبی از قبیل محدودیت منابع و آلودگی زیست‌محیطی هستند. بدین دلیل کشورها به منظور تامین پایدار و امن انرژی به دنبال منابع جدید انرژی هستند از مهمترین دلایل اصلی توسعه انرژی‌های نو و تجدید‌پذیر می‌توان به توسعه منابع انرژی، تنوع در منابع انرژی، ایجاد تنوع در تکنولوژی‌های تولید انرژی، کمک به حذف نقاط حساس در شبکه انتقال، کاهش انرژی مورد نیاز نقاط و مراکز بزرگ مصرف به انرژی شبکه با استفاده از قابلیت تولید غیرمتمرکز انرژی‌های نو و تجدید‌پذیر اشاره داشت. پیل سوختی به عنوان یکی از این منابع به شمار رفته و از سوی کشورها و شرکت‌های مختلف توجه ویژه‌ای به آن معطوف شده است.

با توجه به موج جهانی تحقیق و توسعه در این زمینه، برخی سازمان‌ها و شرکت‌های ایرانی نیز در این زمینه وارد شده و پروژه‌های مختلفی را انجام داده‌اند. با توجه به اینکه تا سالهای اخیر سیاست‌گذاری مدون و جامعی جهت توسعه این تکنولوژی در کشور صورت نپذیرفته بود. بنابراین توسعه این تکنولوژی با هدفمندی خاصی صورت نگرفته و فعالیت‌های انجام شده کاملاً غیرمتمرکز و پراکنده بوده است.

هدف از این مطالعه این است که میزان توسعه یافتگی و سطح تکنولوژی پیل سوختی ایران در مقایسه باچند کشور پیشرو در این زمینه مقایسه شده و از این رهگذر امکان و قابلیت رقابت پذیری این تکنولوژی در مقایسه با کشورهای دیگر برای ایران حاصل شود.

البته با توجه به اینکه برنامه ریزی استراتژیک این تکنولوژی جهت توسعه در ایران به تازگی تدوین شده و نظام اجرایی ملی آن هنوز شکل نگرفته است لذا فاصله علمی و عملی ایران با کشورهای دیگر در این زمینه کاملاً طبیعی است. جهت بررسی وضعیت کشورهای دیگر در تکنولوژی پیل سوختی از گزارشات سازمان توسعه و همکاری اقتصادی استفاده شده است.

از طرفی شناخت شکاف موجود بین سطح تکنولوژی پیل سوختی درایران و کشورهای خارجی تا حدودی نوع و حجم و میزان کار مورد نیاز جهت رسیدن به سطح قابل قبولی از توسعه در این زمینه را مشخص می‌کند.

● بررسی تکنولوژی پیل سوختی

پیل سوختی نوعی سل الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی حاصل از واکنش را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. اجزاء اصلی پیل سوختی را الکترولیت، الکترود آند و الکترود کاتد تشکیل می‌دهند. رایج‌ترین طبقه‌بندی پیل‌های سوختی بر اساس نوع الکترولیت مورد استفاده در پیل سوختی صورت می‌گیرد و شامل موارد پیل سوختی قلیایی، پیل سوختی اسید فسفریک، پیل سوختی کربنات مذاب، پیل سوختی اکسید جامد، پیل سوختی پلیمری و پیل سوختی متانولی است. جنس و ساختار اجزای ذکر شده در انواع مختلف پیل‌های سوختی متفاوت است.

در یک پیل سوختی، سوخت به طور پیوسته به الکترود آند و اکسیژن به الکترود کاتد تزریق می‌شود و واکنش‌های الکتروشیمیایی در الکترودها انجام شده و با ایجاد پتانسیل الکتریکی، جریان الکتریکی برقرار می‌شود.

پیل‌های سوختی بر اساس محل کاربرد به سه دسته مولدهای نیروگاهی (ثابت)، نیرو‌محرکه خودروها و مولدهای مورد استفاده در تجهیزات الکترونیکی مانند تلفن‌های همراه تقسیم می‌شوند.

● بررسی فعالیت‌های انجام شده در حوزه تکنولوژی پیل سوختی در کشور

در یک نظام نوآوری فعالیت‌ها در سه حوزه دولت، دانشگاه و صنعت موردبررسی قرار می‌گیرد. بررسی این سه نهاد در توسعه تکنولوژی پیل سوختی ایران به شرح ادامه است.

▪ دولت: شاید اولین اقدام در این زمنیه را بتوان تاسیس کمیته راهبری پیل سوختی دانست. این کمیته با حضور قریب به اتفاق سازمان‌ها و نهادهای ذی‌نفع و به پیشنهاد معاونت امر انرژی در وزارت نیرو در سال ۱۳۸۰ تشکیل شد. اهداف کمیته راهبری پیل سوختی عبارتند از:

۱) بررسی میزان اهمیت پرداختن به مقوله فن‌آوری پیل سوختی در کشور

۲) شناسایی توانمندیهای موجود در کشور، تلاش درجهت ارتقاء آنها به کمک سیاست‌گذاری‌های مرتبط

۳) شناسایی و تعیین اولویت‌های تحقیقاتی کشور در بخش پیل سوختی و فن‌آوری‌های مرتبط

۴) ایجاد اجماع و کاهش انجام فعالیت‌های موازی در خصوص فن‌آوری پیل سوختی در بین فعالان این فن‌آوری در کشور

۵) تدوین سند راهبرد ملی توسعه فن‌آوری پیل سوختی و تدوین برنامه عملیاتی توسعه فن‌آوری پیل سوختی در کشور.

اعضاء این کمیته در حال حاضر عبارتند از:

معاونت انرژی وزارت نیرو، دفتر همکاریهای فناوری ریاست جمهوری، سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران (به نمایندگی از وزارت صنایع)، سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی، سازمان حفاظت محیط‌زیست، سازمان انرژی‌های نو ایران (وابسته به وزارت نیرو)، سازمان بهینه‌سازی مصرف سوخت (به نمایندگی از وزارت نفت)، توانیر، پژوهشگاه صنعت نفت، مرکز گسترش فناوری اطلاعات، سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران (به نمایندگی از وزارت علوم، تحقیقات و فناوری) و شرکت‌های خصوصی فعال در این بخش نظیر کارخانجات خودروسازی ایران خودرو، سایپا و مرکز تحقیقات زیست‌محیطی دانا.

آنچه در خلال نخستین جلسات این کمیته مورد اتفاق نظر عموم قرار گرفت، ضرورت انجام مطالعات علمی در خصوص میزان ضرورت فناوری پیل سوختی برای کشور و نحوه مواجهه جمهوری اسلامی ایران با آن بود. از این رو پروژه «مطالعات امکان‌سنجی- تحلیل جذابیت پیل سوختی و تدوین استراتژی آن در توسعه کشور» از سوی کمیته راهبری تعریف شده و اجرای آن بر عهده «مرکز گسترش فن‌آوری اطلاعات «(مگفا) قرار گرفت. کمیته راهبری پس از اجرای این پروژه، پیش‌نویس سند راهبرد توسعه فناوری پیل سوختی را تهیه و به هیات محترم دولت ارسال کرد. این سند در تیرماه ۱۳۸۶ در هیات وزیران تصویب شد. این سند به عنوان سندی راهبردی و ملی و به عنوان زیربنای توسعه فناوری پیل سوختی در کشور قرار خواهد گرفت. البته پیشنهاد سند راهبرد توسعه فناوری پیل سوختی خود مستلزم انجام پروژه تدوین برنامه عملیاتی و اجرایی این سند است که در کمیته مذکور انجام پذیرفته است.

در کارنامه دولت به جز حمایت‌های موقتی و بسیار کوچک که در چند نمونه پروژه مطالعاتی وطراحی و ساخت مشاهده می‌شود هیچ حمایت هدفمند و پیوسته‌ای مشهود نیست. همچنین در زمینه ایجاد بسترها و زیرساخت‌ها فعالیت خاصی دیده نمی‌شود.

▪ دانشگاه و مراکز پژوهشی: از حدود ۲۰-۱۵ سال قبل پروژ‌های مختلف دانشجویی در مقاطع مختلف از لیسانس تا دکتری در برخی از دانشگاه‌های کشور انجام شده است و در برخی از این پروژه‌ها، موضوعات کلی دیده شده و به ساخت نمونه‌های مختلفی از پیل سوختی اقدام شده است. در این موارد بعضاً با تهیه توده یاهسته پیل سوختی از خارج و ساخت برخی از قسمت‌های ساده دیگر در داخل مونتاژ بخش‌های مختلف نمونه‌هایی تهیه شده است. این نوع فعالیت‌ها گرچه برای شروع فعالیت‌ها و آشنایی عمومی جامعه علمی می‌تواند مفید باشد ولی آنچه مسلم است ما را به سوی کسب دانش فنی زیر تکنولوژی‌های اصلی پیل سوختی رهنمون نخواهند بود. در برخی از پروژه‌ها نیز کار بر روی اجزاء یک پیل سوختی و ساخت آنها انجام شده است.

نکته قابل توجه در این بخش عدم وجود برنامه‌ای مشخص برای اساتید دانشگاه جهت پیگری موضوعات خاص و طی روندی مشخص برای رسیدن به مقصود بوده است. البته به نظر می‌رسد علاوه بر عدم وجود برنامه‌‌ای مشخص از طرف دانشگاه‌ها، یکی از مشکلات اصلی دیگر ایجاد چنین مساله‌ای مشکلات مالی پروژه‌ها بوده باشد.

برخی از دانشکده‌های درگیر در این پروژه‌ها عبارتند از: دانشگاه صنعتی شریف، دانشگاه تربیت مدرس، دانشگاه مازندران، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشگاه خواجه‌‌نصیرالدین طوسی و برخی دانشگاه‌های دیگر کشور که در هیچ یک استراتژی مشخصی به چشم نمی‌خورد. در این زمینه نام برخی از مراکزعلمی وابسته به دولت نظیر پژوهشگاه صنعت نفت و سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران نیز مشاهده می‌شود.

یکی دیگر از مباحث مطرح در این حوزه آموزش و تربیت نیروهای متخصص مورد نیاز است. متاسفانه دراین خصوص به فعالیت‌های مختصر تقریباً فعالیت منسجم و قاعده‌مندی تعریف و اجرا نشده است.

▪ صنعت: به جز چند شرکت بزرگ و عمدتاً دولتی بخش صنعت به دلایلی مانند شکاف عمیق تکنولوژی و مسایل مالی مایل به شرکت دراجرای چنین پروژه‌هایی نبوده است. از جمله این شرکت‌ها می‌توان به خودروسازی ایران خودرو، سایپا و مرکز تحقیقات زیست محیطی دانا اشاره داشت. البته در این حوزه تجربه نمونه ناموفق ایجاد شرکتی خصوصی با حمایت مالی مستقیم دولتی و با همکاری چند تن از متخصصان دانشگاهی مشاهده می‌شود که بعد از مدت کوتاهی منحل شده و فعالیت‌های آن متوقف می‌ماند. وجود چنین تجربه‌ای نشان از مشکلات خاص موجود در انجام پروژه‌های مشابه در کشور دارد.

البته نباید فراموش کرد که برخی از مراکز صنعتی کشور به دلیل برخورداری از امکانات ویژه ونیروهای با تجربه به صورت بالقوه و بعضاً بالفعل دارای پتانسیل مناسبی برای انجام پروژه‌های با تکنولوژی بالا را دارا هستند.

آنچه مسلم است اینکه تا قبل از تشکیل کمیته راهبری پیل سوختی تشکیلات منسجم و منظمی جهت سیاستگذاری در این زمینه درکشور وجود نداشته است لذا فعالیت‌های انجام شده از برنامه‌ریزی کلانی برخوردار نبوده است. مضافاً بر اینکه حصول موفقیت در چنین پروژه‌های عظیمی نیازمند حتمی حمایت‌های دولتی و شرکت‌های بزرگ است که این کار تاکنون به شکل تعریف شده‌ای وجود نداشته است.

با توجه به تشکیل کمیته راهبری پیل سوختی در سال ۱۳۸۰ و تصویب سند راهبردی توسعه این فناوری در تیرماه ۱۳۸۶ در هیات دولت، نظام جدیدی جهت توسعه این فناوری در کشور ایجاد شده است. اجرایی شدن برنامه عملیاتی تدوین شده در این کمیته امیددستیابی به فناوری مربوطه را بیش از پیش تقویت می‌کند.

● روش تحقیق

مفاهیم حوزه مدیریت تکنولوژی عموماً مفاهیمی کیفی بوده و کمتر به صورت کمی بیان می‌شوند. لکن در صورتی که بتوان این مفاهیم را تا حد ممکن به صورت کمی نشان داد امکان مقایسه و نتیجه‌گیری بهتری حاصل خواهد شد. در این مقاله پس از بررسی شرایط عمومی حاکم در تکنولوژی پیل سوختی کشور، با استفاده از مدل قابلیت تکنولوژی به مقایسه وضع موجود ایران و چند کشور پیشرو به صورت توصیفی پرداخته خواهد شد.

بدین منظور پس از ارایه تعریف و مفهوم مدل قابلیت تکنولوژیکی به تعیین میزان توانمندی کشور در تکنولوژی پیل سوختی خواهیم پرداخت و در ادامه به بررسی سطح تکنولوژی آن در کشور و تحلیل مربوطه پرداخته خواهد شد.

مزیت عمده مدل قابلیت تکنولوژیکی این است که با انتساب شاخص کمی به میزان توانمندی یک کشور در زمینه یک تکنولوژی خاص، دید روشنی از آن به دست می‌آید. با توجه به عدم دسترسی دقیق به اطلاعات شاخص‌های مختلف برای تکنولوژی پیل سوختی ایران، در این مطالعه با انتساب یک شاخص کمی به صورت یک بازه (حداقل و حداکثر) به میزان توانمندی کشور در تکنولوژی پیل سوختی و از سوی دیگر تعیین یک بازه کمی برای رسیدن به رقابت‌پذیری بین‌المللی، فاصله وضع موجود و مطلوب به صورتی کلی و عمومی بیان می‌شود. البته باید توجه داشت که جهت اندازه‌گیری دقیق این سطح باید برای پارامترهای موجود شاخصهایی تعریف و طی عملیاتی مورد سنجش قرار گیرند اما همانگونه که بیان شد این بررسی جهت دریافت فضایی کلی از وضع موجود ارایه می‌شود و مستلزم اطلاعات دقیق اشاره شده نیست. در انتها نیز با بررسی عمومی وضعیت تکنولوژی پیل سوختی در چند کشور پیشرو مقایسه‌ای کلی با وضعیت ایران انجام خواهد شد. شایان ذکر است که این بررسی بر اساس برداشت کلی از وضعیت این تکنولوژی در کشورها و مطابق بااطلاعات ارایه شده در منابع اختصاصی پیل سوختی این کشورها و بالاخص منابع منتشره سازمان توسعه و همکاری اقتصادی است.

● مدل قابلیت تکنولوژیکی

قابلیت تکنولوژیکی را می‌توان کلیه توانایی‌هایی که برای انجام فعالیت‌های مرتبط باتولید لازم است شامل گستر‌ه برنامه‌ریزی، خرید تجهیزات، راه‌اندازی کارخانه و بهره‌برداری و برخی فعالیت‌های مربوط به R&D نظیر بهبود فرایندهای تولید، تغییر مشخصه‌های تولید، اصلاح تدریجی فرآیندها و محصولات، طراحی محصول جدید و نیز تحقیقات پایه در نظر گرفت.

البته لازم به ذکر است که با توجه به نوپا و در مرحله رشد بودن این تکنولوژی در دنیا، انتظار زیادی در زمینه تولید این نوع محصول نمی‌توان برای آن متصور بود و این بررسی یک بررسی نسبی بادر نظر گرفتن شرایط دیگر کشورها است. در این زمینه قیاس صورت پذیرفته بر اساس وضعیت پیشرفته‌ترین کشورها مانند آمریکا و ژاپن است.

ولکات درمعرفی چارچوبی تحلیلی برای قابلیت‌های تکنولوژی کشورها، ضمن تبیین اهمیت ابعاد قابلیت‌های تکنولوژیکی، به معرفی آنها می‌پردازد و سطوح مختلف هر یک از ابعاد را شرح می‌دهد به اعتقاد ایشان، قابلیت تکنولوژیکی در پنج بعد، منعکس می‌شود:

▪ نزدیکی به مرز تکنولوژیکی

▪ عمق توسعه

▪ پیچیدگی کاربرد

▪ فراگیری

▪ بومی‌سازی

گرچه این ابعاد کاملاً مستقل از هم نیستند، لکن ماهیت آنها طوری است که کشورها ممکن است در مورد یک تکنولوژی، قدرت کاملاً متفاوتی از یک بعد به بعد دیگر بروز دهند. شناسایی این تفاوت‌ها است که عمق قابل توجهی به درک‌ ما نسبت به قابلیت تکنولوژیکی می‌دهد.

شایان ذکر است که این تقسیم‌بندی مفهومی کلی است و برای کلیه تکنولوژی‌ها قابل استفاده است.

درادامه به سطوح توانمندی‌های تکنولوژی‌ در ابعاد پنجگانه اشاره شده و سپس این ابعاد در تکنولوژی پیل سوختی کشور مورد شناسایی وتحلیل قرار می‌گیرد.

الف) نزدیکی به مرز تکنولوژیکی

سطح: (وجود ندارد) تکنولوژی در کشور وجود ندارد و لذا کشور کاملاً دور از مرز تکنولوژیکی است.

▪ سطح ۱: (منسوخ) تکنولوژی چندین نسل از آخرین تکنولوژی جهانی عقب است،گرچه ممکن است در حال استفاده باشد ولی با چالش‌های عمده‌ای در رابطه بانگهداری و تعمیرات وعملیات روبروست.

▪ سطح ۲: (غیررقابتی) تکنولوژی متعلق به نسل‌های گذشته است ولی ممکن است هنوز کاربردهای مفیدی داشته باشد.

این سطح همچنین شامل نسل فعلی یا نزدیک به نسل فعلی تکنولوژی می‌شود که به دلایل مرتبط با ضعف در مشخصات، کیفیت، هزینه یا سطح خدمت‌دهی به طور بین‌المللی رقابتی نیست.

▪ سطح ۳: (رقابتی) تکنولوژی به طور بین‌الملل قابلیت رقابت دارد، گرچه آخرین تکنولوژی محسوب نمی‌شود. چنین تکنولوژی‌‌ای معمولاً‌بالغ است و ممکن است تکنولوژی‌های جدید‌تری نیز ارایه شده باشند. چنین تکنولوژی‌ای گاهی «آخرین تکنولوژی تجاری» نامیده می‌شود که نشانگر تکنولوژی تجاری متداول و تثبیت شده است.

▪ سطح ۴: (پیشتاز) تکنولوژی نماینده آخرین پیشرفت‌ها است و معمولاً‌حاصل تلاش‌های گسترده R&D است. آنهایی که این تکنولوژی رااتخاذ می‌کنند، اتخاذکنندگان اولیه محسوب می‌شوند و راغب هستند تا مشکلات نابالغی نسبی را بپذیرند.

ب) عمق توسعه

سطح: (مصرف) هیچ توسعه‌ای در کشور رخ نمی‌دهد. اگر تکنولوژی وجود داشته باشد، به صورت محصول نهایی وارد شده است.

▪ سطح ۱: (مونتاژ) مونتاژ ساده قطعات، نوآوری محصول یا فرآیند، کم یا اصلاً صورت نمی‌گیرد.

▪ سطح ۲: (تطبیق) توسعه یا تولید نسبتاً‌ پیچیده‌ای با همکاری گسترده خارجی، انجام می‌شود. ممکن است فعالیت‌هایی برای وفق دادن تکنولوژی با شرایط داخلی صورت گیرد.

▪ سطح ۳: (در حال ترقی دادن) شرکت‌های محلی فعالانه درگیر ترقی دادن برخی از مراحل توسعه (لزوماً نه تمامی مراحل) تکنولوژی نسبتاً جدید هستند. به عنوان مثال ممکن است تحقیقات پایه و طراحی محصول درخارج صورت بگیرد، ولی شرکت‌های محلی در نوآوری فرآیند و سایر مراحل پس از طراحی فعال باشند.

▪ سطح ۴: (جامع) تحقیقات پایه، تحقیقات کاربردی، طراحی و توسعه، نوآوری در فرآیند و تولید نهایی در داخل کشور انجام می‌شود. تکنولوژی‌ها و خدمات حامی، اغلب درداخل کشور هستند. در این حالت کشور کاملاً‌قادر به انجام کلیه مراحل است ولی ممکن است بنا به دلایل اقتصادی یا سیاسی نتایج مرحله‌ای از توسعه را از کشور دیگری کسب کند.

ج) پیچیدگی استفاده

سطح: (وجود ندارد) تکنولوژی مورد استفاده نیست.

▪ سطح ۱: (تحت حمایت) جامعه استفاده‌کنندگان سعی می‌کند تکنولوژی را به شکل سنتی و برای استفاده‌های اصلی بکار گیرد وبه واقع استفاده نوآورانه وجود ندارد.

▪ سطح ۲: (سنتی) استفاده محدود به کاربردهای سنتی و اصلی است. ممکن است کاربران درواکنش به تکنولوژی یا به منظور تطبیق دادن تکنولوژی برای خودکارسازی فرآیندها بدون تغییر اساسی آنها نمونه‌ای از میزان پیچیدگی استفاده از تکنولوژی در این سطح است. اینجا اولین سطحی است که می‌توانیم بگوییم تکنولوژی اکتساب شده است.

▪ سطح ۳: (نوآوری) استفاده از تکنولوژی به کاربردهای جدید یاتغییرات عمده در فرآیند و روش‌های موجود منتهی می‌شود ولی لزوماً موجب گسترش مرز تکنولوژیکی نمی‌شود. فرآیندهای موجود عموماً‌ به منظور آمادگی برای تکنولوژی‌های جدید یا در واکنش به آنها تغییر می‌یابند.

▪ سطح ۴: (دگرگون سازی) استفاده‌کنندگان آگاه و کاملاً‌جویا هستند. آنها عموماً‌ در جستجوی به کارگیری تکنولوژی به طرق نوآورانه هستند که موجب ارتقاء قابلیت‌های تکنولوژیک می‌شوند. فرآیندهای موجود عموماً برای آمادگی یا پاسخ‌گویی به تکنولوژی جدید دگرگون می‌شوند.

مهندس محمدسعید جبل‌عاملی- مهندس هوشنگ علیویردیلو

---