انواع نیروگاه٬ انواع سوخت٬ آلاینده ها
تولید برق: انواع نیروگاه٬ انواع سوخت٬ آلاینده ها |
5- تولیدمصرف جهانی انرژی هر ده سال یکبار دو برابر میشود و در این افزایش مداوم، مصرف انرژی الکتریکی بیشترین سهم را دارد، زیرا در همان مدت 4 برابر میشود. {504} منابع غنی نفت و گاز ایران به عنوان انرژی اولیه، تأمین کننده سوخت مورد نیاز برای تولید برق هستند و تنها بخش کوچکی از نیروی برق به کمک منابع تجدیدپذیر و برق آبی تولید میشود. این موضوع در تراز برق سال 1379 (جدول 1-5) بهخوبی نمایان است. در این تراز نکات زیر قابل ذکر است: - همه ارقام به تراوات ساعت[1] تبدیل شده است. - آمار و ارقام از کتاب های «آمار تفصیلی برق[2]» و «ترازنامه انرژی[3]» استخراج شده است. - جمع تولید[4] به کمک هر دو منبع و به صورت جداگانه محاسبه شده است و مغایرت[5] مورد توجه قرار گرفته است. - میزان و حجم تلفات تبدیل[6] و تلفات توزیع و انتقال[7] مشخص شده است. جدول مذکور حاوی نکات بسیار مهمی به شرح زیر است: 1- ایران هنوز از نیروگاههای اتمی استفاده نمیکند. 2- انرژیهای تجدیدپذیر درحال حاضر تقریباً جنبه مطالعاتی دارد. 3- استفاده از منابع برق آبی بسیار محدود است. 4- درتبدیل نفت و گاز به برق، حدود 67 درصد انرژی قبل از تبدیل شدن به برق از دسترس خارج میشود. 5- علاوه بر رقم فوق، 8/4% از برق تولیدی، در همان بخش انرژی به مصرف میرسد. 6- پس از آنکه برق به شبکه انتقال و توزیع تحویل شد، بازهم شاهد 6/16% تلفات دیگر هستیم. 7- تنها حدود نیمی از ظرفیت نصب شده نیروگاهی مورد بهرهبرداری قرارمیگیرد. 8- صادرات برق فقط6/0 درصد میزان تولید است. 9- تنها حدود یک چهارم برق تولیدی در بخش صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. بااینهمه روند توسعه در عرصه صنعت برق،در سالهای پسازانقلاب بسیارچشمگیر است. کافی است توجهکنیم که قدرت نصب شده نیروگاهها در پایان سال 1357 تنها 7024 مگاوات بود. {408} طی این سالها همه شاخصها منجمله میزان قدرت سرانه، تولید سرانه انرژی برق، و ضریب بار بهبود یافته و به ترتیب از 236 وات نفر، 545 کیلووات ساعت، و 9/56% به 512، 1906، 95/63% رسیدهاست. {114} نمودارهای 2-5 و 3-5 معرف این واقعیت هستند.پیشبینیها نشان میدهد که این روند توسعه، با سرعت بیشتری به پیش خواهد رفت. در بهار و تابستان سال 1380 تولید ناویژه برق به ترتیب 29739 و 36820 هزارمگاوات ساعت بود{629} که نسبت به سال 79 بهترتیب4% و9/7% رشد نشان میدهند. کل انرژی تولیدشده در سال 80، نزدیک به 127 تراوات ساعت بود. {643} انتظار میرود ظرفیت تولید تا پایان برنامه سوم به 39179 مگاوات و تا پایان سال 1388 به 42724 مگاوات{107} و تا سال 1400 به 96هزارمگاوات برسد.{33} هریک از این ارقام به ترتیب 4/10، 5/5، و 3/6 درصد رشد سالانه را پیشبینی میکنند. مقایسه آماری شاخصهای عمده صنعت برق با کشورهای جهان نیز غرورآفرین است. البته ظرفیت سرانه ایران تقریباً از همه کشورهای عضو آژانس بینالمللی انرژی (بجز چند کشور نظیر مکزیک و ترکیه) کمتر است. (جدول4-5)
گذشته از جدول یاد شده و کشورهای آژانس بینالمللی انرژی، کشورهای تایوان، روسیه، قزاقستان، اوکراین، عربستان، رومانی، ونزوئلا، آفریقای جنوبی، مالزی، و آرژانتین رتبه بهتری بر پایه ظرفیت سرانه دارند.{107} میتوان گفت کشورهای بحرین، قبرس، فلسطین، کویت، عمان، قطر، امارات متحده عربی، لیبی، شیلی، پاراگوئه، پورتوریکو، ارمنستان، آذربایجان، بلاروس، استونی، گرجستان، قرقیزستان، لیتوانی، تاجیکستان، ترکمنستان، و ازبکستان هم ظرفیت سرانه بالاتری دارند. اما تقریباً همه کشورهای دیگر جهان، بهویژه کشورهای واقع در شرق ایران، ظرفیت سرانهای کمتر از ایران دارند و طبیعی است که به دنبال واردات برق باشند. کشورهای ترکیه، عراق، سوریه، لبنان، اردن، افغانستان، پاکستان، بنگلادش، برمه، چین، هند، اندونزی، سنگاپور، تایلند، ویتنام، و کرهشمالی کشورهایی هستند که ظرفیت سرانهای پایینتر از ایران دارند، اکثراً بهمنابع انرژی دسترسی ندارند، و ایران میتواند از طریق خشکی با آنان ارتباط برقرار کند. 1-5- انواع نیروگاههابیشترین نیروگاههای جهان آبی یا حرارتی هستند. انرژیهای نو و تجدیدپذیر، حتی نیروگاههای آبی کوچک، بحث جداگانهای را میطلبند. مقصود از برق آبی دراین تقسیمبندی کلی، نیروگاههای بزرگ آبی است. نیروگاههای حرارتی نیز همه سوختهای احتراق پذیر، فسیلی و هستهای را شامل میشوند. درواقع چیزی که مبنای طبقهبندی نیروگاهها قرار میگیرد، نوع سوخت آنها نیست، بلکه طراحی سیستم تولید برق نیروگاه مطرح است. یک نیروگاه بخار ممکن است با گاز، زغال سنگ یا سوختهای دیگر، و حتی با سوخت هستهای کارکند. اما نحوه عملکرد آن با نیروگاه گازی متفاوت است و در نتیجه کاربرد آن نیز متفاوت خواهدبود. ترمودینامیکطراحی، کارکرد و کارایی نیروگاههای مولد برق بهطور گستردهای برعلم ترمودینامیک متکیاست. قانون اول ترمودینامیک قانون بقای انرژی است که میگوید انرژی نه به وجود میآید و نه نابود میشود. انرژی سیستمی که تغییر حالت میدهد (یا در طی فرایندی تحول پیدا میکند) ممکن است در نتیجه تبادل با محیط، کم یا زیاد شود، و یا در درون سیستم از شکلی به شکل دیگر درآید.{112} بهعبارت سادهتر، ما میتوانیم سوخت را به گرما، و گرما را به کار تبدیل کنیم و از حرکت حاصله با استفاده از خواص سیمپیچ و مغناطیس، برق بهدست آوریم. البته این کار نه از طریق یک روند، بلکه به کمک یک چرخه صورت میگیرد زیرا لازم است سیستم نه یک بار، بلکه به صورتی پیوسته عمل کند. چرخه متشکل از تعدادی فرایند است که از حالت معینی شروع و به همان حالت ختم میشود. بهاینترتیب چرخه میتواند تا هنگامی که نیاز باشد بهطور نامحدود تکرارشود. ما بیش از همه با دونوع انرژی، بهصورت گرما و کار، روبرو هستیم. قانون دوم ترمودینامیک، همارزی تبدیل این دو را نفی نمیکند، ولی برای آن حدی قائل است. کار، انرژی با ارزشتری است. کار را میتوان بهطور کامل و پیوسته به گرما تبدیل کرد، ولی عکس آن درست نیست. گرما را نمیتوان بهطور کامل و پیوسته به کار تبدیل کرد. بهعبارت دیگر گرما بهطور پیوسته یعنی بهطور چرخهای، کاملاً قابل تبدیل به کار نیست. (هرچندکه در یک فرایند میتواند چنین باشد.) بخشی از گرما را که نمیتوان به اینترتیب به کار تبدیل کرد، انرژی دسترسناپذیر مینامند که بایستی پس از انجام کار، بهعنوان گرمای با کیفیت نازل دفع شود. انتخاب بین هزینه سرمایهگذاری و هزینه سوختاین همان بخش بزرگی از انرژی است که در مرحله تولید الکتریسیته، در نیروگاهها از دسترس خارج میشود و در ترازنامه انرژی تحت عنوان تلفات تبدیل ذکر شدهاست. پیچیدهتر کردن چرخه تولید الکتریسیته و استفاده از فوق گرما دادن، باز گرمایش، بازیابی، پیشگرمکن و نظایر آن، روشهایی است که با محاسبات اقتصادی در مورد این یا آن نیروگاه تحت این یا آن شرایط به کار گرفته میشود. مثلاً در چرخه رانکین، “اختلاف دمای بسیار کوچک در نقطه تنگش منجر به اختلاف دمای کلی کم و در نتیجه بازگشت ناپذیری کمتر، ولی مولد بخار بزرگتر و گرانتر میشود. اختلاف دمای بسیار بزرگ در نقطه تنگش منجر به مولد بخار کوچک و ارزان، ولی اختلاف دمای کلی و بازگشتناپذیری بیشتر میشود که در این صورت بازده نیروگاه کاهش مییابد. اقتصادی ترین اختلاف دما در نقطه تنگش با بهینه سازی به دست میآید که در طی آن هم هزینههای ثابت (براساس هزینههای سرمایهگذاری) و هم هزینههای جاری (بر اساس بازده و در نتیجه هزینه سوخت) در محاسبه واردمیشوند.” {112} در مورد توربینهای گازی نیز با افزایش دمای ورودی، فشار و در نتیجه بازده بالا میرود. البته هزینه سرمایهگذاری نیز بالا میرود اما کاهش مصرف سوخت، به سرعت این اختلاف هزینه سرمایهگذاری را باز میگرداند. نیروگاه دیزلیرودلف دیزل (1913- 1858) در پاریس از والدین آلمانی به دنیا آمد. او در سال 1893 و در آلمان موتور اختراعی را بهنام خودش به ثبت رساند. چرخه ایدهآل او سیستم بستهای به شکل زیر است:این چرخه تشکیل میشود از فرایند تراکم ایدهآل بیدررو (بدون تبادل گرما)1-2؛ فرایند فشار ثابت گرماگیر 2-3؛ فرایند انبساط ایدهآل بیدررو 3-4؛ فرایند حجم ثابت گرماده 4-1 که سرانجام چرخه را به حالت یک باز میگرداند. در نیروگاه دیزل با استفاده از سوخت گاز یا مایع در سیلندرها، انرژی مکانیکی بهدست میآید که توسط ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل میگردد. نیروگاه دیزل برخلاف دیگر نیروگاههای حرارتی و آبی، فاقد توربین میباشد. این سادهترین نوع نیروگاه است که به راحتی نصب و راهاندازی میشود. اگر وقت صرف شده جهت نصب و راهاندازی یک واحد نیروگاه دیزلی را یک فرض کنیم، نیروگاه گازی 10، نیروگاه بخاری 20، و نیروگاه آبی 90 واحد زمان لازم خواهدداشت.{507} در ایران نیز نخستین نیروگاه، یک واحد 400 کیلوواتی دیزل بود که در زمان مشروطه توسط حاج امینالضرب در سال 1285 شمسی در خیابان چراغ برق تهران (امیرکبیر) راهاندازی شد. {505} جای تأسف است که پس از آن 53 سال طول کشید تا نیروگاه حرارتی طرشت راهاندازی شود. امروزه حتی اگر نیروگاههای دیزلی را بخواهیم به طور کامل کناربگذاریم، بازهم استفاده از دیزل ژنراتور در نیروگاهها ضروری است. زمانی که شبکه سراسری Black Outمیشود، برق اولیه به وسیله یک دیزل ژنراتور تأمین میگردد که به نوبه خود توربین گازی را با برق 380 ولت ACبه عنوان Prime Mover راه میاندازد. توربین گازی به نوبه خود بار لازم برای راهاندازی توربین های بخار را تأمین میکند.{116} نیروگاه بخارویلیام جان ام رانکین(1872-1820) استاد مهندسی ساختمان در دانشگاه گلاسکو بود. وی یکی از پیشکسوتان علم ترمودینامیک و نخستین شخصی بود که به تدوین و نگارش این علم همت گماشت.{112} چرخهای که او طراحی کرد، بنام چرخه رانکین معروف است که یک چرخه مایع و بخار بهشمار میآید. نیروگاههای بخار معمولاً نیروگاههای بزرگی هستند که به سرمایه و زمان زیادی برای نصب نیاز دارند. این نیروگاهها به دلیل داشتن ضریب ظرفیت بالا، برای تأمین بار پایه بسیار مناسب میباشند. محاسبات نشان میدهد برای یک نیروگاه بخار 1000 مگاواتی، سالانه 19 میلیون مترمکعب آب لازم است.{505} لذا این نیروگاهها باید نزدیک منابع آب تأسیس شوند. نیروگاه گازینیروگاه گازی طبق چرخه برایتون و با استفاده از گاز حاصل از احتراق، توربین را به گردش درمیآورد. مهمترین مزایای نیروگاه گازی در مقایسه با نیروگاه بخار به شرح زیر است: 1- نیروگاه توربین گازی، در مقایسه با نیروگاه بخار کوچکتر است، وزن کمتری دارد و هزینه اولیه آن برای تولید هرواحد توان از هزینه مربوط به نیروگاه بخار کمتر است.{112} 2- مدت زمان لازم برای تحویل توربین گازی نسبتاً کوتاه است و میتوان آن را سریعاً نصب کرد و مورد استفاده قرارداد. 3- راهاندازی و توقف توربینهای گازی ساده است و در عرض ده دقیقه این اعمال انجام میگیرد.{116} 4- آلودگی کمتری نسبت به توربینهای دیگر دارد و به همین جهت در همه جا میتوان آن را نصب کرد. 5- اکثر توربینهای گازی با هوا خنک میشوند و در نتیجه نیاز به آب و تصفیه خانه ندارند. اما این نیروگاه معایب مهمی هم به شرح زیر دارد: 1- بازده چرخه برایتون، اصولاً به اندازه بازده چرخه رانکین(نیروگاه بخار) نیست. 2- قطعات یدکی آن گران است. توأم بودن هزینه سرمایهگذاری پایین و بازده پایین در توربین گازی موجب میشود که از آن عمدتاً بهعنوان نیروگاه تأمین بار پیک استفاده شود و طبعاً از چنین نیروگاهی انتظار نمیرود بیش از 1000 تا 2000 ساعت در سال در مدار باشد. بدیهی است که برای چنین مواردی، استفاده از نیروگاههای بزرگ بخار، غیراقتصادی خواهدبود. نیروگاه سیکل ترکیبی نیروگاه چرخهترکیبی به نیروگاهی گفته میشود که درآن هم در توربین گازی و هم در توربینبخار، قدرت تولید میشود. بهاینترتیب از انرژی بسیار زیاد گازهای خروجی توربین، برای تولید بخار جهت یک نیروگاه بخار استفاده میشود. این روش کاملاً عملی است زیرا توربین گاز، یک ماشین با دمای نسبتاً بالا و توربین بخار، یک ماشین با دمای نسبتاً پایین است. این کارکرد توأم توربین گازی در«طرف گرم» و توربین بخار در«طرف سرد» را نیروگاه چرخه ترکیبی مینامند.{112} چرخه ترکیبی علاوه بر داشتن بازده و توان بالا، از مزایای دیگری نیز مانند انعطافپذیری، راهاندازی سریع، مناسب بودن برای تأمین بار پایه و عملکرد دورهای و بازده بالا در محدوده گستردهای از تغییرات بار برخوردار است. نیروگاه اتمیدر 1950 حدود دوسوم الکتریسیته جهان از منابع حرارتی و حدود یک سوم آن از منابع هیدروالکتریک بهدست میآمد. در 1990 منابع حرارتی همچنان حدود دوسوم نیرو را تأمین میکردند، اما منابع هیدروالکتریک به تقریباً 20% کاهش یافتند و نیروی هستهای تقریباً 15% کل الکتریسیته جهان را تشکیل میداد.{269} طبق اطلاعات ارائه شده در شهریور80 تعداد 438 نیروگاه اتمی درجهان وجود داشتهاست که 16% برق جهان را تولید میکردهاست. {64} این اعداد و ارقام، روند رو بهرشد بهرهگیری از نیروگاه اتمی را نشان میدهد. این روند بهویژه در کشورهای پیشرفته بسیار چشمگیر است. در سال 2001 نزدیک به یک چهارم کل الکتریسیته کشورهای سازمان همکاری اقتصادی و توسعه در نیروگاههای اتمی تولید شدهاست.{325} در این سال 29 درصد تولید برق اسپانیا به نیروگاههای اتمی اختصاص داشته است. این رقم برای کشورهای فنلاند، آلمان، ژاپن، سوئیس، مجارستان، کرهجنوبی، سوئد، اسلواک، بلژیک و فرانسه به ترتیب 31، 31، 32، 36، 39، 39، 44، 53، 58، و بالاخره 78 درصد بودهاست. این درحالی است که درمورد نیروگاه اتمی ایران، خبر به راه افتادن قریبالوقوع آن هر چند سال یکبار تکرار میشود. {617} اما در عمل موانع جدی و جدید بر سر راه آن ایجاد میگردد. سازمان انرژی اتمی ایران در سال 1355 قرارداد مربوط به واحد 1300 مگاواتی نیروگاه با سوخت اتمی را با یک شرکت آلمانی منعقد نمود. اما کار پس از انقلاب متوقف شد. در سال 1374 جهت تکمیل واحد یک با ظرفیت 1000 مگاوات، قرارداد دیگری با کشور روسیه منعقد شد که به نظر میرسید در بهار سال 1381 به بهرهبرداری برسد. اما در بهار 81 گفته میشود پیشرفت عملیات واحد یک، حدوداً به 52 درصد رسیده و پیشبینی میشود در سال 1383 به بهرهبرداری برسد.{202} نیروگاه آبییکی از زیباترین و پاکیزهترین سیستمهای تولید برق، تبدیل انرژی نور خورشید به انرژی پتانسیل آب است. در نیروگاههای آبی، این انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی تبدیل میشود و توربینها را به حرکت در میآورد. بلندا، میزان آب (دبی)، تداوم جریان آب، در دسترس بودن و نیز مناسب بودن زمینی که باید زیر آب برود، عواملی هستند که در مورد نیروگاههای آبی از اهمیت بسیار برخوردارند.{113} حتی وجود یک رودخانه مرتفع دائمی پرآب، سرمایه عظیمی به حساب میآید زیرا میتوان در مسیر آن سدهای متعددی احداث کرد و برق بسیاری تولید نمود. گرچه سرمایه موردنیاز برای ظرفیت هر وات برق آبی، بین یک تا 5/3 دلار تخمین زده شده است.{626} اما هزینههای جاری برقآبی بسیارناچیز است. مزیت دیگر این نیروگاهها آناست که میتوانند خیلی سریع شروع بهکار کنند و یا به سهولت از مدار خارج شوند. بنابراین برای تولید در ساعات پیک بسیار مناسب هستند. یکی از مسایل این نیروگاهها، زمان بر بودن آنهاست که به دوره احداث مربوط میشود. در فعالیتهای جاری نیز باید به این مسئله مهم توجه کرد که تولید برق آبی وابسته به نزولات جوی است.{505} در ایران در سال 72 میزان تولید برق آبی 9/12% کل الکتریسیته تولید شده در کشور بودهاست. اما در سال 79 این رقم به 3% تنزل پیدا کرد که کمترین میزان در همه سالهای مندرج در جدول 12-1 ترازنامه انرژی میباشد. یعنی این کم آبی و تأثیر آن بر برق آبی، لااقل در 34 سال اخیر بینظیر بودهاست. 2-5- انواع منابع انرژی نیروگاهها نفتنفت، گاز طبیعی، زغال سنگ و اورانیوم به عنوان منابع اولیه انرژی برای رشد صنعتی و اقتصادی اهمیت حیاتی دارند. دهههای اخیر شاهد تغییرات بنیادی در اقتصاد انرژی جهان بوده است. یکی از این تغییرات، انتقال کنترل تولید نفت از شرکتهای بینالمللی نفت به کشورهای نفتخیز بوده است. در نتیجه افزایش سهم کشورهای یادشده یا به دلیل ملّی شدن منابع نفت، مقدار نفت خام که توسط شرکتهای چند ملیتی فروخته میشد در فاصله سالهای 1974 و 1980 از 90% به 40% رسید. میتوان گفت رفتار طرف عرضه، تحت فشارها و تأثیرات جدیدی قرار داشت که نه از جانب شرکتها بلکه از سوی دولتها اعمال میشد. در کنار این تهدید سیاسی، تئوریهای «محدودیت رشد» نیز سرعت تخلیه منابع کرهزمین را پیشبینی میکند. از آنجا که منابع سوخت، استراتژیک هستند، تهدید کمبود نفت بسیار جدی است. به محض آنکه توازن عرضه و تقاضا بهم میخورد، قیمت نفت به صورت یک متغیر بزرگ اقتصاد کلان رخ مینماید. {305} زغال سنگزمانی بیش از یک چهارم برق جهان از نفت تأمین میشد. اما تحت تأثیر عوامل یادشده و به ویژه شوک قیمتهای نفت، سهم آن بسیار کاهش مییابد و به حدود 9% [21]خواهد رسید. در عوض زغال سنگ که قیمت معادل یک بشکه نفت خام آن سه برابر گرانتر است، {505} پا به پای رشد تولید برق جهان رشد میکند و تقریباً درصد ثابتی (حدود 39%) را به خود اختصاص میدهد. علت این امر ذخایر بسیار غنی زغال سنگ و نیز پراکندگی آن در سطح جهان است. در حالیکه قسمت اعظم نفت جهان در کشورهای اوپک و در خاورمیانه متمرکز میباشد. مزیت دیگر زغال سنگ آن است که گرچه حمل نفت بسیار راحتتر است، اما پراکندگی زغال سنگ در سراسر جهان، این امکان را به وجود میآورد که نیروگاه در مجاورت منابع سوخت احداث گردد. در ایران ذخایر کشف شده زغال سنگ تا پایان سال 1378 حدود 6/3 میلیارد تن بوده است که سهم ذخایر زغال سنگ کشف شده را نسبت به مجموع ذخایر زغال سنگ و نفت و گاز کشور به 5/7% میرساند. طرح ایجاد نیروگاه با سوخت زغال سنگ که در منطقه طبس و با ظرفیت 1500 مگاوات مطرح شده است، به منظور تنوع بخشی به سبد انرژی کشور صورت گرفته است. این هدف نیز مطرح است که باطلههای زغال شویی حاصل از شست و شوی زغال برای تهیه کک ذوب آهن اصفهان که خود یک معضل زیست محیطی است، در ترکیب با زغال سنگ با ارزش حرارتی بالاتر، مورد استفاده قرار گیرد. {57} اتم کاهش نقش نفت را اتم بیش از هر سوخت دیگری پر میکند، به طوریکه برآورد میشود حدود 16% ازکل تأمین برق جهان را به خود اختصاص دهد. نیروگاه اتمی سوخت کمی میخواهد، اما به هزینههای سرمایهگذاری عظیمی نیاز دارد. همچنین منابع مطمئن جریان آب سرد نظیر دریا یا رودخانه نیز باید در دسترس باشد. مشکل سوخت اتمی کمتر از سوخت نفت نیست. این درست است که اتم گرمای زمین یا باران اسیدی ایجاد نمیکند، اما تفالههای خطرناکی دارد که هزاران سال باقی میماند. گازیکی دیگر از منابع تولید برق، گاز است که گرچه عمر ذخایر آن بسیار کم است، اما بهکارگیری آن رشد چشمگیری دارد. سهم گاز در انرژی جهان هر سال بیشتر میشود و پس از زغال سنگ، مهمترین منبع اولیه تولید برق محسوب میشود، (19%) که در عین حال قیمتی مناسب دارد، به راحتی حمل میشود، آلودگی بسیار کمی دارد، قابل تبدیل به صورت مایع (LNG) میباشد، و اعتصاب بردار هم نیست! در ایران استفاده از گاز رشدی بسیار سریع دارد و طبق آمار مندرج در ترازنامه انرژی، از سال 1366 تا کنون اولاً تنها سوختی است که میزان استفاده از آن در نیروگاهها از رشد برخوردار بوده است، ثانیاً این رشد هر سال شتاب بیشتری میگیرد. در نتیجه: 1- با گازسوز شدن نیروگاه، نفت کوره (مازوت) را میتوان صادر کرد. نفت کوره حدود ده برابر گرانتر از گاز طبیعی است و صادرات آن هم راحتتر است. {505} 2- با گازسوزشدن نیروگاه، نفت گاز (گازوئیل) کمتر وارد میشود. در سال79 از طریق جایگزین شدن سوخت گاز به جای مازوت و گازوئیل، امکان صادرات سالانه بیش از400 میلیون دلار سوخت برای کشور فراهم شد. {61} 3- هزینههای تعمیر و نگهداری کاهش مییابد. مثلاً با گازسوز کردن نیروگاه تبریز، از خوردگی در لولههای سوپرهیت و رهیتر که توسط سوخت مازوت ایجاد میشود، جلوگیری خواهد شد. {62} با این حال در سال 79 هنوز حدود 2/27% از سوخت مصرفی نیروگاههای کشور را نفتکوره و نفتگاز تشکیل میدادهاند. (نمودار2-2-5) البته این موضوع تا حدودی الزامی است زیرا نفت کوره در مرحله راهاندازی نیروگاهها به کار میرود و نفت گاز نیز در نیروگاههای گازی و چرخه ترکیبی در فصل زمستان به دلیل کمبود گاز طبیعی ناشی از افزایش مصارف خانگی، به عنوان پشتیبان استفاده میشود. آبمنبع انرژی دیگری که تقریباً معادل گاز (19%) از تولید برق جهان را تأمین خواهد کرد، آب است. یک نیروگاه آبی بزرگ فضای زیادی اشغال میکند و به سرمایه و زمان زیادی برای احداث نیاز دارد. در همه جا نیز ساخت آن امکانپذیر نیست. اما نیروگاه آبی مزایای زیادی هم دارد. ماهاتیر محمد نخست وزیر مالزی، در پاسخ به این ادعاها که نیروگاه برق آبی گرانتر از نیروگاههای گازی است، اظهار داشت: «این یک واقعیت است. ولی گاز یک منبع تولید برق پایانناپذیر نیست. ما معتقدیم پروژه بکون برای مدت زمانی که باران میبارد، دائمی است.» {25} همچنین باید گفت برق آبی، هزینه متغیر سوخت ندارد. در ایران در سال 1379 به دلیل بارندگی کم، سهم برق آبی بسیار کاهش پیدا کرد. در آن سال 3% برق کشور توسط نیروگاههای آبی و بقیه با استفاده از نیروگاههای حرارتی تأمین گردید. متأسفانه پروژههای بزرگ هیدروالکتریک این مشکل را دارند که درصورت کم آبی، تولید برق نیز شدیداً کاهش خواهد یافت. سایر منابعگذشته از منابع یاد شده بشر به دنبال استفاده هرچه بیشتر از انواع انرژیهای تجدیدپذیر است که درباره آن در مبحثی جداگانه صحبت خواهد شد. اما در حد فاصل این دو نوع منابع انرژی میتوان به این نکته اشاره کرد که از هر چیز سوختنی میتوان برق تولید کرد. بنابراین انواع سوختهای جامد از چوب - که بازده ناچیزی دارد و به محیط زیست لطمه شدید میزند - تا لاستیک خودرو، میتواند به عنوان سوخت نیروگاه مطرح باشد. برای نمونه سال 79 در تایلند یک نیروگاه سوزاندن پوست برنج به مرحله بهرهبرداری رسید. {58} و در سال جاری نیز نیروگاه زبالهسوز تهران مراحل کار خود را آغاز خواهد کرد. 3-5-انواع آلودگی نیروگاههاشاید زمانی که به آلودگی نیروگاهها فکر میکنیم، قبل از هرچیز فاجعه چرنوبیل را بهخاطر میآوریم، و یا دودکشهای بلند درنظرمان مجسم میشود. تاثیرات زیست محیطی منفی نیروگاهها به فاجعه اتمی یا آلودگی هوا محدود نمیشود. تولید مقادیر عظیم انرژی الزاماً با افتهایی در منابع آن، تخلیه خاکستر و دیگر آلایندهها در هوا، ایجاد اختلال در رواناب رودخانه ها و بسیاری از عوارض و پدیدههای دیگر همراه است که همگی در تغییر زیستکره موثر میباشند. {504} برق را میتوان به روشهای متعدد تولید کرد که هریک از آنها ویژگیهای فنی ، اقتصادی و محیطی منحصر به فردی دارد. هر روش تولید، مجموعه تأثیرات محیطی خاص خود را دارد که قبل از هر چیز با خصوصیات ذاتی فنآوری مورد استفاده تعیین میشوند. حتی نیروگاههایی که از فنآوریهای اصلی یکسانی استفاده میکنند، بسته به شرایط بومی متفاوت، تأثیرات محیطی کاملاً متفاوتی دارند. {200} این تأثیرات را میتوانیم بهصورت زیر طبقهبندی کنیم: آلایندههای گازینشر آلایندههای گازی از دودکش نیروگاههای حرارتی با سوخت فسیلی، یکی از عوامل مهم انتشار آلودگی در این نیروگاهها است. ترکیبات حاصل از احتراق سوختهای فسیلی عبارتند از: اکسیدهای کربن، خاکستر فرار، ذرات نسوخته یا نیمسوز سوخت، اکسیدهای گوگرد، اکسیدهای ازت و گازهای ناشی از سوخت ناقص مثل هیدروکربورها، که تمام این ترکیبات، سمی، خطرناک و گاه سرطانزا هستند. در ایران در سال 79 با مصرف حدود 5/6 میلیارد لیتر مازوت، 3/1 میلیارد لیتر گازوئیل، و 23 میلیارد متر مکعب گاز طبیعی برای تولید برق، طی یکسال حدود 300 هزار تن گاز 2SO و حدود 72 میلیون تن گاز 2CO و 110 هزارتن اکسیدهای ازت وارد هوا شده است. منواکسیدکربن یکی از آلایندههای موجود در گاز خروجی از نیروگاهها است. انتشار ذرات معلق نیز از دیگر عوامل آلوده کننده هوا است که بیشتر منابع انتشار آن ناشی از احتراق سوخت های فسیلی است. باتوجه به جدول 1-3-5 میبینیم که درمیان منابع و صنایع مختلف، نیروگاهها پس از بخش حمل و نقل، بیشترین سهم را در آلودهکردن محیط زندگی انسان دارند. در جدول 2-3-5 نیزشاخص هرینههای اجتماعی تولید برق را از آلایندههای مختلف مشاهده میکنیم . این جدول نشان میدهد که هزینه اجتماعی هر کیلوواتساعت برق تولیدی در کشور بهطور متوسط 188 ریال است. این هزینه درواقع به نوعی بیان کننده خسارات وارده بر محیط در اثر تولید برق میباشد که جامعه بایستی برای برگشت به حالت اول، آن را پرداخت نماید. در مقایسه آمار سالهای مختلف میتوانگفت که نیروگاههای بخاربیشترین سهم را در انتشار آلایندهها دارند. اما در اینجا گذشته از نوع نیروگاه، نوع سوخت هم اهمیت پیدا میکند. گاز طبیعی سوختی است که بیشتر از سایر سوختها در نیروگاههای توربین بخار بهکار میرود. گرچه گاز طبیعی یک سوخت فسیلی منتشر کننده 2CO است، اما انتشار کربن آن بسیار کمتر از زغال سنگ یا نفت جایگزین میباشد. آلایندگی 2SO گاز طبیعی ناچیز است. آلایندگی NOx آن گرچه درخور توجه است، اما راههای کاهش آن سادهتر از مورد زغالسنگ میباشد. زغال سنگ بیشتر از سایر روشهای تولید الکتریسیته، کربن منتشر میکند. همچنین هنگام استخراج از معدن و نیز موقع حمل به فواصل دور، گازهای گلخانهای بطور غیر مستقیم منتشر میشوند. علاوه برآن احتراق زغال سنگ، با انتشار اسیدهای 2SO و NOxو ذرات تجزیهپذیر تواماست. بسیاری از جوامع این موضوع را پذیرفتهاند که گاز طبیعی کم زیانتر از سایر روشهای تولید الکتریسیتهاست و استفاده از آنبرای تولید برق، مرحلهمناسبی درانتقال کامل به انرژی پایدار آینده محسوب میشود . آلودگی تشعشعی تاثیرات زیست محیطی نیروی هستهای، با ریسک وعدماطمینان مشخص میشود. قبل از هر چیز باید از ریسک فاجعه اتمی نام برد.{200} در نیروگاههای برق هستهای و تأسیسات وابسته به آن که از فنآوریهای پیچیده برخوردارند، آنچه که به صورت حادثهای «بسیار ناچیز» شروع میشود، میتواند به سرعت از کنترل خارج شود و فاجعه بزرگی به بار آورد. در نیروگاه «چرنوبیل» از زمانی که رایانه برای توقف راکتوراعلام خطر کرد تاتخریب کامل راکتور، بیشتر از 90 ثانیه طول نکشید .{56} زبالههای حاصل از فعالیت یک نیروگاه هستهای با سوخت اورانیوم به قدری آلودهاست که برای بشر خطرهای جدی بهوجود میآورد. بیشتر زبالههای هستهای، قرنها بهطور خطرناک برجای میمانند و ممکن است زندگی نسلهای آتی را بهخطر بیاندازند. اگر تمام مواد زاید نیروگاههای اتمی سال 2000 در یک زمین فوتبال جمع شوند، بلندی آن به ارتفاع 8/1 متر خواهد رسید. محصول فرعی دیگر راکتورهای هستهای، پلوتونیوماست که میتوان از آن به عنوان سوخت هستهای استفادهکرد. ولی پلوتونیوم به دلیل عمر طولانی، برای بشر خطرناک است و باید به دقت به کار رود. برای نمونه اگر یک ذره کوچک از پلوتونیوم وارد ریه شود، سبب بروز سرطان میشود. آنچه اهمیت بیشتری دارد این است که پلوتونیوم جزء اصلی ساخت بمب اتم است و تنها ده کیلو از آن برای ساختن یک بمب با نیروی تخریبی 100 تنTNT کافی است.{19} آخرین پیش بینی آژانس بینالمللی انرژی که یکی از وظایف آن ارتقاء و توسعه انرژی اتمی است، نشان میدهد که سهم نیروی برق هستهای نسبت به کل برق تولیدی در مقایسه با میزان فعلی، 16% کاهش خواهد یافت و تا سال 2020 میلادی این مقدار در حدود 10 تا 14 درصد خواهد بود. ملاحظات ایمنی و هزینههای مرتبط با فنآوری مورد استفاده برای کاهش ریسک حوادث، نقش بسزایی در کاهش میزان استفاده از برق هستهای داشتهاند.{56} آلودگی حرارتیبراساس آمار سال 1980 حدود20% کل آبهای جاری بهمصرف خنککردن نیروگاهها رسیدهاست و درحال حاضر نیاز آبی نیروگاهها 50% کل نیاز انسانی و 75% کل نیاز صنعتی را تشکیل میدهد. آلودگی حرارتی هر نوع انتقال حرارت نامطلوب به محیط زیست است که میتواند آلودگی حرارتی آبی (پساب حاصل از زیر آب بویلرها، پساب خروجی از سیستمهای خنککن) و یا آلودگی حرارتی گازی (بخار یا هوای داغ خروجی از سیستمهای خنک کن، و گاز خروجی از اگزوزها) باشد. تخلیه پساب حرارتی باعث تغییراتی در اکوسیستم آب های پذیرنده میشود و به دنبال آن تغییراتی در زندگی آبزیان مجاور خود بهوجود میآورد. پساب های صنعتیمیزان آب مصرفی برای یک نیروگاه بخاری در هر مگاوات ساعت معادل 2 تا 3 مترمکعب تخمین زده شده است و با این فرض که 70 درصد مقدار الکتریسیته تولیدی در جهان را نیروگاههای بخاری تولید میکنند، مقدار متوسط مصرف سالیانه آب خام به 1014 × 5/6 مترمکعب خواهد رسید که قسمت اعظم آن به فاضلاب های نیروگاهی تبدیل شده و در آلودهسازی منابع آبی مختلف جهان سهم بسزایی را به خود اختصاص خواهد داد. نیروگاههای بخار، ازجمله صنایع تولید کننده پساب هستند که با ایجاد آلودگی در آبهای سطحی و عمقی منطقه، سهم بسیاری در آلودگی آب ها دارند. نیروگاههای گازی چنین پسابی تولید نمیکنند. عمده منابع تولید پسابهای صنعتی در نیروگاههای بخار، مربوط به واحدهای تصفیه آب خام، زیر آب برجهای خنک کننده تر، و شستوشوی شیمیایی تجهیزات بهکار رفته در بویلر و متعلقات آن است. این پساب ها از نظر کیفی بیشتر به پنج گروه پسابهای نمکی، پساب های سمی، پساب های بهداشتی، پساب های آلوده به سوخت و روغن، و پسابهای داغ تقسیم میشوند. آلودگی میدانهای الکتریکی و مغناطیسیآلودگی برق فقط به نیروگاهها محدود نمیشود. خطوط انتقال و پستهای فشارقوی از مکانهایی است که علاوه بر نیروگاه، به علت وجود جریانها و ولتاژهای بالا، دارای میدانهای الکتریکی و مغناطیسی بالایی هستند. محوطه ژنراتور، ترانسهای اصلی در نیروگاهها، زیرباس بازها، بریکرها و دیگر تجهیزات فشار قوی پست، از جمله مناطق مهم ایجاد میدانها هستند. درمورد زندگی در کنار خطوط فشار قوی باید گفت اثرات وتغییرات ناشی از انتقال برق بر روی محیط زیست و سلامت انسانها آنچنان کند است که تقریباً نادیده گرفته میشود. خطوط انتقال همچنین ممکن است پوششهای گیاهی را در مسیر خود از بین ببرند. آلودگی صوتیبراساس اندازهگیریهای انجام گرفته برروی اکثر نیروگاههای کشور، قسمت های توربین، ژنراتور، مشعلها، دیاریتورها، پمپ های تغذیه و دمندههای هوایی بویلر از منابع مهم تولید صدا بوده و از سروصدای زیادی برخوردارند، بهطوری که در بعضی نیروگاهها شدت تراز صوت از مرز 115 دسیبل نیز میگذرد واین درحالی است که استاندارد شدت تراز صوت 85 دسیبل است.{19} تأثیر مثبت یا منفی منابع آبی بزرگگفته میشود برق آبی برای محیط زیست مشکل بهوجود نمیآورد و موجب افزایش گرمای خاک یا باران اسیدی نمیشود. علاوه بر آن بهعلت زیاد شدن سطح تبخیر آب و بالارفتن رطوبت منطقه، شرایط اقلیمی منطقه در مقیاس کوچکی بهبود یافته و سطح پوشش گیاهی و غلظت اکسیژن افزایش مییابد.{25} اما باید گفت شاید بیش از هر روش دیگر تولید الکتریسیته، تأثیرات زیست محیطی نیروگاههای آبی بزرگ به دست خود انسانها است. توانایی تهیه مقادیر فراوان برق در کشورهای پیشرفته بدون تقریباً هیچ نوع آلودگی گازهای گلخانهای را میتوان با ترک خوردن و شکسته شدن سد در جوامع دیگر و تخریب اکوسیستم مقایسه کرد. تأثیرات زیست محیطی نیروگاههای آبی بزرگ، تقریباً بهطور کامل نتیجه فعالیتهای مرحله ساخت است.{200} بهعبارت دیگر اگر فساد، کمکاری، سهلانگاری و نظایر آن در مرحله ساخت نیروگاه آبی وجود نداشته باشد، در آینده نیز فقط تأثیرات مثبت زیست محیطی را برای این نیروگاهها خواهیم دید. در آن صورت شاید تنها اثر منفی این نیروگاهها، وسعت زمینی باشد که مورد استفاده قرار میگیرد، زیرا ممکن است عدهای را مجبور به مهاجرت کند و یا منطقهای که گیاه دارد زیر آب برود. آلودگی منابع تجدیدپذیربهموازات استفاده بشر از منابع تمیزتر، حساسیت او نسبت به آلودگیها نیز افزایش مییابد. مثلاً در مورد نیروگاههای بادی، از کشتهشدن پرندگان و نیز سر و صدا بهعنوان مسایل زیست محیطی یادشده است. و یا درمورد منابع آبی کوچک، به احتمال از دست رفتن جانوران نادر به دلیل تغییردر جریان رودخانه اشاره شده است. انرژی خورشیدی نیز به بدمنظری و اشغال زمین محکوم شده است.{200} دراین صورت باید گفت اینتنها نوع اشغالگری است که به سود همگان خواهد بود و باید از آن استقبال کرد! 4-5-انرژیهای تجدیدپذیردیر یا زود منابع فناپذیر فسیلی پایان خواهد یافت و بشر در معرض تهدید بحران انرژی قرار خواهد گرفت . اما خورشید که روزگاری زمین را از آغوش گرم خود به دنیا آورده است، باز مانند مادری مهربان، پرتو نور خود را به سان رگههای گرم شیر در کام فرزند خود خواهدریخت. انرژیهای نو در چرخه طبیعت دوباره تولید میشوند و این تجدید پذیری ، الکتریسیته پایدار و مطمئن را نوید میدهد. این انرژیها در حال حاضر عمدتاً در مرحله تحقیق و توسعه قرار دارد، اما به دلایل زیر مورد حمایت کشورها قرار میگیرد: 1- منابع نفت، گاز و زغال سنگ رو به پایان است. 2- سوخت فسیلی محیط زیست را آلوده میکند. 3- عدم اطمینان در مورد سوخت هستهای نیز خطرآفرین است. مالیات انرژیحمایت از انرژیهای نو عمدتاً به کمک اهرم مالیاتی صورت میگیرد. کشورهای صنعتی بر سوختهای فسیلی مالیات میبندند تا از یکسو تولید انرژیهای نو توجیه اقتصادی پیدا کند، و از سوی دیگر سوختهای فسیلی، هزینه های زیست محیطی خود را جبران کنند. البته باید اضافه کرد که این نگرانیها به تمرکز منابع نفت و گاز در یک منطقه از جهان نیز ارتباط دارد، زیرا چنین حساسیتی نسبت به زغال سنگ مشاهده نمیشود و حتی یارانه این سوخت فسیلی هنوز در کشورهای صنعتی قطع نشده است. “در انگلستان، کاهش یارانه زغال سنگ باعث شد که مصرف زغال سنگ بین سالهای 1990 تا 1993 حدود 20% کاهش یابد.” {621} ویژگی انرژیهای نوویژگیهای اصلی انرژیهای تجدیدپذیر را میتوان چنین بیان کرد: {25} 1- منابع خیلی زیادی دارند. 2- در تمام یا مناطق وسیعی از جهان توزیع شدهاند. 3- معمولاً خیلی تمیز هستند و تأثیرات منفی کمی بر محیط زیست دارند و گاهی حتی تأثیر مثبت هم دارند. 4- معمولاً متغیر، فصلی، و وابسته به آب و هوا هستند. 5- شدت کمی دارند. 6- شکلهای بسیار متنوعی دارند که برخی از آنها به اختصار بیان خواهد شد. انرژی خورشیدیاز این انرژی به صورت سیستم های فتوولتائیک، حرارتی خورشیدی، و هیدروژن خورشیدی استفاده میشود. گفته میشود در حــال حــاضر بــرای هر وات ظرفیت آن 5 تا 10 دلار سرمایه گذاری لازم است . {626} ایران با توجه به میزان روزهای آفتابی، آب و هوا و موقعیت خاص جغرافیایی، میتواند بهرهگیری زیادی از انرژی خورشیدی بخصوص در نواحی کویری ( منجمله یزد و سمنان ) داشته باشد. ایران از نظر پتانسیل جذب انرژی خورشید، زمینه بسیار خوبی دارد. رقم متوسط روزانه بیش از 5 کیلو وات ساعت بر هر متر مربع سطح افقی برای بیشتر مناطق کشور، رقم بسیار بالایی است که تنها معدودی از کشورها رقمی بالاتر از آن دارند.{29} به این دلایل ایران قرار است طی برنامه پنجساله سوم، ظرفیت بهره برداری از انرژی خورشیدی را به یک مگاوات برساند.{64} انرژی بادیانرژی باد در شرایط کنونی درموقعیتی است که میتواند با منابع انرژی فسیلی رقابت کند. در حال حاضر قیمت هر کیلو وات ساعت برق نیروگاههای بادی به 9/3 سنت رسیده است . {621} سرمایه گذاری برای نصب هر وات نیروگاه بادی 7/1-1/1 دلار برآورد میشود. {626} ایران به دلیل موقعیت خاص جغرافیایی و قرار گرفتن در یک منطقه کم فشار نسبت به مناطق پر فشار شمال و شمال غرب، در زمستان و تابستان در مسیر بادهای زیادی قرار دارد.{29} درحال حاضر ظرفیت نیروگاههای برق بادی منجیل و رودبار بیش از 11 مگاوات است. قرار است ظرفیت نیروگاههای برق بادی کشور طی برنامه پنجساله سوم به 130 مگاوات برسد.{64} توان بالقوه این نیروگاهها 2 هزار مگاوات پیش بینی شده است.{202} نیروگاههای بادی ایران از بالاترین ضرایب بهره گیری در میان نیروگاههای بادی جهان برخوردار میباشند به طوری که برق تولید شده از یک واحد 500 کیلو واتی، 1/2میلیون کیلو وات ساعت است، درحالی که در کشورهایی نظیر آلمان و آمریکا این رقم به 6/1 میلیون کیلو وات ساعت رسیدهاست. نیروگاههای آبی کوچکاستفاده از نیروگاههای آبی کوچک در کشورما میتواند با توسعه بخشیدن به مناطق روستایی، مانع مهاجرت روستائیان به شهرها گردد زیرا این نیروگاهها به آبیاری زمینهای کشاورزی نیز کمک میکند. در سال 1378 دو نیروگاه با قدرت نامی 65 و 125 کیلو وات در استانهای خراسان و گیلان، و دو نیروگاه دیگر در یاسوج ( 5/2 مگاوات ) و فارس (25/2 مگاوات ) مورد بهره برداری قرار داشتند.{202} هزینه سرمایهگذاری برای هر وات نیروگاه آبی کوچک، 3-2/1دلار بر آورد شده است .{626} انرژی زمین گرماییاین انرژی از حرارت موجود در هسته مذاب کره زمین و حرارت حاصل از فعالیت عناص مطالب مشابه :ترازنامه انرژی ايرانترازنامه انرژی ايران طی سال های 88-1383 به طور از سال 1379 تا سال 1388 توليد سرانه انرژی نیم نگاهی به بحران زیست محیطی درهزاره سومسال تحصیلی: نیمسال دوم سال 91 انرژی ومحیط زیست : 4ـ ترازنامه انرژی سال 1382وزارت نیرو 1383. انواع نیروگاه٬ انواع سوخت٬ آلاینده هابینی میشود در سال 1383 به آمار مندرج در ترازنامه انرژی، از سال 1366 تا کنون منابع کارشناسی ارشد اقتصاد و اقتصاد کشاورزی و حسابداریترازنامه انرژی- اطلاعات برنامهریزی انرژی وزارت نیرو. ۳- آمارهای بانک جهانی در رابطه با تحریم های نفتی جمهوری اسلامی ایران با ارائه راهکارهای مقابله با آن(بهروزی فر، 1383: - ترازنامه انرژی کشور - ترازنامه انرژی کشور سال 1387 بررسی میزان پذیرش اجتماعی طرح سهمیه بندی بنزین و عوامل مؤثر بر آنقانون بودجه سال 1383 در مجلس که در آخرین آمار ترازنامه انرژی سهم دهک دهم درآمدی NAV "وساپا" چقدر است؟و بالاخره در سال 1383 بود که به منظور گاز و انرژی ، صنعت کانی های ترازنامه ررسی راهکارهای صرفه جویی مصرف انرژی درصنعت لبنیات ایران (مطالعه موردی کارخانه لبنیات مغان)ررسی راهکارهای صرفه جویی مصرف انرژی در سال 1385 که فرضیه برق، 1383 ، چاپ دوم برچسب : ترازنامه انرژی سال 1383 |