توسعه ریزشبکه‌های الکتریکی؛ راهکار ایران برای افزایش تاب‌آوری صنعت برق

مقدمه: گسترش شبکه برق ایران و تغییر رویکرد جهانی

شبکه سراسری برق ایران، به عنوان بزرگترین شبکه انتقال برق در خاورمیانه و یکی از شبکه‌های مقیاس بزرگ جهان، با گستره‌ای وسیع و زیرساخت‌های قابل توجه، نقشی حیاتی در تأمین انرژی کشور ایفا می‌کند. این شبکه با نزدیک به ۵۷ هزار کیلومتر مدار خط انتقال ۴۰۰ و ۲۳۰ کیلوولت و ۷۹ هزار کیلومتر مدار خط فوق توزیع ۱۳۲ و ۶۳ کیلوولت، نشان‌دهنده ظرفیت عظیم صنعت برق ایران است. ظرفیت اسمی تولید برق در ایران به حدود ۱۰۰ هزار مگاوات می‌رسد و پیش‌بینی می‌شود تولید ناویژه شبکه ملی برق کشور تا سال ۱۴۰۴ از ۴۰۰ تراوات ساعت نیز فراتر رود.

با این حال، رویکردهای جهانی در حوزه تولید انرژی الکتریکی در حال تغییر است. دلایلی همچون طولانی بودن زمان ساخت نیروگاه‌های بزرگ، پیامدهای زیست‌محیطی، مخاطرات امنیتی و تلفات انرژی ناشی از مسافت طولانی بین تولید و مصرف، باعث شده تا الگوی تولید متمرکز و مقیاس بزرگ به سمت سامانه‌های انرژی الکتریکی کوچک‌تر و نزدیک‌تر به محل مصرف سوق پیدا کند.

ریزشبکه الکتریکی: راهکاری برای افزایش تاب‌آوری

ریزشبکه الکتریکی به مجموعه‌ای از تجهیزات الکتریکی شامل مولدهای مقیاس کوچک (تجدیدپذیر یا حرارتی)، بارهای مصرفی، ذخیره‌سازها و شبکه الکتریکی واسط گفته می‌شود. این سامانه‌ها می‌توانند هم به صورت مستقل (جزیره‌ای) و هم متصل به شبکه سراسری عمل کنند و نقش مهمی در افزایش تاب‌آوری صنعت برق ایفا می‌کنند.

ضرورت برنامه ملی احداث ریزشبکه‌ها

طراحی و اجرای «برنامه ملی احداث ریزشبکه‌های الکتریکی برای افزایش تاب‌آوری صنعت برق» با تمرکز بر ساختمان‌ها و مراکز حساس و حیاتی نظیر بیمارستان‌ها، ایستگاه‌های پمپاژ آب و مراکز داده، و نیز برخی صنایع کوچک و متوسط، یک ضرورت ملی است.

این برنامه با هدف کاهش وابستگی بیش از ۹۵ درصدی تولید ویژه انرژی برق کشور به نیروگاه‌های بزرگ و متوسط، به سمت خودتأمینی در محل مصرف حرکت می‌کند. ریزشبکه‌های الکتریکی با بهره‌گیری از مولدهای مقیاس کوچک مانند سامانه‌های خورشیدی و مولدهای حرارتی کوچک‌مقیاس، ابزاری کارآمد برای تحقق این هدف هستند.

توانمندی‌های داخلی و توسعه فناوری

ایران در زمینه تولید تجهیزات نیروگاهی و انرژی‌های تجدیدپذیر، از ظرفیت‌های فناورانه قابل توجهی برخوردار است. شرکت‌های دانش‌بنیان داخلی در حال حاضر توربین‌ها و ژنراتورهای مقیاس بزرگ و متوسط را بر اساس طراحی ایرانی تولید می‌کنند و بخش عمده‌ای از ظرفیت کنونی تولید برق کشور، محصول این شرکت‌هاست.

تولید مولدهای مقیاس کوچک

• نیروگاه‌های گازی سیار: شرکت‌های دانش‌بنیان ایرانی نیروگاه‌های گازی سیار قابل حمل با ظرفیت ۲۵ مگاوات تولید می‌کنند که در کمتر از یک ماه نصب و راه‌اندازی می‌شوند.
• توربوژنراتورهای صنعتی: توانایی تولید توربوژنراتورهای صنعتی تا ظرفیت ۲۵ مگاوات نیز وجود دارد که برخی از این طرح‌ها با کارفرمایی وزارت نفت و مجوز معاونت علمی در حال اجرا هستند.

برای تحقق تولید پراکنده مبتنی بر مولدهای مقیاس کوچک، علاوه بر توسعه نیروگاه‌های بادی و خورشیدی، توسعه میکروتوربین‌های گازی و دیزل ژنراتورها نیز باید در برنامه دولت قرار گیرد. بومی‌سازی انواع مولدهای مقیاس کوچک گازی و دیزلی از چند صد کیلووات تا چند مگاوات با تحریک تقاضا و رونق تالار برق آزاد در بورس انرژی ایران امکان‌پذیر خواهد بود.

پیشرفت در انرژی‌های تجدیدپذیر

در حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر، پیشرفت‌های چشمگیری حاصل شده است:

• توربین‌های بادی: یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان بزرگ کشور توربین‌های بادی ۲.۵ مگاواتی تولید می‌کند و تاکنون بیش از ۱۰۰ مگاوات از این توربین‌ها در کشور نصب شده است.
• فناوری خورشیدی: در حوزه نیروگاه‌های خورشیدی، فرآیند بومی‌سازی مبدل‌های خورشیدی با مشارکت پنج شرکت دانش‌بنیان آغاز شده است.

الزامات و هدف‌گذاری‌های آینده

تحقق برنامه ریزشبکه‌ها نیازمند اقدامات مهمی از جمله انتخاب مراکز و صنایع هدف، تبیین سازوکار تأمین مالی، تعیین میزان ظرفیت تولید مقیاس کوچک و تدوین مقررات زیست‌محیطی است. این برنامه نیازمند همکاری نزدیک وزارتخانه‌های نیرو، نفت و صنعت، معدن و تجارت با معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری است.

هدف‌گذاری برای افزایش سهم تولید پراکنده به ۲۰ تا ۳۰ درصد از کل تولید ویژه انرژی برق سالانه کشور با اتکا به منابع تجدیدپذیر غیرآبی و مولدهای مقیاس کوچک حرارتی در یک افق پنج‌ساله، دستاوردی قابل توجه خواهد بود که با برنامه‌ریزی دقیق و هماهنگی میان دستگاه‌های متولی قابل تحقق است.