بخشی از مقاله
چکیده
پرداخت یارانه در بخش انرژی و نیز ثبات قیمت حاملهای انرژی برای سالیان متمادی سبب شده است که کشور ایران در کنار رشد بی رویه مصرف انرژی، وابستگی زیادی به سوخت های فسیلی پیدا کند. همین امر موجب شده است تا دولت، شیوه خود را به سوی اصلاح نظام یارانه حامل ها و نیز سرمایه گذاری در بخش انرژی های سبز تغییر دهد. یکی از انواع انرژی های تجدیدپذیری که در سال های اخیر موردتوجه واقع شده است، انرژی حاصل از جریانهای جزرومدی است.
مقاله حاضر قصد دارد رقابتپذیری این نوع از انرژی در قیاس با انواع دیگر انرژی ها در سواحل جنوبی ایران را مورد بررسی قرار داده و میزان سرمایهگذاری لازم برای تحقق اقتصادی این امر را مشخص کند. برای این منظور، بر اساس مطالعات پیشین سه ناحیه تنگه خوران، جزیره هنگام و تنب بزرگ شناسایی و مورد بررسی اولیه قرار گرفت. در این بین دو ناحیه هنگام و تنب بزرگ دارای شرایط فنی مناسب تری جهت احداث مزارع انرژی تشخیص داده شدند. بررسیها نشان می دهد که هزینه تراز شده انرژی برای این دو ناحیه به ترتیب، 182/25 و 221/51 پوند بر مگاوات ساعت است. با توجه به نرخ خرید تضمینی، دوره بازگشت سرمایه برای هر یک از این دو ناحیه به ترتیب 18/77 و 23/79 سال میباشد.
- 1 مقدمه
امروزه، بحران ها و مناقشات سیاسی و اقتصادی از قبیل محدودیت دسترسی به سوخت های فسیلی، نگرانی های زیست محیطی، افزایش جمعیت، رشد مصرف، نگرانی های عمومی پیرامون انرژی پایدار و وضع مقررات پیرامون کاهش اثرات ناشی از تغییرات جهانی آب وهوا، محققان و اندیشمندان را به سوی جایگزین هایی مناسب برای حل معضلات جهانی انرژی است. یکی از این راهکارهای جایگزین، انرژیهای تجدید پذیر اقیانوسی است.
یکی از انواع انرژی های تجدید پذیر اقیانوسی، انرژی جریان های جزرومدی می باشد. این انرژی که الگوی عملکردی مشابه انرژی باد دارد - به جای هوای در حال حرکت، از انرژی جنبشی آب در حال حرکت برای تولید انرژی از توربینها استفاده میکند - ، به دلیل قابل پیش بینی بودن آن بسیار قابل اتکا خواهد بود .[1] این گونه تخمین زده می شود که بافنّاوری امروزه توسعه یافته برای جریان های جزرومدی، از نظر فنی، 2200 ترا وات ساعت بر سال قابل استخراج خواهد بود.
[2] برای این که درک بهتری از ارزش این انرژی داشت می توان به این نکته اشاره کرد که توربینی با ظرفیت 1/2-1/4مگاوات تقریباً می تواند انرژی 1000 خانوار را تأمین کرده و از تولید 5000 تن کربن دی اکسید در سال جلوگیری کند. ازآنجاکه انرژی جریان جزرومدی در مراحل ابتدائی توسعه خود قرار دارد، در نگاه اول هزینه های بیشتری نسبت به انواع سنتی انرژی دارد و این گونه مطالعات از این نظر اهمیت دارد که می بایست رقابت پذیری این نوع از انرژی در قیاس با انواع دیگر انرژی ها موردبررسی قرار گیرد و میزان سرمایه گذاری لازم مشخص شود. مورد دیگری که اهمیت دارد مشخص کردن نو ع و میزان حمایت های دولتی و سیاستگذاری کلان پیرامون ترغیب سرمایه گذاران برای سرمایه گذاری در بخش انرژی های نو است .[3]
سیستم های مختلفی برای استحصال انرژی جنبشی ناشی از جریانات جزرومدی وجود دارد که از آن جمله میتوان به توربین های با محور افقی - HAHT - 1 و توربینهای با محور قائم - VAHT - 2 اشاره کرد. از آنجایی که توربین های با محور افقی از نظر فیزیک مسئله و روابط شباهت بسیار زیادی به توربین های بادی دارند - آب با هوا جایگزین شده است - در این مطالعه، اینگونه از توربینها مد نظر قرار داده شدهاند.
کشور ایران با جمعیت 79,2 میلیون نفر و مساحت 1,648,195 کیلومترمربع از دیرباز بسیار وابسته به منابع سوختهای فسیلی بوده است .[4] دو دلیل عمده وابستگی کشور ایران به این منابع را می توان ثبات قیمت حامل های انرژی برای سالیان متمادی 1978 - تا 1996 میلادی - و پرداخت یارانه دولتی به این قبیل سوخت ها دانست که با پیادهسازی قوانینی از جمله قانون هدفمندی یارانه ها در 5 سال اخیر، اصلاح این روند سرعت گرفته است .[5] جدول 1 سرانه تولید و مصرف انرژی در ایران را نشان می دهد. به دلیل نرخ رشد به ترتیب 4 و 2 درصدی سرانه مصرف و تولید، انتظار می رود در سالهای آتی کشور ایران برای تأمین نیازهای مصرفی مردم خود به استفاده از دیگر انواع انرژی نیاز خواهد داشت.
در هر پروژه مهندسی، "هزینه" یکی از تعیینکنندهترین عوامل برای امکانپذیر نامیده شدن آن پروژه است. ازآنجاکه مزارع جزرومدی در مقیاس تجاری هنوز توسعه خاصی نیافته اند، سرمایه اولیه هنگفتی نیاز دارند و به همین دلیل مطالعات اقتصادی اهمیت بسزایی دارد. در این مطالعه سعی شده است با جمع بندی و تکیه بر معتبرترین مطالعات، رویکردی جامعی برای بررسی جوانب اقتصادی توسعه مزارع انرژی جریان جزرومدی توسعه داده شود.
-2 مواد و روشها
در ارزیابی اقتصادی پروژه های جدید انرژی جزرومدی، معیارهای مختلفی دخیل است که عبارتاند از:
-1 سرمایهگذاری اولیه1
-2 هزینه تعمیر و نگهداری2
-3 هزینه تراز شده انرژی3
-4 نرخ خرید تضمینی انرژی تجدید پذیر4
در ادامه هر یک از پارامترها و عوامل تأثیرگذار بر آنها تشریح خواهند شد.
1-2 هزینه تراز شده انرژی
هزینه تراز شده انرژی یا LCOE عبارت است از "نسبت کل هزینه های عمر مفید پروژه به میزان انرژی دریافتی مورد انتظار از آن که هزینه ها میبایست در قالب هزینههای زمان حال یا 5 PV باشد" .[10] با فرض اینکه تمامی سرمایه گذاری در سال اول اتفاق افتاده باشد و با فرض ثابت بودن هزینه های تعمیر و نگهداری و نیز میزان انرژی سالانه خروجی از مزرعه انرژی مفروض، رابطه محاسبه LCOE را میتوان بهصورت زیر ارائه کرد :[13-11 ,3] در رابطه AEP، :Cp بازده توربین، : چگالی آب دریا - در این مطالعه مقدار 1025 کیلوگرم بر مترمکعب اختیار شده است - ، :n تعداد توربین ها، :D قطر توربین و V سرعت جریان میباشد.
:Pr توان اسمی توربین است که توسط تولیدکننده دستگاه ارائه می شود. در این مطالعه، توربینی با توان اسمی یک مگاوات - توربین - Atlantis AR1000، مبنای محاسبات می باشد. مشخصات این توربین در جدول 3 ذکر شده است.
: CAPEX همان هزینه های سرمایه گذاری اولیه روی مزرعه انرژی جزرومدی است. توضیحات بیشتر پیرامون این ترم، در بخش 2-2 بیان شده است.
:r نرخ تنزیل است که هم ارزش زمانی پول و هم ریسک سرمایه گذاری را در نظر می گیرد. در مطالعات اقتصادی مرتبط با انرژیهای جریان جزرومدی این مقدار معمولاً برابر 10 درصد می باشد. البته تخمین زده می شود که با توسعه های آتی صورت گرفته، این مقدار در سال 2020 به 11 درصد و در سال 2040 به 13 درصد برسد .[15]
:T طول عمر توربین نصب شده که این مقدار برای توربینهای جریان جزرومدی برابر 20 سال میباشد.
:OPEX هزینه های تعمیر و نگهداری میباشد که توضیحات پیرامون آن در بخش 3-2 بیان شده است.
