مصطفی رجبی مشهدی

شهر صفر انرژی، شهر پایدار و شهر صفر کربن، اصطلاحات جدیدی در مدیریت انرژی شهرها هستند. در این پژوهش، الگوی ایجاد یک شهر زیست محیطی کم کربن در بخش شهری شهرستان مشهد مقدس با محوریت تأمین پایدار انرژی الکتریکی، شبیه سازی شده است. بدین منظور حداکثر پتانسیل برق تجدیدپذیر زیست توده در کنار ایجاد ظرفیت فتوولتائیک لازم برای پوشش باقی مانده تقاضای برق بخش شهری مشهد، با استفاده از رهیافت برنامه ریزی آنالیزی در سیستم تولید قدرت هیبرید وارد شده است. نتایج پژوهش نشان دادند که تکنولوژی زیست توده با نوسان پذیری کمتر و هزینه تولید پایین تر، تکنولوژی برتر برای طراحی شهر زیست محیطی کم کربن می باشد و با ضریب نفوذ بالا وارد سیستم تولید هیبرد فسیلی تجدیدپذیر می شود. همچنین با این که ظرفیت تکنولوژی فتوولتائیک تا ظرفیت 8 گیگاواتی افزایش یافته است، به دلیل هزینه سرمایه گذاری بالا، امکان بهره برداری در سیستم تولید هیبرید در رقابت با تکنولوژی زیست توده وجود ندارد. ازاین رو پیشنهاد می شود که از یک سو، تکنولوژی زیست توده محور توسعه پایدار انرژی در بخش شهری مشهد به عنوان شهری در مسیرLCEC قرار گیرد و از سوی دیگر، سیاست های حمایتی برای کاهش هزینه تولید تکنولوژی فتوولتائیک اتخاذ گردد تا امکان رقابت پذیری این تکنولوژی در ظرفیت های بالا فراهم شود.

در این پژوهش با بررسی ویژگی های اقلیمی منطقه خراسان و مجاورت این منطقه با استان های کشور (سمنان، سیستان، یزد و مازندران) و کشورهای خارجی (ترکمنستان و افغانستان)، در کنار بررسی شرایط فنی-اقتصادی تولید برق هیبرید فسیلی-تجدیدپذیر، تأثیر اجرای سیاست های افق چشم انداز ۱۴۱۰ انرژی های تجدیدپذیر برق منطقه ای خراسان مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی سیستم تولید نشان می دهد اجرای این سیاست ها، حجم بهینه صادراتی بین منطقه ای و فرامنطقه ای ۶۲/۱۸ تراوات ساعتی را به دنبال خواهد داشت که ۳۲/۲ تراوات ساعت از این بهینه صادراتی به دلیل اجرای سیاست-های افق چشم انداز ایجاد خواهد شد. این افزایش ۱۴ درصدی بهینه صادراتی بین منطقه ای و فرامنطقه-ای، ایجاد ۵۰۰۰ شغل در منطقه خراسان و افزایش قیمت تمام شده ۳۲ درصدی را نیز به همراه دارد، ولی تأثیر چندانی بر کاهش انتشار آلاینده زیست محیطی نخواهد داشت. علت عدم کاهش قابل توجه حجم آلاینده، محدود بودن توان تجدیدپذیر ورودی به سیستم تولید و علت افزایش قابل توجه قیمت نیز هزینه سرمایه گذاری بالای تولید برق خورشیدی و بادی است که حمایت مالی جدی از پروژه های فنی-مهندسی بادی و خورشیدی و تسهیم هزینه تولید با مشترکان را می طلبد. از سوی دیگر، افزایش ظرفیت-های تولید به حداکثر پتانسیل، به منظور مقابله با ماهیت نوسانی تولید تجدیدپذیر، راه کاری اساسی برای توسعه حقیقی تولید برق تجدیدپذیر به شمار می رود

یکی از چالش های بزرگ منابع تجدیدپذیر، ماهیت غیرقابل پیش بینی این منابع است. در این میان استفاده از سیستم هیبرید فسیلی-تجدیدپذیر یک پارچه، که برای تأمین بار از چند منبع تجدیدپذیر به جای یک منبع استفاده می کند، مقرون به صرفه ترین و قابل اطمینان ترین روش است. در این پژوهش با بهره گیری از رهیافت برنامه ریزی آنالیزی و با استفاده آمار سال پایه 1391، سیستم تولید شرکت برق منطقه ای خراسان شبیه سازی شده و حداکثر پتانسیل برق تجدیدپذیر نیز در این سیستم مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج پژوهش نشان می دهد که از میان تکنولوژی های خورشیدی، بادی، زیست توده، زمین گرمایی و برق-آبی، تنها برق تجدیدپذیر خورشیدی، از پتانسیل و ظرفیت کافی برای جانشین پذیری با برق فسیلی برخوردار است. در سیستم جامع نیز بکارگیری تمام توان تجدیدپذیر، به کاهش 83/6 تراوات ساعتی برق فسیلی، کاهش 28/4 میلیون تنی انتشار آلاینده، افزایش 10 برابری متوسط قیمت لحظه ای-ساعتی و کاهش 21 درصدی پایداری شبکه منجر می شود که نشان از لزوم بکارگیری تجهیزات پایدارساز و ذخیره ساز در سیستم تولید هیبرید یکپارچه و حمایت فنی-مالی دولت برای کاهش قیمت تمام شده تجهیزات خورشیدی دارد.