کسب‌و‌کار در صنعت برق با روشهای جدید

محیا کربلایی
تحلیلگر اقتصادی و کسب‌و‌کار
منبع: The Economist
بخش سوم
تاکنون اصلی‌ترین نگرانی در صنعت برق، عرضه مناسب و کافی انرژی بوده است اما امروزه این صنعت به جای بالا بردن عرضه، آرام آرام به سمت کنترل تقاضا قدم برمی‌دارد. مدل پایه در صنعت برق، فرستادن ولتاژهای بالا در فواصل طولانی است.
نیروگاه‌های برق که معمولا بسیار بزرگ و پر هزینه هستند، در اغلب موارد در نزدیکی معادن زغال‌سنگ، بنادر، پالایشگاه‌های نفت و یا در مورد نیروگاه‌های آبی در نزدیکی سدها بنا می‌شوند. در اکثر مواقع این تاسیسات عظیم خیلی دورتر از شهرهای پرسکنه و کارخانه‌ها که مشتریان اصلی برق هستند، قرار دارند. نگرانی عمده تولیدکنندگان برق، رساندن جریان، به خصوص عرضه مناسب در ساعات اوج مصرف است.
هرچند این مدل کسب‌و‌کار برای تولیدکنندگان به صرفه و ساده است، اما در اصل هزینه‌های گزاف آن را مصرف‌کنندگان می‌پردازند. متخصصان معتقدند با توجه به نوآوری‌هایی که در حال شکل‌گیری است، این وضعیت دوام چندانی نخواهد داشت و دیر یا زود تغییر خواهد کرد. نه‌تنها نقش انرژی‌های تجدیدپذیر رفته رفته بیش‌تر می‌شود، بلکه به لطف پیشرفت‌های تکنولوژی در سایر بخش‌ها، امروزه می‌توان تقاضا را طوری هدایت کرد که با میزان عرضه مطابقت داشته باشد، نه بر عکس.
در نتیجه این تحولات، مراکز توزیع برق خیلی پیچیده‌تر از قبل خواهند شد. مدل توزیع، با انعطاف‌پذیرکردن مشتریان، بیشتر به سوی ارسال ولتاژهای پایین به فواصل نزدیک می‌رود؛ درست خلاف مدل‌های توزیع سنتی. این تحول را به نوعی می‌توان مدیون پیشرفت‌های انجام شده در فناوری اطلاعات دانست.
هرچند نیروگاه‌ها و توزیع‌کنندگان برق در دنیا همچنان نقش عمده‌ای ایفا خواهند کرد، اما آنها دیگر گردانندگان اصلی بازی نخواهند بود. این تولیدکنندگان باید با شرکت‌های تازه‌واردی رقابت کنند که به نوآوری در این صنعت دست زده‌اند. یک نمونه از این مدل‌های موفق را آقای لوینز، بنیانگذار موسسه راکی مونتین (Rockey Mountain Institute) ارائه کرده است، که به «نگاوات» معروف است. نگاوات واحدی است کاملا تئوری، برای مقدار برق «صرفه‌جویی شده»، و در مقابل «مگاوات» قرار می‌گیرد که واحدی است برای برق «مصرف شده». آقای لوینز اعتقاد دارد مصرف‌کنندگان حقیقی به خرید «مگاوات» احتیاج ندارند، آنها «حمام آب گرم»، «خانه‌ای گرم» و «روشنایی» می‌خواهند. در نتیجه هزینه‌ای که لازم است بپردازند، باید مطابق با آنچه خواستارش هستند باشد، نه هزینه‌ای که به آنها تحمیل می‌شود. وی معتقد است هزینه داشتن این امکانات بسیار کمتر از آن است که توزیع‌کنندگان برق از مردم طلب می‌کنند. مدل‌های جدیدی که برای مصرف برق به کارگرفته می‌شوند، اصطلاحا «پاسخ به تقاضا» نامیده می‌شوند و هدف از آنها تغییر الگوهای مصرف به جای افزایش عرضه است.

صاف‌ کردن قله‌های مصرف
از هر سیستم تولید و توزیع برق که استفاده کنید، به‌هرحال بالاترین تعرفه برق متعلق به ساعات اوج مصرف است و ایده اصلی تولید بیشتر، داشتن نیروگاه‌های آلوده‌کننده‌تر و پرهزینه‌تر است. در حالی که اگر بتوان به جای زیاد کردن سوخت این نیروگاه‌ها، مصرف‌کنندگان را با روش‌های هوشمندانه به مصرف کمتر برق در این ساعات تشویق کرد، همه از آن سود بیشتری خواهند برد. به عنوان مثال، کسانی که از سیستم‌های گرمایشی یا خنک‌کننده و یا پمپ‌های قوی استفاده می‌کنند، با خاموش کردن دستگاه‌های پر مصرف برای یکی دو ساعت هنگام اوج بار در شبکه، دنیایشان به آخر نخواهد رسید؛ اگر در قبال این صرفه‌جویی، تخفیف یا جایزه‌ای هم در کار باشد که عالی است. در عوض این انرژی اضافه یا به عبارتی فشار کمتر بر شبکه، می‌تواند برای توزیع‌کنندگان برق، حیاتی باشد.
نمونه‌هایی از مدل‌های اینچنینی، قبلا آزمایش شده‌اند: سال 2003 در فرانسه با ورود موج گرمای غیرمنتظره، سیستم‌های خنک‌کننده تاسیسات اتمی این کشور از کار افتادند و در نتیجه شبکه برق با کمبود عرضه مواجه شد. در مقابل دولت با مصرف‌کنندگان اصلی برق به توافق رسید که در قبال مبلغی پاداش، دستگاه‌های خود را در ساعات اوج مصرف از سیستم خارج کنند. در ژاپن تا کنون 200 هزار دستگاه مدیریت انرژی در خانه‌ها نصب شده است که وظیفه‌‌ای مشابه را در ابعاد کوچک انجام می‌دهند. تکنولوژی‌های جدید امکان مدیریت انرژی را در سطحی دیگر فراهم می‌کنند؛ در اکثر روش‌ها از تعداد بسیار زیادی از مصرف‌کنندگان، مقدار کمی برق ذخیره می‌شود که در نهایت توان قابل‌توجهی از انرژی خواهد بود.
در آفریقای جنوبی، کارخانه‌ها می‌توانند برق اضافی خود را از طریق یک شرکت واسطه‌ به فروش برسانند. در برخی از دیگر کشورها، مصرف‌کنندگان به ازای صرفه‌جویی در ساعات اوج مصرف، یا مستقیما از شرکتی که از آن برق می‌خرند، تخفیف می‌گیرند و یا از واسطه‌ای که مدیریت مصرف انرژی آنها را بر عهده دارد. در اینجا لازم است برای خواننده ایرانی این نکته را اضافه کنیم که در بسیاری از کشورها به دلیل وجود بازار آزاد، مشتریان این امکان را دارند تا مستقیما از شرکت‌های تولیدکننده که اکثرا خصوصی هستند، برق یا گاز خریداری کنند. مصرف‌کنندگان براساس تعرفه‌های موجود، شرکت مورد نظرشان را انتخاب می‌کنند و برای مدت مشخصی یا نامحدود، با آن قرارداد می‌بندند. در کشور ما چنین امکانی وجود ندارد و شرکت توانیر به عنوان متولی برق، از تولیدکنندگان خصوصی یا نیمه خصوصی برق را خریداری کرده و بر اساس تعرفه دولتی، به مصرف‌کنندگان می‌فروشد.  در ایالت تگزاس آمریکا، شرکت نِست
(Nest Labs) امروزه خدمات خود را به بیش از 7 هزار خانوار آمریکایی ارائه می‌دهد. این شرکت ترموستات‌هایی در خانه‌ها نصب می‌کند که به اینترنت متصل می‌شوند و قابلیت پیروی از برنامه‌ خاصی را دارند. این ترموستات‌ها با خاموش یا روشن کردن دستگاه‌های برقی، مصرف انرژی را در خانه‌ها مدیریت می‌کنند. مشتریان با نصب این ترموستات‌ها که قیمتی در حدود 249 دلار دارند، 85 دلار تخفیف می‌گیرند. علاوه بر آن از طریق این ترموستات‌ها، می‌توانند گرمایش یا خنک کردن منازلشان را از راه دور نیز کنترل کنند. از سوی دیگر، این خدمات موجب می‌شود تا شرکت تولیدکننده برق در این ایالت بتواند در تابستان، بین ساعات 3 تا 7 عصر که ساعات اوج مصرف است، تا 100 مگاوات در تولید انرژی صرفه‌جویی کند.
اکنون این شرکت، نه‌تنها ترموستات‌های هوشمند را در سراسر آمریکای شمالی عرضه می‌کند بلکه فروش آن را در بریتانیا هم آغاز کرده است. برای مشتریان، الگوهایی برای مدیریت مصرف، که اصطلاحا آن را «رویداد» می‌نامند، تنظیم می‌شود؛ به این معنی که برای مدتی مشخص، ترموستات خاموش یا روشن می‌شود و برخی از دستگاه‌های برقی را از شبکه خارج می‌کند. مشتریان می‌توانند بین این الگوها، مورد دلخواه را انتخاب کنند. مثلا اینکه ترجیح می‌دهند یک روز قبل از اجرای «رویداد» از ساعت آن مطلع شوند و برای یک یا دو ساعت، دستگاه‌های پر مصرف خاموش شوند یا اینکه 10 دقیقه قبل از آن مطلع شوند و تنها برای 30 دقیقه این برنامه اجرا شود. انتخاب دیگری هم وجود دارد که بر اساس آن، مشتریان به مدت سه هفته، دمای منزلشان به اندازه درصدی از درجه سانتیگراد، کمتر یا بیشتر تنظیم خواهد شد. با اجرای این طرح‌ها در ساعات اوج مصرف، می‌توان بار شبکه را تا 55 درصد کاهش داد که مقدار بسیار قابل توجهی است.
در آلمان طرحی مشابه با عنوان «توزیع‌کننده هوشمند» اجرا می‌شود که به مصرف‌کنندگان اجازه می‌دهد مدیریت مصرف خود را به شرکت توزیع‌کننده بسپارند که از راه دور دستگاه‌های پرمصرف را کنترل می‌کند. هرقدر انعطاف‌پذیرتر باشید، برای برق مصرفی خود تعرفه کمتری خواهید پرداخت. برای بسیاری از ما در نهایت، شسته‌شدن لباس‌ها مهم است، نه اینکه چه ساعتی شسته شوند! در مقابل با سپردن زمان روشن یا خاموش کردن ماشین لباسشویی به شرکت مدیریت برق، می‌توان هم در مبلغ قبض‌ها صرفه‌جویی کرد، هم در پایین آوردن بار شبکه برق.
اما برخی کارشناسان معتقدند که نظام عرضه برق با یک ایراد بنیادین روبه‌روست؛ معمولا کسانی که برق را تولید می‌کنند به عرضه آن می‌پردازند؛ پس طبیعی است که ترجیح بدهند در مواقع اوج مصرف و با قیمتی بسیار بالاتر آن را بفروشند؛ دقیقا چیزی که مصرف‌کنندگان را ناراضی می‌کند.
از همین حالا می‌توان مشاهده کرد که در بسیاری از کشورها، روزهای طلایی این مدل از عرضه انرژی به شمارش افتاده‌اند. متخصصان اظهار می‌کنند که با گسترش انرژی خورشیدی و پیشرفت‌های فناوری اطلاعات، هزینه‌های حاشیه‌ای روز به روز کاهش می‌یابند؛ حقیقتی که می‌تواند ایده عمده‌فروشی انرژی را زیر سوال ببرد. در آینده مدل‌های جدید عرضه انرژی بخش‌های متفاوتی خواهد داشت. ژنراتورهای مستقل انرژی و بازیگران جدید در این صنعت از هم‌اکنون انقلابی را در روش‌های خرید و مصرف برق در بسیاری از نقاط دنیا پدید آورده‌اند و تکنولوژی‌های مورد استفاده، مدل‌های قرن بیست و یکم را بیش از هر زمان دیگری بهینه می‌سازند. جای تعجب نیست که حضور این نوآوران، برای غول‌های بزرگ انرژی مانند یک زنگ خطر باشد.

این درمان دیگر شفا نمی‌دهد
ترکیب مدل‌های تولید و عرضه دوره‌ای برق، ذخیره‌سازی ارزان‌تر انرژی و الگوهای مصرف هوشمندانه، مانند گردبادی به سمت نیروگاه‌ها و تاسیسات سنتی صنعت برق در حرکتند. در اروپا این موضوع آنقدر جدی است که دست برخی از تولیدکنندگان برای پرداخت هزینه نگهداری تاسیسات و تجهیزات اضافی به منظور تامین برق در ساعات اوج مصرف، در حنا مانده است؛ هزینه‌هایی که رفته رفته کمتر می‌توان به مصرف‌کنندگان تحمیل کرد. این ظرفیت‌های تولید که بسیار گران هستند، در سال‌های اخیر بیش از اندازه بزرگ شده‌اند؛ در زمستان امسال ظرفیت اضافی تولید برق در اروپا حدود 100 گیگاوات است که معادل است با 19 درصد از اوج بار در کل شبکه برق این قاره. بیشتر آن بلااستفاده است و احتمالا به زودی باید از دور خارج شود. در عین حال برای برآوردن انتظارات «مصرف‌کنندگان حرفه‌ای»، لازم است هرچه زودتر سرمایه‌گذاری‌های جدیدی صورت گیرند تا توزیع‌کنند‌گان برای مدل‌های مصرف جدید، قابل اتکا شوند.
هرچه برق به طورموثرتر و بهینه‌تر استفاده شود، تقاضا کاهش می‌یابد. برای پشتیبانی از تولیدکنندگان خانگی انرژی، سیاستمداران و قانونگذاران مجبور به انجام اقداماتی چون وادارکردن تولیدکنندگان اصلی، به خرید برق از مردم هستند که چندان هم برایشان جذاب به‌نظر نمی‌رسد، از سوی دیگر پیشرفت‌ها به گونه‌ای‌ است که دیگر کسی نمی‌تواند تازه‌واردها را از میدان به در کند. شرکت‌های جدید به داشتن تجهیزات عظیم و گران‌قیمت نیازی ندارند. سرمایه اصلی آنها، الگوریتم‌ها، حسگرها، قدرت بالای انجام محاسبات و بازاریابی مناسبشان است که معمولا نقاط ضعف تولیدکنندگان سنتی انرژی محسوب می‌شوند. انواع خدماتی که این تازه‌واردان انجام می‌دهند از مدیریت مصرف و عرضه گرفته تا ذخیره‌ و بهینه‌سازی انرژی، قاتلان کسب‌و‌کار تولیدکنندگان قدیمی به حساب می‌روند و بازارشان را روز به روز کسادتر می‌کنند.برای مثال در هاوایی، استفاده از انرژی خورشیدی آنقدر جا افتاده است که در روزهای آفتابی، صفحات خورشیدی روی سقف خانه‌ها به اندازه‌ای برق تولید می‌کنند که دیگر نیازی به خرید آن از نیروگاه‌های حرارتی نیست، روشی که سالیان سال تنها منبع تامین کننده برق این ایالت بود. اما در ساعات اولیه روز یا بعد از غروب خورشید، همین تولیدکنندگان دوباره مجبور به خرید برق از ایستگاه‌ها هستند. برای نیروگاه‌ها مساله این است که همه از آنها انتظار دارند برای زمانی که خورشید نمی‌درخشد، برق کافی داشته باشند. از سوی دیگر به لطف قانونی که در بخش نخست این سری از مقالات ذکر کردیم، تولیدکنندگان خانگی در طول روز می‌توانند برق خود را به نیروگاه بفروشند و در هنگام شب آن را دوباره به همان قیمتی که فروخته‌اند، بخرند. به این ترتیب این افراد عملا برای برق مصرفی پولی نمی‌پردازند؛ نتیجه آن است که با گسترش این روش، سودآوری تولیدکنندگان به‌شدت تهدید می‌شود.شرکت برق هاوایی، بزرگترین تولیدکننده برق در آمریکا، سعی در محدود کردن استفاده از انرژی خورشیدی دارد و به این مشتریان اعلام می‌کند که نمی‌توانند به طور اتوماتیک و هر زمان که بخواهند به ایستگاه برق متصل شوند. این شرکت مانند بسیاری دیگر از تولیدکنندگان به دنبال آن است که قانونگذاران را متقاعد سازد تا پرداخت هزینه ثابت ماهیانه‌ای را به مصرف‌کنندگان تحمیل کند، نه اینکه مصرف‌کنندگان تنها به اندازه برق مصرف شده قبض بپردازند. از آنجا که برای استقلال کامل از ایستگاه‌های توزیع برق، خرید باتری‌های گران قیمت لازم است، بسیاری از مصرف‌کنندگان برای اطمینان بیشتر از امکان دسترسی به برق ایستگاه‌ها، احتمالا زیر بار پرداخت آبونمان خواهند رفت.
مقاومت مصرف‌کنندگان در برابر این درخواست کاملا قابل فهم است. در ایالت آریزونا، تولیدکنندگان درخواست آبونمان 50 دلاری را داشتند که قانونگذار تنها با پرداخت ماهیانه 5 دلار موافقت کرد اما تهدید اصلی برای تولیدکنندگان، مصرف‌کنندگان عمده هستند که با ترکیب ژنراتورها و ذخیره‌کننده‌ها و همچنین مدیریت تقاضا، سیستم‌های تولید انرژی خود را راه می‌اندازند که به «میکرو پایگاه» معروف شده‌اند. این موسسات ممکن است یک ظرفیت بزرگ گاز یا یک اتصال به دنیای خارج را نگه دارند که در مواقع اضطراری به کار بیاید اما قادر خواهند بود تمام نیازهای انرژی خود را تامین کنند.
برخی ارگان‌ها، مانند پایگاه‌های نظامی ممکن است به دلایل خاصی ترجیح بدهند که از عرضه‌کنندگان انرژی مستقل شوند، اما می‌توان حدس زد که دلیل اصلی برای همه، صرفه‌جویی در هزینه‌هاست. برای مثال دانشگاه کالیفرنیا تا سال 2001 تنها دارای یک تاسیسات گازی بود که برای گرمایش مورد استفاده قرار می‌گرفت اما با تبدیل آن به سیستم ترکیبی گرمایی-برقی (CHP)، اکنون گرمایش و خنک‌سازی 450 ساختمان را با آن انجام می‌دهد و برای 45 هزار نفر آب گرم تامین می‌کند. 92 درصد از برق کل دانشگاه و خوابگاه‌های واقع در آن به این ترتیب تامین می‌شود و سالانه تا 8 میلیون دلار در هزینه‌ها صرفه‌جویی می‌شود. به غیر از 30 مگاوات برقی که از طریق تاسیسات ترکیبی تولید می‌شود، این دانشگاه سیستم خورشیدی به توان 3 مگاوات و پیل سوختی گازی دیگری به توان 3 مگاوات نیز نصب کرده است. وقتی مصرف پایین است، برق اضافی برای خنک کردن 4 میلیون گالن (15 میلیون لیتر) آب مصرف می‌شود که در روزهای گرم برای خنک کردن و تهویه هوا به‌کار می‌رود و به این ترتیب پرمصرف‌ترین دستگاه‌ها از سیستم خارج می‌شوند. در فصول سرد، برق برای گرم کردن آب تا دمای 40درجه استفاده می‌شود. برای به اجرا درآوردن چنین ایده‌هایی، دانشگاه‌ها ایده‌آل‌ترین مکان هستند؛ در ضمن همیشه به دنبال ایده‌های جدید هستند و به دلیل حمایت‌های دولتی از طرف تولیدکنندگان هم تحت‌فشار قرار نمی‌گیرند.
موسساتی مانند دانشگاه کالیفرنیا نه‌تنها در هزینه‌های خود صرفه‌جویی می‌کنند، بلکه باعث پیشرفت تحقیقات و تکنولوژی می‌شوند. در هر ثانیه یک سرور 84 هزار داده را تحلیل می‌کند. یک شرکت به نام ZBB باتری‌های جدیدی با نمک روی می‌سازد. شرکتی دیگر یک ظرفیت فوق‌العاده بزرگ 28 کیلوواتی ساخته است که از هر باتری شیمیایی دیگری سریع‌تر شارژ می‌شود.
برای تولیدکنندگان برق در این ایالت، دانشگاه کالیفرنیا مشتری خوبی به‌نظر نمی‌رسد. میکروپایگاه این دانشگاه تنها 8 درصد از برق مصرفی خود را از خارج تهیه می‌کند اما همین مشتری نه‌چندان خوب، در ساعات اوج مصرف به فریاد توزیع‌کنندگان می‌رسد و با خارج کردن تمامی دستگاه‌های پرمصرف و تهویه‌کننده‌های هوا، اجازه توزیع برق را در جایی دیگر به ایستگاه می‌دهد.
این دانشگاه نمونه‌ای‌است از موسسات پیشرو در روش‌های نوین تولید و مصرف بهینه انرژی که از طریق طراحی‌های بهتر، تحلیل داده‌ها و بهبود الگوهای مصرف، نوآوری‌های جدیدی پدید می‌آورد. آژانس بین‌المللی انرژی بیان می‌کند، به‌کارگیری این شیوه‌ها می‌تواند تا 20 درصد از اوج مصرف انرژی در کشورهای صنعتی بکاهد که هم برای مصرف‌کنندگان و هم برای تاسیسات‌ تولید انرژی می‌تواند امیدوارکننده‌ باشد.

Read more: http://www.donya-e-eqtesad.com/news/865826/#ixzz3Tpl7DuSC