هوای فشرده

مطالعه حاضر به مدل سازی و بهینه یابی مصرف انرژی بخش صنعت کشور به صورت یک شبکه یک پارچه جریان انرژی (و با کمک مدل بهینه سازی جریان انرژی)، می پردازد. تعیین اولویت اجرای راهکارهای مدیریت انرژی در بخش صنعت و اثربخشی آن ها مهمترین دستاورد این مطالعه است. بر اساس نتایج حاصل و با فرض قیمت های یارانه ای سال های 1383 تا 1386، فروش انرژی در کشور، پتانسیل های اقتصادی صرفه جویی انرژی موتورهای الکتریکی، 8.5 درصد، کمپرسورهای هوای فشرده، 30 درصد و بویلرهای تامین بخار 10 درصد است. استفاده از چیلرهای جذبی، به جای انواع تراکمی برای تامین سرمایش، توصیه شده است. به دلیل پایین بودن ضریب کارآیی سیستم های جذبی، مصرف انرژی به شکل گاز طبیعی نسبت به مصرف انرژی به صورت برق، در سیستم تراکمی افزایش می یابد، اما با در نظر گرفتن بازده توزیع، انتقال و تولید برق، بیش از این میزان در مصرف سوخت نیروگاه ها کاهش مصرف انجام می گیرد. به کارگیری سیستم های جذبی به خصوص با استفاده از حرارت ارزان قیمت بازیافتی از نیروگاه ها، توصیه می شود. با اجرای راه کارهای صرفه جویی انرژی، بهره برداری مناسب از فرایندها و تجهیزات صنعتی و جایگزینی بهینه بین حاملی می توان به میزان 225 میلیارد کیلووات ساعت برق، 55.3 میلیون تن معادل نفت خام گازوئیل و 19.6 میلیون تن معادل نفت خام مازوت طی افق زمانی 20 ساله از مصارف انرژی کاست، اما بر مصرف گاز طبیعی به میزان 50 میلیارد متر مکعب افزوده خواهد شد. با احتساب قیمت های یارانه ای فروش انرژی، برنامه پیشنهادی موجب صرفه جویی اقتصادی به میزان 54.4 هزار میلیارد ریال در سال می شود. این در حالی است که هزینه اجرای اقدامات پیشنهادی در برنامه، محدود به 14.45 هزار میلیارد ریال در سال است، که نشان دهنده نسبت سود به هزینه 3.7 است. به طور حتم با احتساب هزینه های تمام شده عرضه انرژی و قیمت های غیریارانه ای انرژی، بر بزرگی این شاخص به میزان قابل توجهی افزوده خواهد شد.

با افزایش استفاده از سیستم های انرژی تجدیدپذیر و متغیر بودن دسترسی به این نوع انرژی، جهت پایداری سیستم نیاز به سیستم های ذخیره سازی انرژی است. در این میان، سیستم های ذخیره سازی انرژی با خصوصیات و کاربردهای مختلفی وجود دارد که سیستم ذخیره سازی انرژی هوای فشرده یکی از آن ها است. در مقاله حاضر، جدیدترین پژوهش ها وسیستم های نوین در زمینه ذخیره سازی انرژی برپایه فشرده سازی هوا و خصوصیات آن ها با طبقه بندی و مقایسه فرایندهای این سیستم ها، مورد بررسی قرار گرفت. وجه مشترک همه این سیستم ها استفاده از هوای فشرده، یا به بیان بهتر سیال تراکم پذیر، برای ذخیره سازی انرژی به صورت پتانسیل مکانیکی است. از نظر نحوه ذخیره شدن هوا می توان این سیستم ها را به سه دسته هم حجم، هم فشار و مایع سازی تقسیم کرد. با توجه به پیچیدگی های متعدد سیستم های مورد بررسی در مقاله حاضر، آن ها به دو دسته اصلی ذخیره سازی انرژی هوای فشرده به همراه ذخیره سازی حرارتی و سیستم های نوین و ترکیبی تقسیم بندی شدند. رشد و توسعه سیستم های ذخیره سازی انرژی هوای فشرده با ذخیره سازی حرارتی، به علت بالا بودن هزینه سرمایه ای، دشوارتر به نظر می رسد اما سیستم های نوین و ترکیبی باوجود این که کمی فراتر از مرزهای تکنولوژیکی موجود هستند، به واسطه ترکیب و تجمیع فناوری فشرده سازی هوا با فناوری های دیگر نظیر سیستم های کاهنده فشار گاز شهری، تلمبه ذخیره ای و مایع سازی هوا می توانند نقش به سزایی در چشم انداز ذخیره سازی انرژی داشته باشند.