نوع گزارش : گزارش های راهبردی
نویسندگان
1 دفتر مطالعات انرژی ، صنعت و معدن مرکز پژوهش های مجلس شورای اسلامی
2 کارشناس گروه انرژی از دفتر مطالعات انرژی، صنعت و معدن، مرکز پژوهش های مجلس شورای اسلامی
3 پژوهشگر ارشد گروه انرژی دفتر مطالعات انرژی، صنعت و معدن ، مرکز پژوهش های مجلس شورای اسلامی
چکیده
از مهم ترین ابعاد امنیت انرژی، تنوع منابع تولید برق است که به صورت افزایش سهم منابع مختلف انرژی در تولید برق و ایجاد توازن بین آنها برای کاهش تمرکز و وابستگی به یک منبع انرژی تعریف می شود. منابع انرژی اولیه برای تولید انرژی برق کشور شامل گاز طبیعی، فراورده های نفتی، زغال سنگ، هسته ای، آبی و منابع تجدیدپذیر است. اما هم اکنون بیش از ۹۰ درصد از تولید برق کشور از طریق نیروگاه های حرارتی تولید می شود که عمده سوخت مصرفی آنها گاز طبیعی است. تکیه بالای تولید برق به گاز طبیعی و از سویی ناترازی در تولید و تقاضای گاز در کشور منجر به ایجاد چالش در تأمین سوخت نیروگاه ها شده است. برای بررسی دقیق تر میزان تنوع سبد تولید برق کشور، در گزارش حاضر شاخص های کمّی تنوع سبد تولید برق کشور، مورد محاسبه و تحلیل قرار گرفته که نتایج حاصل بیانگر وضعیت نامطلوب تنوع در سبد تولید برق کشور است. به طوری که ایران از نظر میزان تنوع سبد تولید برق در رتبه ۱۳۱ جهان قرار دارد. لذا پیش بینی رویکردهای توسعه نیروگاه های غیرحرارتی، به خصوص تجدیدپذیر، ضروری به نظر می رسد.
گزیده سیاستی
محاسبه شاخص تنوع سبد تولید برق برای ایران حاکی از آن است که روند کلی شاخص تنوع سبد تولید برق در چند دهه اخیر نزولی بوده و در چند سال گذشته نیز از محدوده قابلقبول به محدوده ضعیف سقوط کرده است.
کلیدواژهها
موضوعات
بیان/ شرح مسئله
مفهوم امنیت انرژی یکی از موضوعات مهم در مقوله امنیت ملی است و مورد توجه بسیاری از سیاستگذاران جهان قرار گرفته است. مهمترین ابعاد شاخص امنیت انرژی عبارتند از: استقلال از واردات انرژی، ذخیرهسازی انرژی و تنوع در سبد تولید برق. ایران بهدلیل دسترسی به منابع قابلتوجه نفت و گاز، وابستگی اندکی به واردات انرژی داشته و در مورد ذخیرهسازی انرژی نیز بهدلیل عدم امکانپذیری ذخیرهسازی قابلتوجه برق بهدلایل فنی، این موضوع در حوزه برق مطرح نیست. بنابراین تنوع در سبد تولید برق که یکی از مهمترین ابعاد امنیت انرژی است، که بیشترین تأثیر را بر میزان امنیت انرژی کشور از منظر تأمین برق دارد.
بیش از 86 درصد از برق تولیدی در کشور وابسته به گاز طبیعی، حدود 9 درصد وابسته به فراوردههای نفتی و کمتر از 5 درصد مربوط به از سایر منابع (برقابی، اتمی و تجدیدپذیر) بوده است. تکیه بالای تولید برق به گاز طبیعی و از طرفی ناترازی در تولید و تقاضای گاز به ایجاد چالش در تأمین سوخت نیروگاهها بهخصوص در فصل زمستان منجر شده که پیامدهای اقتصادی و زیستمحیطی بسیاری دارد.
ارزیابی دقیقتر وضعیت امنیت انرژی کشور از منظر تنوع سبد تولید برق، مستلزم محاسبه و تحلیل شاخصهای کمّی امنیت انرژی است. ارزیابی کمّی سطح امنیت انرژی بهکمک این شاخصها، ابزاری کارآمد برای درک عمیقتر وضعیت، شناسایی نقاط قوت و ضعف و تصمیمگیری آگاهانه در جهت ارتقای آن ارائه میدهد. به همین دلیل در پژوهش حاضر، وضعیت ایران در تنوع سبد تولید برق از طریق محاسبه شاخصهای کمّی مربوطه مورد بررسی قرار گرفته است.
نقطهنظرات/ یافتههای کلیدی
تنوع بهمعنای بهرهبرداری از منابع متمایز انرژی در سبد تولید برق و ایجاد توازن میان آنها برای کاهش تمرکز و وابستگی به یک حامل انرژی تعریف میشود. شاخص برابری شانون-وینر یکی از پرکاربردترین شاخصها در زمینه کمّیسازی میزان تنوع منابع تولید برق است. محاسبه شاخص تنوع سبد تولید برق برای ایران حاکی از آن است که روند کلی شاخص تنوع سبد تولید برق در چند دهه اخیر نزولی بوده و در چند سال گذشته نیز از محدوده قابلقبول به محدوده ضعیف سقوط کرده است. دلیل این وضعیت وابستگی زیاد به گاز طبیعی برای تولید برق بوده، چراکه سهم گاز طبیعی از تولید برق در ایران از 35 درصد سال 1364 به حدود 86 درصد در سال 1402 رسیده است.
بررسی انجام شده نشاندهنده آن است که 93 درصد از رشد تولید برق کشور در چهار دهه اخیر برعهده گاز طبیعی بوده و در حدود 7 درصد باقیمانده توسط فراوردههای نفتی و انرژی هستهای انجام شده است. انرژیهای تجدیدپذیر و برقابی نیز در رشد تولید برق ایران نقش ناچیزی داشتهاند که این موضوع نشان از عدم توازن در سبد تولید برق است. این درحالی است که هماکنون در دنیا زغالسنگ 35 درصد، گاز طبیعی 23 درصد، انرژی برقابی 15 درصد، انرژیهای تجدیدپذیر 14 درصد، انرژی هستهای 9 درصد و سایر منابع انرژی 4 درصد از کل تولید برق را برعهده دارند.
وضعیت ایران در تنوع سبد تولید برق در مقایسه با سایر کشورها مناسب نبوده و ایران از نظر میزان تنوع سبد تولید برق در رتبه 131 جهان قرار دارد. در میان کشورهای مورد بررسی، کشور آمریکا بهترین تنوع را در سبد تولید برق داشته و شاخص تنوع سبد تولید برق در این کشور در محدوده عالی قرار دارد. آلمان، ترکیه، روسیه، انگلستان، فرانسه و چین در محدوده خوب، ایران و عربستان سعودی در محدوده ضعیف و قطر در محدوده بسیار ضعیف قرار دارد.
ایران دارای پتانسیل مناسبی در جهت افزایش ظرفیت تولید برق از محل منابع غیرفسیلی، بهخصوص انرژیهای تجدیدپذیر بوده که این مسئله از سالهای دور مورد توجه سیاستگذاران نیز قرار گرفته و در این راستا، اسناد بالادستی، قوانین و مقررات مختلفی تدوین و تصویب شده است. ازجمله اسناد بالادستی مربوطه که عمدتاً بر افزایش ظرفیت نیروگاههای تجدیدپذیر تأکید دارند، میتوان به سیاستهای کلی نظام در زمینه انرژی، سیاستهای کلی اصلاح الگوی مصرف و سند تراز تولید و مصرف گاز طبیعی در کشور تا افق ۱۴۲۰ اشاره کرد.
قانون برنامه هفتم پیشرفت نیز برای رسیدن به ظرفیت اسمی 124 هزار مگاوات هدفگذاری کرده که از این مقدار، 12 هزار مگاوات به نیروگاههای تجدیدپذیر و 3 هزار مگاوات نیز به نیروگاههای هستهای اختصاص یافته است. بهعبارتی، برای اجرای هدفگذاری برنامه هفتم، باید بیش از 40 درصد ظرفیت نیروگاههای جدید، به نیروگاههای غیرفسیلی اختصاص یابد که این امر تا حدی بر متنوع شدن سبد تولید برق کشور تأثیر خواهد داشت.
پیشنهاد راهکارهای تقنینی، نظارتی یا سیاستی
یکی از مهمترین موضوعاتی که در افزایش امنیت تأمین برق باید به آن توجه شود، تنوعبخشی به سبد تولید برق با هدف کاهش وابستگی به منبع انرژی واحد است. نبود یک برنامه جامع برای تخصیص سهم بهینه هریک از حاملهای انرژی در سبد تولید برق کشور منجر به تمرکز بیش از حد به گاز طبیعی شده، بهنحوی که امنیت تأمین برق کشور با مخاطره جدی مواجه شده است. بنابراین ضروری است که بهمنظور تعیین سهم بهینه هریک از حاملهای انرژی در تولید برق کشور، با در نظر گرفتن مزیتهای راهبردی کشور در این زمینه، یک نقشه راه جامع و کامل در بخش تولید برق تدوین شود.
با توجه به ظرفیتهای کشور در تولید برق از منابع متنوع (همچون تجدیدپذیر، زغالسنگ و هستهای)، پیشنهاد میشود بهمنظور تنوعبخشی به سبد تولید برق کشور، توسعه نیروگاههای تجدیدپذیر، زغالسنگسوز و هستهای مورد توجه بیشتری قرار گیرند.
ازآنجاکه مهمترین چالش در تنوعبخشی به سبد تولید برق کشور، تأمین منابع مالی لازم برای توسعه نیروگاههای بدون مصرف سوخت گاز و فراوردههای نفتی است، پیشنهاد میشود جهت تسریع و تأمین مالی پروژههای مصوب شورای اقتصاد مبتنیبر ماده (12) قانون رفع موانع تولید رقابتپذیر، از ظرفیت حساب بهینهسازی مصرف انرژی موضوع ماده (46) قانون برنامه هفتم پیشرفت استفاده شود. مشوق دیگری که میتوان برای توسعه نیروگاههای تجدیدپذیر مورد توجه قرار داد، ارائه مجوز صادرات برق به نیروگاههای تجدیدپذیر بخش خصوصی است که این مسئله هم در جزء «4» بند «ذ» ماده (48) برنامه هفتم پیشرفت تکلیف شده است.
اجرای ماده (10) قانون مانعزدایی از توسعه صنعت برق مبنیبر حذف تدریجی قیمتگذاری انرژی در طول زنجیره تولید، انتقال و توزیع برق و انتقال تمام یارانهها به انتهای زنجیره نیز تأثیر بسزایی در بهبود اقتصاد صنعت برق و افزایش رقابتپذیری در بخش نیروگاهی دارد. گفتنی است، برنامه اجرایی این ماده در تاریخ 1403/02/09 به تصویب هیئتوزیران رسیده، اما تاکنون اجرایی نشده است.
ظرفیت نامی نیروگاههای تولید برق کشور تا پایان سال 1402 به 92,351 مگاوات رسیده که بخش اعظمی از آن (حدود 85 درصد) مربوط به نیروگاههای حرارتی بوده است. ازآنجاکه نیروگاههای حرارتی اغلب از گاز طبیعی بهعنوان سوخت استفاده میکنند، در حال حاضر بیش از 86 درصد از برق تولیدی در کشور وابسته به گاز طبیعی، حدود 9 درصد وابسته به فراوردههای نفتی و کمتر از 5 درصد مربوط به از سایر منابع (برقابی، اتمی و تجدیدپذیر) بوده است [1]. تکیه بالای تولید برق به گاز طبیعی و از طرفی ناترازی در تولید و تقاضای گاز به ایجاد چالش در تأمین سوخت نیروگاهها بهخصوص در فصل زمستان منجر شده است. بخشی از کمبود گاز در فصل زمستان با سوزاندن سوخت مایع (گازوئیل و مازوت) در نیروگاهها جبران میشود[2]. استفاده از مازوت و گازوئیل بهعنوان سوخت جایگزین نیروگاهها با زیانهایی همراه است؛ چراکه بهدلیل ارزش بالاتر گازوئیل و مازوت نسبت به گاز طبیعی منجر به عدمالنفع بالایی میشود. از طرفی، استفاده از سوختهای مایع، استهلاک تجهیزات نیروگاهی را افزایش داده و منجر به افزایش هزینههای تعمیر و نگهداری میشود و درنهایت آثار مخرب زیستمحیطی را در پی دارد.
تنوعبخشی به سبد تولید برق علاوهبر کمک به حل ناترازی انرژی، عدمالنفعهای استفاده از سوختهای مایع را کاهش میدهد، به کاهش آلودگیهای زیست محیطی کمک میکند و درنهایت، باعث افزایش امنیت تأمین انرژی کشور خواهد شد.
مفهوم امنیت انرژی یکی از موضوعات مهم در مقوله امنیت ملی است و مورد توجه بسیاری از سیاستگذاران جهان قرار گرفته و معنای عام آن مسئله پیچیدهای است که از جنبههای مختلف سیاسی، اجتماعی، محیط زیست و اقتصادی مورد بحث و بررسی قرار میگیرد. تاکنون تعاریف مختلفی از امنیت انرژی ارائه شده است. در یکی از جامعترین تعاریف، امنیت انرژی اینگونه معرفی میشود: «سیستم انرژی بهدور از هرگونه تهدید، با عملکرد بهینه و پایدار در تمامی ابعاد».
شورای جهانی انرژی مهمترین ابعاد شاخص امنیت انرژی را موارد زیر دانسته است (شکل 1):
شکل 1. مهمترین ابعاد امنیت انرژی
Source: Retrieved from the World Energy Council website.
گفتنی است در مورد بُعد اول امنیت انرژی (استقلال از واردات انرژی)، ایران بهدلیل دسترسی به منابع قابلتوجه نفت و گاز، وابستگی اندکی به واردات انرژی داشته و ازاینرو، در این بُعد وضعیت مناسبی دارد. در مورد ذخیرهسازی انرژی نیز بهدلیل عدم امکانپذیری ذخیرهسازی قابلتوجه برق بهدلایل فنی، این موضوع در حوزه برق مطرح نیست. اما بُعد سوم (تنوع در سبد تولید برق) که یکی از مهمترین ابعاد امنیت انرژی است، بیشترین تأثیر را بر میزان امنیت انرژی کشور از منظر تأمین برق دارد.
تنوع بهمعنای بهرهبرداری از منابع متمایز انرژی در سبد تولید برق و ایجاد توازن میان آنها برای کاهش تمرکز و وابستگی به یک حامل انرژی تعریف میشود. از مهمترین مزایای در نظر گرفتن بُعد تنوع در سبد انرژی اولیه تولید برق میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
ارزیابی دقیقتر وضعیت امنیت انرژی کشور از منظر تنوع سبد تولید برق، مستلزم محاسبه و تحلیل شاخصهای کمّی مربوطه است. ازاینرو در گزارش حاضر، پس از بررسی اسناد بالادستی و قوانین مرتبط با امنیت انرژی، وضعیت تنوع سبد تولید برق در ایران و جهان مورد مقایسه قرار گرفته و درنهایت، وضعیت امنیت انرژی در ایران از منظر تنوع در سبد تولید برق با بهرهگیری از شاخصهای کمّی مورد واکاوی قرار گرفته است.
لازم به ذکر است که برای تعیین سبد بهینه تولید برق، صرفاً شاخص تنوع تعیینکننده نیست؛ بلکه موارد دیگری همچون ظرفیتها و مزیتهای راهبردی هر کشور باید در تعیین سبد بهینه تولید برق مورد توجه قرار گیرند. بنابراین بهدلیل ذخایر بالای نفت و گاز در کشور، استفاده از این منابع برای تولید برق جایگاه غیرقابل چشمپوشی خواهد داشت. اما درعینحال برای افزایش امنیت تأمین برق کشور، افزایش تنوع سبد تولید برق ضرورت دارد. ازاینرو، اگرچه گاز طبیعی از نظر اقتصادی و زیستمحیطی گزینه جذابتری به نسبت زغالسنگ یا سوختهای مایع برای تولید برق بهشمار میرود، اما تکیه بر یک منبع انرژی، امنیت تأمین برق کشور را به خطر انداخته و از این منظر با اشکالاتی همراه است.
2.اسناد بالادستی و سوابق قانونی مرتبط با امنیت انرژی
ایران دارای پتانسیل مناسبی در جهت افزایش ظرفیت تولید برق از محل منابع غیرفسیلی، بهخصوص انرژیهای تجدیدپذیر بوده که دستیابی به این مهم نیازمند سیاستگذاری و قانونگذاری مناسب است. این مسئله از سالهای دور مورد توجه سیاستگذاران نیز قرار گرفته و در این راستا، اسناد بالادستی، قوانین و مقررات مختلفی تدوین و تصویب شده که در ادامه به برخی از اسناد بالادستی و قوانین مهم مرتبط با این مسئله اشاره شده است:
مأخذ: گردآوری نگارنده.
قوانین دیگری نیز تکالیفی در زمینه افزایش استفاده از منابع غیرفسیلی برای تولید برق وضع کردهاند که تمرکز اصلی آنها بر انرژیهای تجدیدپذیر بوده است. ازجمله این قوانین میتوان به قانون اصلاح الگوی مصرف انرژی (مصوب سال 1389)، قانون هوای پاک (مصوب سال 1396) و قانون مانعزدایی از توسعه صنعت برق (مصوب سال 1401) اشاره کرد.
۳. وضعیت سبد تولید برق در ایران و جهان
در حال حاضر تولید برق در کشور از طریق منابعی مانند گاز طبیعی، فراوردههای نفتی، برقابی، انرژی هستهای و تجدیدپذیر انجام میشود[3]. میزان برق تولیدی از منابع مختلف در بازه زمانی سالهای 1364 الی 1401 در ایران و جهان، بهترتیب در شکلهای 3 و 4 نشان داده شده که در طی این سالها حجم تولید برق در جهان در حدود 3 برابر و در ایران 9 برابر شده و این موضوع نشاندهنده شیب شدید افزایش تولید برق در ایران نسبت به جهان بوده است. همانطور که در شکل 3 مشخص است، منبع انرژی که عهدهدار بخش اعظم افزایش تولید برق ایران در این سالها بوده، گاز طبیعی است و سایر حاملها نقش کمتری در این افزایش تولید داشتهاند. رشد تولید برق در جهان نیز تا حدودی از منابع مختلف متوازن بوده که البته در این میان با ورود و توسعه فناوریهای مرتبط با انرژیهای تجدیدپذیر، تولید برق حاصل از آن رشد قابل ملاحظهای داشته است.
Source: Retrieved from Energy Information Administration, "Country Analysis Executive Summary: Iran", 2022
Source: Retrieved from Energy Information Administration
در ادامه، وضعیت استفاده از منابع مذکور برای تولید برق، بیشتر مورد بررسی قرار میگیرد.
3-1. گاز طبیعی
در شکل 5، بزرگترین دارندگان ذخایر گاز طبیعی در سال 2021 نشان داده شده است. ایران دومین دارنده ذخایر گاز در جهان بوده و در حدود 17 درصد از ذخایر اثبات شده گاز دنیا را در اختیار دارد. از منظر تولید نیز ایران سومین تولیدکننده بزرگ گاز جهان در سال 2021 بوده است.
Source: U.S. Energy Information Administration (EIA)
در شکل 6، روند تغییرات سهم گاز طبیعی در تولید برق ایران و جهان از سال 1364 تا 1401 ارائه شده است. طبق این شکل، در این سالها سهم گاز طبیعی در تولید برق در ایران و جهان رو به افزایش بوده، اما شیب این افزایش در ایران، بسیار بیشتر از متوسط دنیا بوده است. سهم گاز طبیعی از تولید برق در ایران از 35 درصد سال 1364 به حدود 86 درصد در سال 1401 رسیده، این درحالی است که این شاخص برای متوسط دنیا از 14 درصد به 23 درصد رسیده است. در حال حاضر، جایگاه گاز در تولید برق در ایران اول و در جهان دوم است[4]؛ که در این میان رتبه اول سهم حامل انرژی از تولید برق در دنیا متعلق به زغالسنگ است.
Source: Retrieved from Energy Institute " Statistical Review of World Energy Data", 2023
3-2. فراوردههای نفتی
طبق برآوردهای موجود، ایران حدود 24 درصد از ذخایر اثبات شده نفت خاورمیانه و 12 درصد از ذخایر جهانی نفت را به خود اختصاص داده [5 ]و سومین دارنده ذخایر نفت است (شکل 7).
Source: U.S. Energy Information Administration (EIA)
در شکل 8، روند تغییرات سهم فراوردههای نفتی در تولید برق ایران و جهان از سال 1364 الی 1401 ترسیم شده که در این بین روند سهم فراوردههای نفتی در تولید برق در جهان و ایران تقریباً مشابه است. سهم فراوردههای نفتی از تولید برق در ایران از حدود 50 درصد در سال 1364 به حدود 9 درصد در سال 1401 کاهش یافته و در دنیا نیز از 11 درصد به 2 درصد رسیده است. در حال حاضر، جایگاه فراوردههای نفتی در تولید برق در ایران دوم و در جهان ششم است[ 4].
Source: Retrieved from Energy Institute " Statistical Review of World Energy Data", 2023
3-3. زغالسنگ
در سال 1401، زغالسنگ با تولید 35 درصد از کل برق تولیدی جهان در جایگاه اول قرار داشته است[4]. برخلاف نفت و گاز، ایران از ذخایر غنی زغالسنگ برخوردار نیست. ایران سیاُمین دارنده ذخایر زغالسنگ در جهان بوده و حدود یکدهم درصد از ذخایر اثبات شده را در اختیار دارد. سهم تولید برق از زغالسنگ در ایران و جهان طی سالهای مورد مطالعه بهصورت شکل 9 است. همانطور که مشخص است، سهم زغالسنگ در تولید برق کشور صفر بوده و مصرف زغالسنگ برای تولید برق در جهان از سال 1364 الی 1401 دارای روندی نسبتاً ثابت بوده، البته از سال 1393 روند کاهشی نامحسوسی را آغاز کرده و از 41 درصد به 35 درصد در سال 1401 کاهش یافته است.
Source: Ibid
3-4. انرژی برقابی
نیروگاههای برقابی با تولید 15 درصد از کل برق تولیدی جهان در جایگاه سوم تولید برق قرار دارند[ 4]. در ایران حدود 12 گیگاوات ظرفیت نیروگاه برقابی نصب شده وجود دارد که حدود 13 درصد از کل ظرفیت نامی نیروگاههای کشور است. سهم برقابی در تولید برق کشور از سالهای 1364 تا 1372 حدود 14 تا 15 درصد بوده است. با توسعه نیروگاههای حرارتی، در سالهای اخیر سهم نیروگاههای برقابی از تولید برق بین 3 تا 7 درصد کاهش یافته است. سهم انرژی برقابی از تولید برق جهان نیز در این سالها روند کاهشی داشته، بهطوری که از 20 درصد در سال 1364 به 15 درصد در سال 1401 کاهش یافته است.
شکل 10. نمودار سهم انرژی برقابی در تولید برق ایران و جهان از سال 1364 الی 1401 (درصد)
Source: Ibid
3-5. انرژیهای تجدیدپذیر
مجموع پتانسیل انرژیهای تجدیدپذیر شامل انرژی خورشیدی و بادی در ایران معادل 120 هزار مگاوات برآورد میشود[6]، اما تا پایان سال 1402 تنها حدود 1,036 مگاوات نیروگاه تجدیدپذیر در کشور نصب شده که کمتر از یک درصد از کل پتانسیل برآورد شده است [1]. در شکل 11، سهم تولید برق از انرژیهای تجدیدپذیر در طی سالهای مورد مطالعه در ایران و جهان نشان داده شده و همانطور که مشخص است، تولید برق از انرژیهای تجدیدپذیر در جهان با شیب نسبتاً خوبی رو به افزایش بوده بهنحویکه در سال 1401، انرژیهای تجدیدپذیر با تولید 14 درصد از کل برق تولیدی جهان در جایگاه چهارم قرار گرفتهاند[ 4]. اما سهم تجدیدپذیرها در تولید برق در ایران بسیار اندک بوده و با تولید کمتر از 2 میلیارد کیلوواتساعت برق در سال 1401، حدود نیم درصد از کل برق تولیدی کشور را به خود اختصاص دادهاند.
Source: Ibid
3-6. انرژی هستهای
ساخت نیروگاههای هستهای در جهان در دهههای 1970 و 1980 با شتاب بالایی صورت گرفته است. اما وقوع حوادث هستهای تری مایل آیلند (سال 1979) و چرنوبیل (سال 1986) و همچنین کاهش قیمت نفت، از تمایل کشورها به ساخت نیروگاههای هستهای بیشتر میکاهد. بااینوجود، اغلب کشورهای دارای نیروگاه هستهای، در سالهای بعد میزان تولید برق هستهای خود را در سطح تقریباً ثابتی نگاه داشتهاند. در ایران نیز نیروگاه اتمی بوشهر بهعنوان تنها نیروگاه هستهای کشور با ظرفیت هزار مگاوات در حال فعالیت بوده و واحدهای جدیدی نیز در حال ساخت هستند. در سالهای اخیر انرژی هستهای حدود 9 درصد از برق جهان را تأمین کرده و از این نظر، در رتبه پنجم بوده است (شکل 12)[4]. همچنین، سهم انرژی هستهای از تولید برق در ایران حدود 1.8 درصد است.
Source: Ibid
۴. ارزیابی کمّی تأثیر تنوع بر امنیت انرژی در ایران
برای بررسی تأثیر تنوع منابع تولید برق بر امنیت انرژی در سالهای اخیر، ارزیابیهای کمّی برمبنای «شاخصهای امنیت انرژی» ظهور کرده است. تعداد مطالعات انجام شده از سال 2015 تا 2022 در زمینه «شاخصهای امنیت انرژی» در سراسر جهان بهطور متوسط چهار برابر بیشتر از دوره 2005 تا 2014 بوده است. مشاهدات فوق حاکی از تمرکز پژوهشگران بهسمت گفتمان کمّیسازی مبحث امنیت انرژی است[7].
ارزیابی کمّی سطح امنیت انرژی بهکمک شاخصها، ابزاری کارآمد برای درک عمیقتر وضعیت، شناسایی نقاط قوت و ضعف و تصمیمگیری آگاهانه در جهت ارتقای آن ارائه میدهد. از دلایل اهمیت ارزیابی کمّی امنیت انرژی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
شاخصهای مختلفی برای ارزیابی کمّی ابعاد مختلف امنیت انرژی معرفی شده است. در زمینه بُعد تنوع منابع تولید برق (که یکی از مهمترین ابعاد امنیت انرژی است) نیز شاخصهای متعددی ارائه شده که از بین شاخصهای موجود در این زمینه، پرکاربردترین شاخص، شاخص شانون-وینر است. این شاخص برای اندازهگیری تنوع گونهها در یک اکوسیستم استفاده میشود که تنوع کل اکوسیستم را با در نظر گرفتن سهم گونهها و نسبتهای آنها بیان میکند. در بحث امنیت انرژی این شاخص بهصورت زیر بازتعریف شده است:
شاخص تنوع شانون-وینر = SWI
سهم انرژی اولیه i از کل انرژی اولیه SWI
نوع انرژی اولیه pi
تعداد انواع انرژی اولیه i
N
ازآنجاکه حداکثر مقدار شاخص تنوع شانون–وینر به تعداد گونههای آن وابسته است؛ بااینحال، حداقل مقدار این شاخص مقدار صفر بوده و این در حالتی است که تنوعی وجود نداشته باشد. لذا برای آنکه بتوان شاخص تنوع شانون–وینر را مورد ارزیابی قرار داد، میتوان از شاخص برابری شانون-وینر استفادهکرد که از تقسیم شاخص تنوع شانون بر حداکثر تنوع بهدست میآید.
شاخص برابری شانون ESWI=SWI/ln(N)
شاخص تنوع شانون–وینر ESWI
تعداد انواع انرژی اولیه SWI
N
حداقل مقدار این شاخص صفر است که بهمعنای عدم تنوع بوده و حداکثر آن یک است که بهمعنای تنوع کامل و مطلوب است. محدوده شاخص برابری شانون-وینر در محدوده بسیار ضعیف (0/2-0)، ضعیف (0/4-0/2)، قابلقبول (0/6-0/4)، خوب (0/8-0/6) و عالی (1-0/8) قابل تقسیمبندی است. در ادامه با کمک این شاخص، میزان تنوع منابع تولید برق در ایران در طی سالهای 1364 تا 1401 بررسی میشود.
با محاسبه شاخص تنوع سبد تولید برق (شاخص برابری شانون–وینر) برای ایران، روند تغییرات این شاخص و همچنین سهم هریک از منابع انرژی در آن، بهصورت شکل 13 است. همانطور که مشاهده میشود، روند کلی شاخص تنوع سبد تولید برق در سالهای مورد مطالعه نزولی بوده و در سالهای اخیر نیز از محدوده قابلقبول به محدوده ضعیف سقوط کرده است. در ابتدای سالهای مورد مطالعه، سبد تولید برق کشور به سه منبع انرژی گاز طبیعی، فراوردههای نفتی و برقابی متکی بوده که سهم هریک در این سبد بهترتیب حدود 35، 49 و 16 درصد بوده است، بهعبارتی هیچکدام از این منابع دارای سهم غالب نیست و توزیع سهمها قابلقبول است. لذا هرچند در تعداد منابع انرژی در سبد تولید برق محدودیت بوده، اما توازن قابلقبولی بین آنها وجود داشته است. ازاینرو، شاخص در محدوده قابلقبول بوده است. در سالهای بعد هرچند منابع جدید تجدیدپذیر و هستهای به سبد تولید برق کشور اضافه شد، اما اولاً سهم آنها در تولید برق ناچیز و ازسوی دیگر وضعیت وابستگی به منابع انرژی در تولید برق از حالت توازن خارج شد و سبد تولید برق کشور بهسمت وابستگی زیاد به گاز طبیعی سوق یافت. بهطوریکه وابستگی به گاز طبیعی در سال 1401 به 86 درصد و سایر منابع تولید برق (یعنی فراوردههای نفتی، برقابی، هستهای و تجدیدپذیر) به 14 درصد رسید که بیانگر تمرکز بر یک منبع انرژی و عدم توازن بین منابع انرژی است (شکل 13).
مأخذ: محاسبات تحقیق.
بهرهبرداری از ذخایر عظیم گاز در کشور منجر به ایجاد این ذهنیت در سیاستگذاران شد که باید از این مزیت راهبردی بهنحو احسن استفاده کرد و درنتیجه این نگرش، بخش اعظم افزایش در تولید برق کشور متکی بر سوختهای فسیلی بهویژه گاز طبیعی شد. در دهه 1370 با توسعه و بهرهبرداری از میدان گازی پارس جنوبی اتکا به گاز در تمامی عرصهها ازجمله توسعه نیروگاههای گازی شدت بیشتری یافت و در کنار آن تحویل گاز بسیار ارزان به این دسته از نیروگاهها منجر به سلب توان رقابتی در توسعه و ساخت سایر نیروگاهها شد. با بررسی سهم هریک از منابع انرژی در رشد تولید برق در این سالها، جهتگیری مذکور کاملاً نمایان است.
از سال 1364 تا سال 1401، تولید برق کل جهان 195 درصد و ایران 790 درصد رشد داشته است[ 8]. در شکل 14، سهم هریک از منابع انرژی در رشد تولید برق این سالها نشان داده شده است. همانطور که مشاهده میشود، بهجز فراوردههای نفتی، سهم تمامی منابع انرژی اولیه در سبد سوخت حاصل از این رشد تولید برق در جهان افزایشی بوده است. دلیل کاهش سهم فراوردههای نفتی میتواند هزینه بالای تولید برق در چند دهه اخیر با افزایش قیمت جهانی نفت و تمایل به سرمایهگذاری در بخشهای دیگر باشد. زغالسنگ بین منابع انرژی در رشد سبد تولید برق جهان پیشتاز بوده است، گاز طبیعی و انرژیهای تجدیدپذیر نیز سهم قابلتوجهی داشتهاند.
اما در مورد ایران 93 درصد از رشد تولید برق برعهده گاز طبیعی بوده و در حدود 7 درصد باقیمانده بیشتر توسط فراوردههای نفتی و انرژی هستهای انجام شده است. انرژیهای تجدیدپذیر و برقابی نیز در رشد تولید برق ایران نقش ناچیزی داشتهاند که نشان از عدم توازن در سبد تولید برق است.
Source: Retrieved from Energy Institute " Statistical Review of World Energy Data", 2023
۵. مقایسه تطبیقی تنوع سبد تولید برق ایران با برخی کشورهای جهان
این بخش به مقایسه تطبیقی بین ایران و کشورهای منتخب با استفاده از روش ارزیابی کمّی شاخص تنوع سبد تولید برق (شانون–وینر) میپردازد. شکل 15، مقدار این شاخص را در سال 1401 در برخی کشورهای منتخب نشان میدهد. در میان این کشورها، کشور آمریکا بهترین تنوع را در سبد تولید برق داشته و شاخص تنوع سبد تولید برق در این کشور، در محدوده عالی قرار دارد. آلمان، ترکیه، روسیه، انگلستان، فرانسه و چین در محدوده خوب، ایران و عربستان سعودی در محدوده ضعیف و قطر در محدوده بسیار ضعیف قرار دارد.
مأخذ: محاسبات تحقیق.
برای ارزیابی دلایل تفاوت در شاخصهای تنوع در سبد تولید برق کشورهای منتخب، باید سبد تولید برق این کشورها مورد بررسی قرار گیرد (شکل 16). در تمامی کشورهای منتخب بهجز ایران، عربستان سعودی و قطر، تنوع و توازن نسبی در سبد تولید برق قابل مشاهده است. هرچند در سبد تولید برق ایران، منابع انرژی اولیه برقابی و هستهای نسبت به عربستان نقش بیشتری دارد، اما مجموع سهم هر سه منبع فوقالذکر در تولید برق کشور در سال 1401 در حدود 4 درصد بوده که بسیار کم است و تأثیر محسوسی در بهبود وضعیت شاخصها نداشته و در عمل نیز در صورت هرگونه اختلال در منابع انرژی اولیه اصلی تولید برق در ایران (گاز طبیعی)، تأمین برق با چالشهایی مواجه خواهد شد. ازاینرو، حتی با تنوع بالاتر ایران از نظر تعداد منابع انرژی اولیه با توجه به نامتوازن بودن توزیع سهم این منابع و تمرکز عمده بر یک منبع انرژی، وضعیت عربستان در تنوع از منظر شاخصهای امنیت انرژی اندکی بهتر از وضعیت ایران است.
سبد تولید برق آمریکا، بهعنوان بهترین کشور از منظر تنوع، بر چهار منبع انرژی گاز طبیعی (حدود 40 درصد)، زغالسنگ (حدود 20 درصد)، انرژی هستهای (حدود 18 درصد) و انرژیهای تجدیدپذیر (حدود 15 درصد) وابسته بوده و سهم سایر منابع انرژی کمتر از 7 درصد است. در مورد کشور قطر، بهعنوان بدترین کشور از منظر تنوع، نیز بهدلیل تمرکز بسیار زیاد بر گاز طبیعی برای تولید برق (بیش از 99 درصد) شاخص تنوع سبد تولید برق در وضعیت بسیار نامناسبی قرار دارد.
Source: Retrieved from Energy Institute " Statistical Review of World Energy Data", 2023
با بررسی وضعیت تنوع سبد تولید برق در بیش از 200 کشور جهان و محاسبه شاخص برابری شانون–وینر، نتایج بهصورت نقشه شکل 17 قابل ارائه است. همانطور که قابل مشاهده است، کشورهای اروپایی و آمریکای شمالی، از منظر تنوع سبد تولید برق از وضعیت مطلوبی برخوردارند و کشورهای آفریقایی بدترین وضعیت را در این زمینه دارند. در مقایسه با سایر کشورها، ایران نیز در این زمینه وضعیت مطلوبی ندارد و ایران از نظر میزان تنوع سبد تولید برق در رتبه 131 جهان قرار دارد.
مأخذ: محاسبات تحقیق.
یکی از مهمترین چالشهای بخش انرژی کشور، وابستگی بیش از اندازه تولید برق کشور به گاز طبیعی است که امنیت تأمین برق کشور را با مخاطراتی مواجه میکند. این مسئله لزوم تنوعبخشی به سبد تولید برق کشور را نشان میدهد.
نتایج محاسبه شاخص کمّی در ارزیابی تأثیر تنوع بر امنیت تولید برق در کشور، مؤید تنوع پایین در سبد سوخت تولید برق کشور است. بهطوریکه روند کلی در چند دهه گذشته نزولی بوده و در سالهای اخیر نیز از محدوده قابلقبول به محدوده ضعیف سقوط کرده است. در مقایسه با سایر کشورها، ایران در زمینه تنوع سبد تولید برق وضعیت مطلوبی ندارد و از این نظر، در رتبه 131 جهان قرار دارد. طبق بررسیهای انجام شده، بهرغم تولید بخشی از برق کشور از طریق نیروگاههای تجدیدپذیر و هستهای، بخش عمده برق کشور بهوسیله نیروگاههای حرارتی (وابسته به گاز طبیعی) تولید میشود و این مسئله دلیل اصلی تنوع اندک سبد تولید برق در ایران است. اگرچه گاز طبیعی از نظر اقتصادی و زیستمحیطی گزینه جذابتری به نسبت زغالسنگ یا سوختهای مایع برای تولید برق بهشمار میرود، اما تکیه بر یک منبع انرژی، امنیت تأمین برق کشور را به خطر انداخته و از این منظر با اشکالاتی همراه است. البته باید این نکته را مدنظر قرار داد که برای تعیین سبد بهینه تولید برق، صرفاً شاخص تنوع تعیینکننده نیست. بلکه موارد دیگری همچون ظرفیتها و مزیتهای راهبردی هر کشور، باید در تعیین سبد بهینه تولید برق مورد توجه قرار گیرند. بنابراین بهدلیل ذخایر بالای نفت و گاز در کشور، استفاده از این منابع برای تولید برق جایگاه غیرقابل چشمپوشی خواهد داشت. اما درعینحال بهجهت افزایش امنیت تأمین برق کشور، موارد زیر پیشنهاد میشود: