نیروگاه برق مجازی، راهکار فناورانه برای بحران قطعی برق صنایع

در سال‌های اخیر مشکل ناترازی انرژی کشور، سبب قطعی گسترده انرژی الکتریکی صنایع شده که سالیانه میلیاردها دلار خسارت به بار آورده است. استفاده از نیروگاه‌های مجازی و ابزارهای اندازه‌گیری هوشمند، از جمله راهکارهای فناورانه برای پاسخگویی به این چالش بشمار می‌آیند.

کمبود برق چالش بزرگ صنایع ایران

ایران با وجود منابع بسیار انرژی، مانند نفت و گاز، همچنان با چالش‌هایی همچون ناترازی برق و گاز در فصول مختلف سال مواجه است. هم‌اکنون در کشور ۸۵۰۰ مگاوات ناترازی برق داریم در حالی که بطور متوسط سالیانه ۶ درصد افزایش مصرف برق خواهیم داشت. این مسئله باعث افزایش مصرف سوخت در نیروگاه‌ها شده است بطوری‌که در سال ۱۴۰۱ بیش از ۷۳ میلیارد مترمکعب گاز صرف تولید برق در نیروگاه‌ها شد. اما این تمام ماجرا نیست و بدلیل ناترازی گاز ۱۰.۵ میلیارد لیتر گازوئیل و ۸.۴ میلیارد لیتر مازوت در نیروگاه‌های کشور سوزانده شد.

این ناترازی‌ها در منابع انرژی باعث قطعی برق صنایع کشور در فصل‌هایی از سال شده است. در سال‌های گذشته صنایع کشور در هر سال دست‌کم ۷ میلیارد دلار ضرر و عدم‌النفع ناشی از قطعی گاز و برق صنایع داشته‌اند. با افت تولید صنایع، تورم افزایش پیدا می‌کند و صادرات آسیب می‌بیند و این روند در نهایت به کمبود ارز و افزایش نرخ آن در کشور منتهی می‌شود. از سوی دیگر این خاموشی‌ها هزینه‌های تمام شده صنایع را بالا برده و در نهایت هزینه بیشتری به مصرف‌کنندگان تحمیل می‌کند.

با توجه به توان اندک دولت برای ساخت نیروگاه‌های دولتی، باید سرمایه‌گذاران را تشویق کرد تا ظرفیت تولید برق را با ساخت نیروگاه‌های جدید افزایش دهند. اما این امر مستلزم بیش از ۲۰ میلیارد دلار سرمایه‌گذاری است که لازم است از سوی بخش خصوصی تامین شود اما بخش خصوصی فاقد چنین سرمایه‌هایی است و تنها راه حل سرمایه‌گذاری خارجی است که با نرخ ریسک سرمایه‌گذاری در ایران دور از دسترس است. از سوی دیگر، نه‌تنها سرمایه‌گذاران داخلی تمایلی به سرمایه‌گذاری در ساخت نیروگاه ندارند، بلکه سرمایه‌گذارانی که در دهه‌های ۱۳۸۰ و ۱۳۹۰ اقدام به ساخت نیروگاه کرده بودند هم برای دریافت مطالبات خود از دولت با مشکلات فراوانی روبه‌رو هستند بطوری‌که سندیکای شرکت‌های تولیدکننده برق اعلام کرده است مطالبات نیروگاه‌ها از دولت بالغ بر ۵۰ هزار میلیارد تومان است.

شبکه برق خانگی در قامت نیروگاه برق مجازی

برپایه آنچه گفته شد، لازم است بجای افزایش تولید حامل‌های انرژی، بر مدیریت مصرف تمرکز کنیم. ارائه مشوق‌های مالی به شهروندان برای بهینه‌سازی و کاهش مصرف برق می‌تواند بعنوان راه حلی ایده‌آل برای خروج از وضعیت کنونی کشور در نظر گرفته شود؛ سیاستی که حالت برد-برد بین دولت و شهروندان بوجود می‌آورد. دولت می‌تواند بخشی از هزینه‌های سرمایه‌گذاری برای ساخت نیروگاه‌ها و تولید برق را بعنوان پاداش کاهش مصرف به مصرف‌کنندگان بپردازد. در این حالت مصرف‌کننده برق با انعطاف در میزان و زمان مصرف خود به یک «مصرف‌کننده-تولیدکننده» Prosumer تبدیل می‌شود، این اصطلاح ترکیبی از دو واژه Producer تولیدکننده و Consumer مصرف‌کننده است.

در دنیا سرویس‌هایی وجود دارند که با بررسی وضعیت کل شبکه برق و رفتار مصرف‌کننده‌ها، ساعات اوج مصرف را از روز قبل یا ساعاتی قبل پیش‌بینی می‌کنند و بر اساس سناریوهای مختلف به هر مصرف‌کننده پیشنهادهایی برای کاهش مصرف برق در ساعات اوج مصرف می‌دهد و مصرف‌کننده نیز به میزان کاهش مصرف خود، پاداش مالی دریافت می‌کند. این پاداش از محل فروش میزان برق صرفه‌جویی‌شده به صنایع تامین می‌شود. با استفاده از این سیاست امکان کاهش ناترازی انرژی تا اندازه زیادی فراهم می‌شود و از قطعی برق صنایع یا مصرف سوخت‌های آلاینده مانند مازوت جلوگیری می‌شود. این صرفه‌جویی جمعی انرژی بطور موثر شبکه خانه‌های شرکت‌کننده را به یک نیروگاه برق مجازی یا VPP (Virtual Power Plant) تبدیل می‌کند، زیرا می‌تواند برق را به شبکه بازگرداند یا تقاضا را در صورت نیاز در شبکه کاهش دهد.

شرکت «اُهم کانکت» یکی از شرکت‌های فعال در این زمینه است و در ایالت‌های کالیفرنیا، تگزاس و نیویورک امریکا فعالیت می‌کند. آنها سیستمی به‌نام Resi-Station را توسعه داده‌اند که بعنوان بزرگ‌ترین نیروگاه دیسپچینگ پاک آمریکای شمالی توصیف می‌شود. این سیستم صدها هزار خانه در کالیفرنیا را برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی، بویژه در زمان اوج تقاضا به هم متصل می‌کند. بر پایه آخرین آمار منتشر شده، مشترکان این شرکت در سال گذشته مصرف برق کالیفرنیا را ۲۰۳ مگاوات ساعت کاهش دادند. آنها همچنین پیش‌بینی می‌کنند در صورتی که کاربران بر اساس برنامه‌ریزی‌های سیستم عمل کنند، نتایج زیر را دستیافتنی است:

بیش از ۵۰۰ میلیون دلار کاهش قبض و پرداخت مشوق خواهیم داشت.

یک گیگاوات حداکثر ظرفیت آزاد می‌شود.

جلوی انتشار گازهای گلخانه‌ای دو  نیروگاه زغال سنگ گرفته خواهد شد.

برق صرفه‌جویی‌شده برای تامین برق یک میلیون خانه در یک سال کافی است.

بکارگیری کنتور هوشمند، پیش نیاز حل مشکل

پیش‌نیاز پیاده‌سازی سرویس‌های این‌چنینی، استفاده از کنتورهای هوشمند و تحلیل بلادرنگ داده‌های مصرفی است. کنتورهای هوشمند به مشترکان امکان می‌دهند تا الگوهای مصرف خود را بطور دقیق رصد کنند. مصرف‌کننده‌ها می‌توانند با شناسایی زمان‌های اوج مصرف و اصلاح رفتارهای مصرفی، به کاهش هزینه‌های خود کمک کنند. ساده‌ترین کاربرد کنتورهای هوشمند، خوانش دقیق و امکان پرداخت لحظه‌ای قبض است. با قرائت لحظه‌ای کنتورها و بررسی میزان مصرف برق در شبکه، ضمن رصد و پایش لحظه‌ای مصرف می‌توان مصرف آینده را پیش‌بینی کرد و بر اساس رفتارهای مصرفی کاربران، پیشنهادهایی برای بهینه‌سازی مصرف انرژی ارائه کرد.

به گفته کارشناسان اگر قطعی گاز در زمستان و قطعی برق در تابستان رخ ندهد تولید کشور و افزایش درآمدهای ملی ۲۵ درصد رشد می‌کند. دورنمای رسیدن به چنین نقطه‌ای را باید در استفاده از کنتورهای هوشمند گاز و برق و اعمال سیاست‌های تشویقی به مصرف‌کننده‌ها دانست.