تولید برق

برای تولید برق می­توان تکنولوژی های مختلفی (توربین گاز، چرخه ترکیبی، آبی، بادی و ...) را مورد استفاده قرار داد. انتخاب ترکیب مناسب تکنولوژی برای تولید برق، تأثیر مستقیمی بر میزان سوخت مصرفی دارد. از میان مولدهای مختلف، انواع چرخه ترکیبی و گازی ساده، بیش از نیمی از انرژی برق کشور را تولید می کنند. مزیت اصلی مولدهای چرخه ترکیبی در مقایسه با مولدهای گازی ساده، راندمان بالاتر یا مصرف کمتر سوخت است. این مطالعه به مقایسه دو مولد فوق پرداخته و یافته های تحقیق نشان می دهد، در سطح قیمت های یارانه ای سوخت (پیش از اصلاح قیمت حامل های انرژی)، تبدیل نیروگاه های گازی به چرخه ترکیبی و یا احداث مولدهای تجدیدپذیر برای تولید برق، فاقد توجیه اقتصادی است. آستانه توجیه پذیری این جایگزینی، در شرایط بهره برداری بار میانی، سطح قیمت های 500 ریال برای هر متر مکعب و بالاتر بوده و هر چه قیمت از این سطح بالاتر می رود، تبدیل تعداد بیشتری از مولدهای گازی توجیه پذیر می شود. در سطح قیمت 1300 ریال برای هر متر مکعب، نسبت منافع به مخارج برای تبدیل اغلب مولدهای گازی به چرخه ترکیبی، بیش از 2 است. با این حال، از آنجایی که نسبت منافع به مخارج برای تبدیل برخی از مولدهای گازی ساده به چرخه ترکیبی کمتر از یک است، می توان نتیجه گرفت مولدهای چرخه ترکیبی نسبت به مولدهای گازی ساده برتری مطلق ندارند. با فرض تبدیل کلیه مولدهای گازی به چرخه ترکیبی، سالانه تقریباً معادل 5/3 میلیارد متر مکعب گاز طبیعی صرفه جویی خواهد شد که تقریباً معادل 7 درصد گاز مصرفی در بخش تولید برق و حدود 5/2 درصد کل گاز مصرفی کشور است.

در این مقاله پس از بررسی کلیه اسناد بالاستی، قوانین و آیین نامه های موجود در زمینه صنعت برق، با تأکید بر حوزه تجدیدپذیرها و حمایت های مربوطه، بستر حقوقی برای تطابق و اجرای مشوق های برتر، مورد بررسی قرار گرفت. در نتیجه آن قوانین مناسب، قوانینی که نیاز به اصلاح دارند و قوانین جدیدی که باید تدوین شود، شناسایی شد. همچنین نتایج به دست آمده حاکی از آن است که در زمینه حمایت از تولید برق توسط بخش خصوصی در 3 سیاست کلی، 17 قانون، 9 آئین نامه و 3 دستورالعمل موارد مرتبطی وجود دارد که به تفصیل مورد بحث قرار گرفته است. برداشت نهایی از تحقیق، زمینه را برای پیشنهاد حذف، تدوین، تنفیذ، تمدید و اصلاح قوانین، آئین نامه ها و دستورالعمل ها فراهم خواهد نمود.

استفاده از توربین های بادی به عنوان مولد انرژی برق در مناطق بادخیز کشورهای مختلف، تبدیل به یک فرآیند کاملاً تجاری و اجتناب ناپدیر شده است. به این منظور، در این پژوهش سعی شده است تا وضعیت انرژی باد جهت استحصال انرژی از طریق نصب توربین های بادی در استان خوزستان بررسی گردد. روش تحقیق بر اساس استفاده از داده های ایستگاه های هواشناسی استان و محاسبه میزان انرژی حاصله از باد با توجه به نصب توربین های بادی تجاری می باشد. داده های سه ساعته سرعت و جهت باد دوره آماری مشترک (2010-2001) برای ایستگاه های منتخب استان که در این پژوهش ایستگاه های بستان، دزفول، بهبهان، آبادان، مسجدسلیمان و اهواز می باشند از اداره کل هواشناسی خوزستان اخذ گردید. داده های منفصل باد با استفاده از تابع توزیع ویبول جایگزین شدند. چگالی توان باد سالانه و دیگر فرا سنج های انرژی باد در ترازهای ارتفاعی 10، 20 و 50 متر به دست آمد و برای برآورد سرعت باد در ارتفاع بالاتر از 10 متر، از مدل قانون توان یک هفتم استفاده شد. نتایج حاصل از محاسبات نشان می دهد که در استان خوزستان، ایستگاه های دزفول، اهواز و آبادان به ترتیب با توان تولید 824، 232و 225 کیلووات نیرو برای نصب و راه اندازی توربین های مزارع بادی تجاری مناسب هستند. با توجه به نصب توربین های بادی تجاری در ارتفاع 50 متری و سطح روتور 80 متری و هم چنین با در نظر گرفتن ضریب قدرت بیشترین، توان تولید انرژی توربین، انرژی الکتریکی، ایستگاه های دزفول، اهواز و آبادان به ترتیب با توان تولید نیرو به میزان 443، 125 و 121 کیلووات در ثانیه مستعد نصب توربین های بادی تجاری هستند.

با توجه به مشکلات پایان پذیری و اثرات زیست محیطی استفاده از سوخت های-فسیلی در تولیدبرق، بسیاری از کشورهای جهان به دنبال یافتن روش های جایگزین در این صنعت هستند، ازجمله انرژیهای تجدیدپذیر که یکی از منابع عمده آن زیست-توده است. با وجود موفقیت و ترویج استفاده از زیست توده در تولید برق در اکثر نقاط جهان، سهم استفاده از آن در صنعت برق کشور ایران بسیارجزئی است. یکی از منابع عمده آن ضایعات کشاورزی است که محققان با تغییرات فیزیکی و شیمیایی آن ها توانستند ویژگی های احتراقی آن را هم تراز سوخت های فسیلی کنند، بنابراین در این مقاله با بررسی کار محققان به معرفی روش های تعیین کیفیت سوخت زیست-توده از جمله آنالیزهای دستگاهی TG، CHNOS و استفاده از نرم افزار فایرکد برای نمونه ساقه پنبه که بر اساس تحقیق انجام شده توسط نویسندگان در رابطه با پسماندهای کشاورزی تولیدی استان اردبیل سوخت مناسب تری گزارش شده، مقدار آلاینده های تولیدی و پارامترهای احتراقی آن بدست آمده است.

در این مطالعه، توسعه بهینه سیستم عرضه برق در کشور بر مبنای منطق حداقل هزینه و با استفاده از یک مدل سیستم انرژی و در قالب چهار سناریوی اصلی صورت پذیرفته است. ابزار مورد استفاده در این مطالعه مدل MESSAGE بوده و دوره زمانی آن از سال 1395 تا 1430 می باشد. سناریوهای این مطالعه بر مبنای رشد بالا و پائین تقاضا و رشد اندک و سریع قیمت سوخت های فسیلی تعریف شده اند. هدف اصلی این مقاله بررسی نقش عوامل فوق بر توسعه انرژی های نو و تجدیدپذیر می باشد. بر این اساس، اثرات تغییرات نرخ تنزیل بین 5 تا 15 درصد نیز بر توسعه و به کارگیری فناوری های فوق مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان می دهند که در صورت ادامه روند کنونی در رشد مصرف برق، در سال 1430 ظرفیت نصب شده نیروگاهی بایستی به حدود 250 هزار مگاوات برسد تا تقاضای برق در آن سال تأمین شود. اما در صورتی که صرفه جویی انرژی به صورت جدی دنبال شود، نصب و راه اندازی 160 هزار مگاوات ظرفیت نیروگاهی، پاسخگوی نیاز برق کشور خواهد بود. در شرایط خوشبینانه، انرژی های تجدیدپذیرِ غیر آبی (عمدتا ً شامل باد و خورشید) و هسته ای به ترتیب 25 و 15 درصد کل تولید برق را در سال 1430 به خود اختصاص می دهند. علاوه بر این، نتایج مدل گویای این واقعیت است که توسعه چشمگیر فناوری های نو و تجدیدپذیر نیازمند آن است که نرخ تنزیل کمتر از 8 درصد باشد.

در این مطالعه، سیستم عرضه انرژی الکتریکی کشور با بهره گیری از مدلMESSAGE ، از سال 1363 تا 1393 مدل سازی می شود تا روند توسعه بهینه در افق مزبور مشخص شود. برای یافتن وضعیت بهینه در این مدل، مجموع هزینه های سیستم عرضه برق به عنوان معیار در نظر گرفته شده و با حداقل کردن آن، شرایط بهینه به دست می آید. سپس نتایج مدل با آنچه در عمل اتفاق افتاده مقایسه شده تا میزان انحراف توسعه واقعی از حالت ایده آل مشخص گردد. مهم ترین نتایج این پژوهش بدین شرح می باشند: 1- متوسط راندمان نیروگاه های حرارتی کشور در سال 1393، کاهش 5/4 درصدی از حالت ایده آل را نشان می دهد، 2- حرکت در مسیر غیربهینه منجر به اتلاف حداقل 90 میلیارد متر مکعب معادل گاز طبیعی و انتشار 400 میلیون تن دی اکسید کربن اضافی طی سی سال شده است، و 3- به دلیل عدم تأمین مالی پروژه های نیروگاهی یا تأمین به موقع آن، سالانه 630 میلیون دلار هزینه اضافی تحمیل شده است. در مجموع یافته های این مطالعه نشان می دهند که واقعی بودن قیمت حامل های انرژی و تعهد به اجرای برنامه های بلندمدت نقش کلیدی در توسعه مناسب بخش انرژی کشور ایفا می کنند.

در این پژوهش با هدف ارزیابی کارایی نواحی تولید و انتقال نیرو در صنعت برق ایران در طی زمان و با توجه به ماهیت سیستمی مراحل تولید و انتقال برق، دو رویکرد تحلیل پوششی داده های شبکه ای و تحلیل پنجره با هم ترکیب شده است. این سیستم شبکه ای دارای خروجی نامطلوب و مطلوب نهایی و میانی بوده و دارای دو مرحله تولید و انتقال برق در بازه زمانی 1391 تا 1393 است. متغیرهای ورودی و خروجی مرحله اول و دوم به ترتیب مصرف داخلی نیروگاه ها، سوخت مصرفی و بازده حرارتی، راندمان، قدرت نامی نیروگاه و قدرت عملی نیروگاه، حداکثر بار تولیدی، تولید ویژه و تولید ناویژه، ظرفیت پست های انتقال نیرو و طول خطوط انتقال نیرو و درنهایت انرژی تحویلی و تلفات انرژی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که با توجه به مجموعه امکان ادغام شده طی سه دوره، در سال 1392 از نظر کارایی کل و کارایی مرحله تولید بالاترین تعداد واحدهای کارا وجود دارد؛ درحالی که در مقایسه با مرز کارای سه دوره ای، مرحله تولید برق بیشترین واحدهای ناکارا را دارد و افزایش تعداد واحدهای کارا در مرحله کارایی کل ناشی از کارایی بالای شرکت های برق منطقه ای است.

دستیابی به انرژی های پاک چالش بزرگ کشورهای در حال توسعه است زیرا انرژی به عنوان یک عامل سیاسی، نقش مهمی در توسعه اقتصادی-اجتماعی دارد. نفوذ بالای برق در زندگی روزمره، اهمیت تدوین خط مشی های مالی و تنظیمی مناسب تولید انرژی سبز با هدف حفظ محیط زیست و منابع موجود آشکار می شود. هدف این مطالعه تدوین مدلی جامع برای ایران؛ برگرفته از کشورهای آلمان و دانمارک است. این پژوهش از نوع کیفی است که ابتدا به مطالعه ادبیات (مقالات علمی، گزارش های ملی و بین المللی، قوانین تدوین شده) پرداخته است. سپس نتایج حاصل از مرور ادبیات در دو کشور هدف، با شرایط فعلی ایران (برگرفته از مرور قوانین و ادبیات علمی بعلاوه مصاحبه با خبرگان در مرکز پژوهش های مجلس جمهوری اسلامی ایران، وزارت نیرو و نیز سازمان مپنا) مقایسه و در انتها مرجعی جامع برای خط مشی گذاری توسعه انرژی سبز ارائه شد. مهمترین یافته ها شامل ابزارهای مالی و تنظیمی حامی انرژی سبز و نیز فاصله قابل توجه ایران با دو کشور هدف، از نظر میزان به کارگیری سوخت های فسیلی، کاربست انرژی های تجدیدپذیر (RE)، انتشار دی اکسیدکربن است. لذا به منظور ارتقاء جایگاه RE، ایران موظف به اصلاح ساختار تخصیص سوخت های رایگان به نیروگاه ها، توقف تولید انرژی صلح آمیز هسته ای، تدوین بسته مالیاتی سبز، اعمال معافیت های مالیاتی برای مشارکت کنندگان، تخصیص یارانه برای مشارکت در توسعه تجدیدپذیرها و تعویض سیستم های فرسوده، اعطای وام های کم بهره و یا بی بهره، آگاه سازی شهروندان و مالکیت محلی، تسهیل روند مشارکت، اجرای طرح های اجباری خرید انرژی سبز از جمله موارد توصیه شده در مدل پیشنهادی است.

بیشتر فعالیت های اقتصادی ناگریز به استفاده از منابع طبیعی بوده و در عین حال با انتشار پسماندهای ناشی از تولید در محیط زیست سبب به وجود آمدن فشار بر اکوسیستم طبیعی می شوند. در این تحقیق تلاش شده است تا به بررسی رابطه بین انتشار دی اکسیدکربن و متغیرهای درآمد ملی، آزادسازی تجاری، تولید برق، مصرف کل فرآورده های نفتی، مصرف گاز طبیعی و سرمایه گذاری داخلی در قالب فرضیه زیست محیطی کوزنتس با استفاده از اطلاعات سری زمانی سالانه اقتصاد ایران برای دوره زمانی (1358-1391) و با بهره گیری از روش الگوی خود رگرسیونی با وقفه های توزیعی گسترده (ARDL )پرداخته شود. این امر نشان می دهد که فرضیه زیست محیطی و وجود منحنی کوزنتس در ایران تا اندازه ای مورد تایید قرار می گیرد، و برای تحقق کامل آن باید رشد استاندار و تکنولوژی کامل تولید صورت گیرد. نتایج تحقیق نشان می دهد که افزایش درآمد ملی، آزادسازی تجاری، تولید برق، مصرف کل فرآورده های نفتی ، مصرف گاز طبیعی و سرمایه گذاری داخلی اثر مثبت و معناداری بر انتشار دی اکسیدکربن دارند. همچنین مجذور درآمد اثر منفی، اما ضعیف تری نسبت به درآمد بر آلودگی محیط زیست دارد.

با توجه به رشد هزینه های منابع مختلف تولید برق از انواع منابع انرژی های تجدیدپذیر در دنیا (خورشیدی، بادی، برق آبی، زیست توده، زمین گرمایی و زباله)، سرمایه گذاری در این بخش استراتژیک انرژی جهت تولید برق، می بایست با شناخت کافی از هزینه و صرفه اقتصادی و اثرات زیست محیطی این منابع صورت پذیرد؛ زیرا کاهش در تولید و مصرف برق و یا انتخاب منابع پرهزینه تر برای تولید برق، می تواند عواقب ناخواسته ای در کاهش رشد اقتصادی داشته باشد. در این راستا، این مطالعه به بررسی رابطه علیت بین برق تولیدی از انواع منابع انرژی های تجدیدپذیر و رشد تولید ناخالص داخلی می پردازد. بر این اساس در ابتدا با استفاده از مدل پانل همجمعی (FMOLS) و مدل تصحیح خطای پانل (ECM)، وجود رابطه کوتاه مدت و بلندمدت تولید برق از انواع انرژی های تجدیدپذیر با رشد تولید ناخالص داخلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تولید برق به وسیله انرژی های تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر، سرمایه و نیروی کار دارای اثر مثبت و معنادار بر تولید ناخالص داخلی در کوتاه مدت و بلندمدت هستند، به گونه ای که افزایش یک درصد در تولید برق به وسیله انرژی های تجدیدپذیر، تولید ناخالص داخلی را به میزان 066/0 درصد در بلندمدت افزایش می دهد درحالی که تولید برق به وسیله انرژی های تجدیدناپذیر، تولید ناخالص داخلی را به میزان 054/0 درصد در بلندمدت افزایش می دهد. همچنین نتایج برآورد هر منبع نشان می دهد که تولید برق از منابع زیست توده، خورشیدی، زباله و بادی اثر مثبت و معناداری بر تولید ناخالص داخلی دارد. به گونه ای که یک درصد افزایش در تولید برق از زیست توده، خورشیدی، زباله، بادی و زمین گرمایی به ترتیب تولید ناخالص داخلی را به میزان 010/0، 027/0، 033/0، 011/0 و 016/0 درصد افزایش می دهند. درحالی که تولید برق از منبع هیدروالکتریک (برق آبی) دارای کشش 011/0 است که اثر مثبت بر تولید ناخالص داخلی داشته منتهی این اثر معنادار نیست.

این مقاله به عنوان یک پژوهش کاربردی، به دنبال اندازه گیری صرفه های ناشی از مقیاس، در صنعت برق ایران طی دوره 93-1387 به تفکیک نیروگاه های گازی، بخاری و سیکل ترکیبی با استفاده از تابع هزینه ترانسلوگ است. نتایج حاصل از این پژوهش وجود صرفه های ناشی از مقیاس را برای تمامی نیروگاه ها در صنعت برق ایران تأیید کرده است. به طوری که متوسط بازده نسبت به مقیاس در این دوره 1.04 بوده است. نتایج به دست آمده از کشش موریشیما حاکی از رابطه جانشینی میان نهاده ها با یکدیگر است. اکثر مقادیر به دست آمده بالاتر از یک هستند که نشان دهنده یک رابطه جانشینی قوی میان نهاده ها (انرژی، سرمایه و نیروی کار) است. بر طبق نتایج حاصل از محاسبات کشش های جزئی خودی آلن-اوزاوا طبق انتظار منفی هستند.

در دهه های اخیر، تشدید مشکلات محیط زیستی ناشی از افزایش جمعیت و مصرف انرژی شرایط نگرانی در مورد گرم شدن کره زمین را فراهم آورده است. از این رو، مقاله حاضر با هدف ارزش گذاری مشکلات محیط زیستی ناشی از فعالیت نیروگاه ها به محاسبه هزینه محیط زیستی پرداخته است. پژوهش پیش رو با هدف محاسبه هزینه های محیط زیستی تولید برق از تکنولوژی های مختلف صورت گرفت. در این تحقیق 5 نیروگاه حرارتی استان تهران بررسی شد. با توجه به شاخص انتشار آلاینده ها و نیز تولید ناویژه هر نیروگاه در سال 1396 میزان آلاینده منتشرشده از نیروگاه های حرارتی تهران محاسبه شد. سپس، با توجه به شاخص انتشار هر گاز آلاینده، میزان حرارتی هر نیروگاه و ارزش محیط زیست آسیب دیده هزینه محیط زیستی تولید برق از نیروگاه های حرارتی استان تهران محاسبه شد. نتایج نشان داد طی یک سال فعالیت نیروگاه های حرارتی این استان حدود 14 میلیون تن از انواع آلاینده ها وارد هوا می شود که CO2 و C از عمده ترین آلاینده ها به حساب می آیند. به طور متوسط، هزینه خارجی کل تولید برق از نیروگاه حرارتی در استان تهران برابر با 82/8 سنت بر کیلووات ساعت است که باید در هزینه نهایی تولید برق از این نیروگاه ها لحاظ شود.

این مقاله در مورد چالش های احداث نیروگاه در ایران از جمله کمبود بودجه دولتی و انتقال دانش فنی بحث می کند. برای رفع این مسائل، پروژه های نیروگاهی در اختیار بخش خصوصی قرار گرفته است. با این حال، سرمایه گذاری بخش خصوصی راکد شده و منجر به کمبود بالقوه برق در آینده شده است. هدف این مقاله شناسایی چالش های پیش روی بخش خصوصی و پیشنهاد بسته های سیاستی برای تشویق سرمایه گذاری است. این تحقیق یک تحقیق توصیفی و تحلیلی است که با هدف ارتقای سهم بخش خصوصی در ساخت و توسعه نیروگاه های حرارتی انجام شده است. همچنین از رویکرد مطالعه موردی، مصاحبه با کارشناسان و تحلیل محتوای گزارش ها و اسناد موجود استفاده می کند. این مطالعه با توصیه های سیاستی بر اساس چالش ها و راه حل های شناسایی شده به پایان می رسد. تجزیه و تحلیل موضوعی برای پردازش داده ها استفاده می شود و قابلیت اطمینان از طریق فرآیندهای ساختار یافته و بررسی توسط اساتید تضمین می شود. نتایج حاکی از آن است که مهم ترین چالش ها، ناتوانی شدید وزارت نیرو در پرداخت مطالبات خرید برق تکلیفی نیروگاه های خصوصی، جریان مالی ناکارامد در صنعت برق و افزایش غیررقابتی هزینه احداث و بهره برداری از نیروگاه حرارتی بوده و در راستای مقابله با چالش های مذکور، راهکارهای اصلاح نظام تعرفه گذاری برق در بخش خانگی، اصلاح نظام تعرفه گذاری برق در صنایع پرمصرف (بالای 5 مگاوات) و صادرات محور و ایجاد نظام قیمت گذاری تجهیزات انحصاری و تفکیک ارزی-ریالی قیمت تجهیزات در قرارداد پیشنهاد می شود.

هدف از پژوهش حاضر، ارائه مدلی جامع برای ارائه ی الگویی برای بودجه ریزی عملیاتی در نیروگاه های فسیلی برق مبتنی بر یادگیری ماشین و روش گرندد تئوری می باشد. در این پژوهش به بررسی تأثیر رویکرد مشارکتی در بودجه ریزی بر مبنای عملکرد بر پاسخگویی در بخش عمومی پرداخته شد. بودجه ریزی بر مبنای عملکرد مبنایی برای پاسخگویی بیشتر در برابر استفاده از منابع سازمان فراهم می سازد. علاوه بر این ها، مسائلی مانند حمایت از محیط زیست، هزینه بالای سرمایه گذاری اولیه و استفاده بهینه از منابع نقش مستقیم بر عملکرد بازیگران این بازار دارد. متأسفانه در شرایط رقابتی جدید، مدل های سنتی و کلاسیک که عوامل اقتصادی (تولیدکنندگان یا مصرف کنندگان) را همگون و فاقد تعامل فرض می کنند کارایی لازم را نداشته و نتایج قابل قبولی ارائه نمی دهند. بررسی عملیاتی، رفتار واحدهای تولیدی ناهمگون را تبیین و اجازه تعامل و یادگیری در یک محیط پویا را فراهم می سازد، اما به علت وسعت مدل و پیچیدگی های زیاد آن نمی توان از یک راه حل تحلیلی برای به دست آوردن متغیرها در شرایط تعادلی استفاده کرد. با توجه به پیشرفت فناوری محاسبات، نتایج مدل های عامل محور را معمولاً با روش های شبیه سازی در چارچوب سناریوهای مختلف می توان ارزیابی کرد. واحدهای تولیدکننده روزانه برنامه تولید پیشنهادی خود را برای هر ساعت به نهاد بهره بردار ارائه می دهند. این نهاد با توجه به پیش بینی تقاضای مصرف بیست وچهار ساعت آتی و با اجرای مکانیسم حراج، واحدهای برنده و قیمت بازار را مشخص می نماید و سپس با اجرای مکانیسم تسویه، فروش و تسویه حساب انجام می گیرد. با توجه به ضرورت تعادل مصرف و تولید درکل کشور و همچنین توزیع جغرافیائی واحدهای تولیدی و مصرف کننده، در مکانیسم حراج، علاوه بر میزان مصرف، قیود اقتصادی و قیود فنی مربوط به تولید، انتقال و توزیع نیز لحاظ می شود. یافته های پژوهش نشان می دهد که زیرساخت های موجود بودجه ریزی بر مبنای عملکرد بر پاسخگویی مالی در بخش عمومی تأثیری ندارد، درصورتی که تأثیر منفی بر پاسخگویی عملیاتی دارد. استقرار زیرساخت های بودجه ریزی بر مبنای عملکرد و به کارگیری رویکرد مشارکتی در امر بودجه ریزی موجب ارتقای سطح مسئولیت پاسخگویی دولت در بخش عمومی می شود.