تابستانِ سخت ایران در سال ۱۴۰۲ و تعطیلاتی که در پی آن اتفاق افتاد، افکار عمومی را غافلگیر کرد. علت این تعطیلی از سوی مسئولین مربوطه، تقاضای وزارت بهداشت از هیات دولت بود. وزیر بهداشت دمای بالای ۴۰ درجه سانتی گراد[۱] و به موجب آن مراجعه زیادِ مردم به مراکز درمانی را به عنوان علت درخواست تعطیلی عمومی مطرح کرد. به خطر افتادن سلامتی مردم و افزایش مراجعه به مراکز درمانی به دلیل عدم انتشار آمار توسط وزارت بهداشت قابل بررسی نیست اما بررسی تردید افکار عمومی نسبت به انگیزه اصلی تصمیم‌گیرندگان مبنی بر تعطیلیِ سراسری و حتی اصرار بر تعطیلی بانک‌ها و مراکز خصوصی کشور با دنبال کردن آمارهای منتشر شده صنعت برق قابل بررسی است.
اگرچه گرمای هوا و نگرانی درباره سلامت مردم به عنوان علت اصلی تعطیلی اعلام شد، اما برخی از کارشناسان [۲] علت اصلی تعطیلی کشور را عدم توانایی تولید کافی برای پاسخ به نیاز مصرف دانسته‌اند. در روزهای گذشته این تصور در سطح گسترده‌ای در میان مردم مطرح شد، تا آنجا که مسئولان مربوطه با حضور در رسانه‌ها مجبور شدند به آن پاسخ دهند [۳].
- آیا متوسط دمای ایران در مرداد ۱۴۰۲ از سال‌های گذشته بیشتر بوده است؟
- چه رابطه‌ای بین مصرف برق و تغییرات دما وجود دارد؟
- آیا تعطیلی عمومی می‌تواند به عنوان یک راه حل پایدار برای کنترل مصرف برق استفده شود؟
در این مقاله سعی شده تا با بررسی داده‌های ایستگاه‌های هواشناسی و گزارش‌های وضعیت شبکه برق ایران به پرسش‌های فوق پاسخ داده شود.
آیا تابستان ۱۴۰۲ گرم‌تر از سال‌های پیش است؟
در ایستگاه‌های هواشناسی بیشترین مقدار دما به صورت روزانه ثبت می‌شود. منحنی تغییرات میانگین دمای بیشینه در ایستگاه‌های هواشناسی ایران در سه سال اخیر افزایش چندانی را در ماه‌های گرم نشان نمی‌دهد و به نظر نمی‌رسد میانگین دمای هوا به حد اعلام شده وزارت بهداشت (۴۰ درجه سانتی‌گراد) رسیده باشد. در هر سال میانگین دمای کشور در روزهایی بیشتر از این مقدار می‌شده اما لزوما با تعطیلی همراه نبوده است.
غیرمنتظره نبودن گرما در جغرافیای منطقه
گرمای هوا در جغرافیای ایران چندان غیرمنتظره نیست. در فصل تابستان معمولا نام برخی از شهرهای جنوب ایران، عراق و کشورهای حاشیه خلیج فارس در میان گرم‌ترین شهرهای جهان به چشم می‌خورد. به عنوان نمونه دُبِی در امارات متحده عربی تقریبا ۴ ماه از سال را در دمای بالای ۴۰ درجه می‌گذراند. وضعیت بقیه شهرهای حاشیه جنوبی خلیج فارس نیز کم و بیش مشابه است.
در برخی شهرهای جنوبی ایران نیز دمای بالای ۴۰ درجه اصلا بی‌سابقه نیست. برای نمونه شهروندان اهواز از ابتدای سال ۱۴۰۰ تا مرداد ۱۴۰۲، نزدیک به ۳۸۰ روز را در دمای بالای ۴۰ درجه گذرانده‌اند که تقریبا در ۲۴۰ روز از آن، دما بالاتر از ۴۵ درجه سانتی‌گراد بوده است. آیا پیش از این نیز در چنین روزهایی برای حفظ سلامت شهروندان تعطیلی در دستور کار قرار داشته است؟
رابطه گرما و مصرف برق
بررسی رابطه دما و نیاز مصرف برق در لحظه پیک در روزهای مختلف سال نشان می‌دهد که افزایش دما در فصل گرم رابطه مستقیمی با نیاز مصرف برق در پیک [۴] دارد. اما با کاهش دما در فصل سرد افزایش چندانی در نیاز مصرف برق مشاهده نمی‌شود. علت این پدیده آن است که انرژی مورد نیاز برای سرمایش در ایران به وسیله برق تامین می‌شود در حالیکه انرژی لازم برای گرمایش عمدتا با استفاده از گاز تامین می‌شود. در دماهای کمتر از ۲۵ درجه اثری از افزایش مصرف برق دیده نمی‌شود و متوسط مصرف برق از ۴۰ هزار مگاوات بیشتر نمی‌شود. اما افزایش دمای هوا بیش از ۲۵ درجه رابطه مستقیمی با مصرف برق دارد و آن را تا ۷۰ هزار مگاوات نیز افزایش می‌دهد.
اگرچه افزایش دما با افزایش نیاز مصرف برق رابطه مستقیم دارد اما به نظر می‌رسد که افزایش مصرف برق عللی فراتر از گرما دارد.
رکوردشکنی سالانه مصرف برق
چنانچه تاکنون مشاهده شد افزایش متوسط دمای ۱۴۰۲ در مقایسه با سال‌های پیش از آن به راحتی قابل مشاهده نیست. اما افزایش نیاز مصرف برق در سال‌های اخیر ایران به ویژه از سال ۱۴۰۰ کاملا مشهود است[۵]. تا پیش از سال ۱۴۰۰ بیشترین پیک مصرف ۵۸ هزار مگاوات بوده‌است در حالی که این عدد در سال ۱۴۰۲ به ۷۲ هزار مگاوات رسیده‌است (۲۴% افزایش مصرف در عرض سه سال).
آیا میزان تولید برق با مصرف در ایران همخوانی دارد؟
میزان تولید برق در ایران طبق آمار اعلام شده وزارت نیرو از ابتدای سال ۱۴۰۲ نزدیک به ۹۱ هزار مگاوات[۶] است. از طرفی حداکثر نیاز تقاضای مصرف در ساعات پیک در روزهای گرم امسال ۷۲ هزار مگاوات بوده است. بر این اساس نباید برای تامین برق مشترکین مشکلی ایجاد شود اما قطعی‌های برق شهری و صنعتی در نقاط مختلف ایران با این امر همخوانی چندانی ندارد.
اگر بر اساس گفته‌های مسئولین وزارت نیرو توان تولید ۲۰ هزار مگاوات بیشتر از مصرف باشد، ذخیره نیروگاهی باید به مقدار کافی باشد. کاهش ذخیره نیروگاه‌ها و در برخی موارد به صفر رسیدن آن در سال ۱۴۰۰ موجب قطعی گسترده برق شد[۷]. آنچه در داده‌های نیروگاهی ایران مشاهده می‌شود کاهش چشمگیر ذخیره نیروگاه‌ها در سال ۱۴۰۲ نسبت به سال‌های گذشته است. به بیان دیگر، علی رغم اینکه با توجه به ادعای مسئولین وزارت نیرو مصرف برق ۲۰ هزار مگاوات بیشتر از میزان تقاضای مصرف است، اما همچنان ذخیره نیروگاهی در برخی روزها به صفر نزدیک می‌شود و خاموشی نیز اتفاق می‌افتد.
فرکانس؛ شاخص کیفیت برق در شبکه
فرکانس استاندارد برای شبکه برق سراسری در ایران ۵۰ هرتز است. این عدد یکی از مهمترین شاخص‌های کیفیت برق و پایش وضعیت شبکه است. کاهش کیفیت برق باعث خرابی دستگاه‌های متصل به شبکه می‌شود. اما آسیب تغییرات فرکانس تنها به دستگاه‌های خانگی محدود نمی‌شود. تجهیزات تولید و انتقال برق نیز با کاهش فرکانس به شدت آسیب می‌بینند[۸]. این آسیب‌ها به قدری جدی هستند که در برخی موارد موجب فروپاشی شبکه[۹] می‌شوند. علت اصلی افت کیفیت برق و تغییرات فرکانس عدم توازن تولید و مصرف برق است.
به طور کلی می‌توان دلایل ناترازی تولید و مصرف برق را به صورت زیر دسته‌بندی کرد[۱۰]:
- عدم پیش‌بینی درست بار کوتاه مدت و بلند مدت شبکه
- عدم برنامه‌ریزی درست برای توسعه زیرساخت شبکه برق
- خروج ناخواسته تجهیزات کلیدی در سیستم انتقال و تولید
- عدم به کارگیری فناوریهای جدید برای کاهش هدررفت خطوط انتقال
- عدم به کارگیری فناوریهای جدیدتر برای کاهش مصرف
- مصرف نامتعارف جمعی از مشترکین با مصرف بالا مثل کارخانه‌های فولاد
مسئله کاهش فرکانس
متوسط فرکانس شبکه سراسری برق در ایران از اواسط اردیبهشت ۱۴۰۲ بطور پیوسته در حال کاهش بوده است. این شاخص از انتهای تیر ماه ۱۴۰۲ بطور پیوسته کمتر از ۴۹.۸۵ هرتز گزارش شده است. این همان آستانه‌ای است که خاموشی‌های شهری سال ۱۴۰۰ معمولا در آن محدوده اتفاق می‌افتاد. امتداد این کاهش فرکانس به نیروگاه‌ها و تجهیزات آسیب گسترده‌ای وارد می‌کند پس سیاست‌گذار مجبور است بار شبکه را با خاموشی یا کاهش مصرف کم کند.
بررسی روند تغییرات میانگین فرکانس شبکه برق ایران در هفت سال اخیر نشان می‌دهد که فرکانس شبکه برق کشور تا پیش از سال ۱۴۰۰ کم‌وبیش نزدیک به ۵۰ هرتز بوده و وضعیت پایداری را تجربه می‌کرده، اما از سال ۱۴۰۰ به بعد به ندرت توانسته کیفیت سابق را تامین کند و به مقدار ۵۰ هرتز برسد.
آسیب‌های خاموشی
خاموشی‌های سال ۱۴۰۲ با سال‌های گذشته متفاوت است. مشاهدات پیرامونی نشان می‌دهد که اغلب خاموشی‌های برنامه‌ریزی شده برای کاهش مصرف برق در مراکز صنعتی و کشاورزی اتفاق می‌افتد. شهرک‌های صنعتی اطراف شهرهای بزرگ یک یا دو روز در هفته را برای چند ساعت در خاموشی می‌گذرانند. برق چاه‌های آب کشاورزی نیز با وضعیت مشابهی روبرو هستند. مراکز صنعتی و کشاورزی در مقایسه با مصرف‌کنندگان شهری در هنگام مواجهه با خاموشی با آسیب‌های جدی‌تری مواجه می‌شوند. پیامد خاموشی در منازل، گرم شدن هوا است اما در مراکز صنعتی و کشاورزی خاموشی باعث ضربه خوردن به تولید و تحمیل ضررهای اقتصادی می‌شود. راه‌اندازی مجدد دستگاه‌های صنعتی چندان بدون دردسر نیست و باید زمانی را صرف تنظیم مجدد جهت بهره‌برداری از آن کرد که این زمان اضافه نیز به زمان بی‌برقی و عدم تولید اضافه می‌شود[۱۱].
نتیجه‌گیری
اعلام تعطیلات تابستانی به دلایلی غیر از کنترل مصرف برق در سال‌های اخیر در ایران بی‌سابقه نیست. در مرداد ۱۴۰۰ نیز با اعلام جلوگیری از شیوع کرونا تعطیلی عمومی اعلام شد. در مرداد ۱۴۰۲ نیز دلیل تعطیلات تابستانی جلوگیری از گرمازدگی و حفظ سلامت مردم عنوان شد.
دمای هوا با مصرف برق در ماه‌های گرم سال رابطه مستقیم دارد، اما بررسی داده‌های ایستگاه‌های هواشناسی افزایش ویژه‌ای در دمای هوا نسبت به زمان مشابه در دو سال گذشته نشان نمی‌دهد و میانگین دمای کشور با حد پیش‌بینی شده وزارت بهداشت برای تعطیلی فاصله دارد و از طرف دیگر گرمای هوا در جغرافیای ایران و کشورهای همسایه اصلا پدیده‌ای غیرمنتظره نیست.
آنچه به صورت ویژه از سال ۱۴۰۰ اتفاق افتاده افزایش مصرف برق کشور است. توان مصرفی شبکه برق ایران در مرداد ۱۴۰۲ به مقدار بی‌سابقه ۷۲ هزار مگاوات رسیده و باعث عدم تکافوی تولید در لحظات پیک و افت کیفیت برق شده است که آثار مخرب اقتصادی را نیز در پی دارد.
تعطیلات مقطعی می‌تواند به عنوان یک راهکار موقت برای کنترل مصرف موثر واقع شود، اما قطعا راه حل پایداری برای مسائل صنعت برق نخواهد بود. با تدوام روند فعلی، شکاف بین تولید و مصرف برق به نقطه‌ای خواهد رسید که دیگر تعطیلی‌های مقطعی جوابگو نخواهد بود.
ارجاع و پانویس
[۱] حد دمای ۴۰ درجه توسط وزیر بهداشت اعلام شده است. تعطیلی روزهای چهارشنبه و پنجشنبه، ایسنا (+)
[۲] علت واقعی تعطیلی ۲ روزه کشور مشخص شد. اقتصاد آنلاین به نقل از روزنامه پیام ما (+)
[۳] سخنگوی صنعت برق: تعطیلی ها به علت کمبود برق نیست! – دیده‌بان ایران (+) همچنین (+)
[۴] منظور از لحظه پیک ساعاتی در شبانه روز است که بیشترین مصرف برق در آن ساعات اتفاق می‌افتد که به آن اوج بار هم گفته می‌شود.
[۵] معمای افزایش مصرف برق، تیر ۱۴۰۰ (+)
[۶] ظرفیت نیروگاهی کشور به ۹۱ هزار مگاوات رسید – پایگاه اطلاع رسانی وزارت نیرو (+)
[۷] برای مطالعه بیشتر مراجعه کنید به «کنترل مصرف برق با تعطیلات کرونایی» دقیقه، مرداد ۱۴۰۰ (+)
[۸] تعیین پارامترهای موثر در کنترل فرکانس شبکه سراسری برق ایران از طریق پردازش و بهینه سازی داده‌های ثبت شده. قاسمی و پرنیانی، مجله مهندسی برق و الکترونیک، سال چهاردهم شماره سوم پاییز ۱۳۹۶ (+)
[۹] منظور از فروپاشی شبکه، آسیب جدی به تجهیزات شبکه تولید و انتقال برق است که به موجب آن بخش گسترده‌ای از کشور با خاموشی روبرو خواهد شد.
[۱۰] نوسان فرکانس در شبکه برق – شرکت توان پژوه بهراد (+)
[۱۱] برخی از تولید کنندگان فولاد اعلام کرده‌اند که به دلیل قطعی برق تا ۳۰ درصد کاهش تولید داشته‌اند. برای مطالعه بیشتر مراجعه کنید به «قطع برق صنعت دو روزه شد» دنیای اقتصاد (+)
۴ پاسخ
خیلی ممنون. بالاخره یکی درست توضیح داد ببینیم چخبر شده.
سپاس از انتشار این تحلیل
البته زحمت کشیدید اما در تفسیر کم لطفی شده
وقتی مصرف افزایش یافته یعنی موفق شده‌اند علی رغم تمامی محدودیت‌ها تولید را هم بیشتر کنند
مقاله خوبی است ، در زمینه انرژی کارهای بسیاری است که ما غفلت کرده ایم و از آن راه کار ها به موقع خود استفاده نکرده :
۱- هنوز در کشور عزیر ما لامپ های کم مصرف کاملا جایگزین لامپ های رشته ای نشده. شاید علت آن گرانی لامپ های کم مصرف باشد که و یا …
۲- مطلب دیگر استفاده از انرژی های تجدیدپذیر از جمله انرژی خورشیدی، انرژی بادی و انرژی امواج و … می باشد باید در این راه حتما اقدام کنیم . به ویژه اینکه کشور عزیز ظرفیت این انرژی ها را دارد …