پیشرفتهای اخیر ایران از دیدگاه رسانههای خارجی
خودکفایی در عرصه توربینهای بادی و گازی
تاریخچه شروع استفاده از توربینهای بادی در ایران
کشور ما برای تامین انرژی عمدتاً به بخش انرژی مبتنی بر سوختهای فسیلی متکی بوده، اما با این حال در دهه گذشته با سرمایهگذاری در انرژیهای تجدیدپذیر به ویژه «نیروی بادی» گامهایی برای کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی برداشته شده است. انرژی بادی در ایران در سالهای اخیر با رشد تولید توربینهای بادی روبهرو شد و برنامه افزایش گسترده تولید این توربینها به صورت سالانه در دستورکار دولتها قرار دارد. در سال 2006، ایران 45 مگاوات برق از نیروی بادی را تولید کرد و باعث شد در رتبه 30 جهان قرا بگیرد. این میزان، افزایش 40 درصدی نسبت به 32 مگاوات سال قبل یعنی سال 2005 بود.
مجموع تولید برق بادی در سال 2004، 25 مگاوات از 33000 مگاوات کل ظرفیت تولید برق کشور بود. در سال 2008، نیروگاههای بادی ایران در منجیل (گیلان) و بینالود (خراسان رضوی) به رکورد تولید 128 مگاوات برق رسیدند. تا سال 2009، ایران دارای ظرفیت 130 مگاوات انرژی برق ناشی از توربینهای بادی بود. «گروه صنعتی سدید» یکی از تولیدکنندگان مطرح داخلی در این زمینه میباشد. «سولزون انرژی هند» و زیمنس آلمان نیز همکاریهایی را با ما در این عرصه داشتهاند.
ایران یکی از اعضای «شورای جهانی انرژی بادی» (Global Wind Energy Council) نیز هست. در نتیجه تغییرات آب و هوایی و آلودگی شدید در قرن بیست و یکم، جهان شاهد افزایش استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی آبی، انرژی خورشیدی و نیروی باد میباشد. در مورد انرژی خورشیدی، ایران کشوری بزرگ برای استفاده از انرژی خورشید به عنوان منبع موثر و بادوام انرژی محسوب میشود. همچنین آب و هوای گرم و خشک سرزمین ما برای ایجاد یک مزرعه خورشیدی بزرگ بسیار مناسب است.
از تحریمها تا پیشرفت صنعتی
با این حال علاوه بر تحریمهای شدید، واردات تجهیزات و برخی منابع اولیه برای احداث یک طرح نیروگاه خورشیدی بزرگ، بسیار پرهزینه و زمانبر خواهد بود. با چالشها و موانع بسیاری که بخش تولید انرژی داخلی با آن مواجه است، جستجوی راهحلهای عملیتر آغاز شد و نتیجه آن استفاده از انرژی باد بود. ایران از اوایل دهه 2000 رسماً سرمایهگذاری در صنعت انرژی بادی را آغاز کرد و اندازه و مقیاس توربینهای بادی خود را افزایش داد. از زمان اجرای طرحهای مختلف مرتبط با این هدف، انرژی بادی تولید شده در داخل به طور چشمگیری افزایش پیدا کرد و در طول 10 سال گذشته هم به طور پیوسته با افزایش روبهرو شد.
چالشها و موفقیت ایران در انرژی بادی
ایران با کمک تلاش دانشمندان خود و با تکیه بر دانش بومی توانسته است یک نیروگاه بادی عظیم و پایدار را با سرعت بسیار زیاد بسازد. در سال 2004 تنها 25 مگاوات برق از این راه تولید شد؛ یک سال بعد تولید آنها به 32 مگاوات افزایش یافت و در سال 2006 تولید مجدداً به 45 مگاوات رسید. با این افزایش پایدار و مستمر در تولید برق، کشور ما به سرمایهگذاری در مزارع بادی خود ادامه داده است و در سال 2009 تولید برق بادی به رکورد 130 مگاوات افزایش یافت.
این امر نتیجه تولید مزارع بادی بزرگ در مناطق ساحلی و بادخیز ایران مانند منجیل و بینالود بود. با توجه به اینکه انرژی بادی یک منبع تجدیدپذیر بسیار ارزان، کماشغال و موثر ، ایران همچنان بر روی آن سرمایهگذاری میکند. اما متاسفانه یکی از مشکلات برنامه بادی ایران این است که تقریباً هر 10 تا 15 سال یک بار، توربینهای بادی نیاز به تعمیر دارند و اگر به درستی نگهداری نشوند، دیگر کار نمیکنند.
اگر ایران اولویتهای خود را به جای نیروگاههای بادی، روی انرژی هستهای متمرکز کند، پیشرفتی که در زمینه انرژی بادی به دست آورده میتواند به خطر بیفتد. بنابراین بخش انرژی بادی همواره باید در کانون توجه جهت جذب سرمایهگذاری و ارتقاء دانش بومی جهت گسترش هرچه بیشتر باشد.
اهمیت استراتژیک استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر در ایران
مهمترین بخش در تأمین انرژی برق در کشور ما، وابسته به نیروگاههای منابع تجدیدناپذیر است. این روش تولید انرژی، از دیرباز در کشور جاودان بود. نیروگاههای حرارتی که از ذخایر فسیلی به ویژه نفت، گاز و زغال سنگ استفاده میکنند، در سراسر کشور وجود دارند و هر یک بسته به نوع سوخت و ظرفیت خود، برق تولید میکنند. این نیروگاهها اغلب هر روز نزدیک به ۳۰ هزار مگاوات برق، یعنی بیش از ۸۰ درصد از انرژی برق مورد نیاز کشور را تولید میکنند. با این حال، تولید برق از منابع تجدیدناپذیر مشکلات و چالشهایی دارد که مهمترین آنها عبارتاند از:
- رو به اتمام بودن منابع تجدیدناپذیر و سوختهای فسیلی
- انتشار گازهای گلخانهای بر اثر سوختن منابع فسیلی و تجدیدناپذیر
نیروگاههای هستهای هم از این جهت که سوخت اورانیوم مصرف میکنند، در این دسته جا میگیرند. اورانیوم مورد نیاز نیروگاههای هستهای، راحت به دست نمیآید. به همین علت، نمیتوان آن را جزو منابع تجدیدپذیر در نظر گرفت. از این رو جالب است بدانید که مهمترین نیروگاه هستهای ایران برای تولید برق نیروگاه بوشهر است که در جنوب ایران قرار دارد. هر یک از واحدهای فعال این نیروگاه هر روز نزدیک به هزار مگاوات برق تولید میکنند. این نیروگاه هستهای هم در تولید انرژی برق در ایران نقش بسزایی دارد.
معایب تولید برق با سوختهای فسیلی به ویژه مازوت
یکی از سوختهای فسیلی که هنوز برای تولید برق استفاده میشود، مازوت است. صرف نظر از مضرات تولید برق با مازوتسوزی، این کار راحت و مقرونبهصرفه است. در واقع همانطور که ذکر شد، سوختهای فسیلی به طور کلی در سه گروه عمده زغال سنگ، گاز طبیعی، نفت خام و مشتقات آن، قرار میگیرند:
- زغال سنگ (یک سوم انرژی جهان)
- گاز طبیعی
- نفت خام و مشتقات آن
مازوت در گروه سوم قرار میگیرد و باقیماندهی نفتی است که در پالایش نفت خام در کوره به کار رفته و به نفت کوره معروف است.
کاربرد اصلی مازوت عمدتاً به عنوان سوخت بوده و در تأسیسات تولید برق از آن استفاده میشود. کشورهایی که منابع سوخت فسیلی فراوانی دارند اغلب از مازوت به عنوان جایگزینی ارزانتر برای سوختهای تصفیهشده استفاده میکنند. با این حال، استفاده از آن میتواند دارای مضرات و پیامدهای گستردهای باشد که اغلب در رقابت برای بهرهوری اقتصادی نادیده گرفته میشود.
نیروگاههای تولید برق از منابع تجدیدپذیر
دسته دوم از نیروگاههای تولید برق در ایران، نیروگاههایی هستند که از انرژی تجدیدپذیر استفاده میکنند. رایجترین نیروگاههای تولید برق از منابع تجدیدپذیر عبارتاند از:
- نیروگاههای آبی که هر روز حدود ۱۰ هزار مگاوات برق ایران را تولید میکنند.
- نیروگاههای بادی در مناطق مهم استراتژیک کشور، مانند نیروگاه بادی سنگان که ظرفیت بالفعل تولید ۲۰۰ مگاوات برق در طول سال را دارد.
- نیروگاههای خورشیدی مانند نیروگاه خورشیدی فولاد مبارکه اصفهان که ظرفیت کل آن ۶۰۰ مگاوات برق است.
- نیروگاههای انرژی دریایی که هنوز به اندازه سایر کشورها پیشرفته و قابل استفاده نشدهاند؛ اما میتوانند از انرژی امواج خروشان دریا برای تولید برق استفاده کنند.
مضرات تولید برق با مازوتسوزی چیست؟
مازوت منبعی تجدیدناپذیر: مازوت نیز مانند هر سوخت فسیلی دیگری، یک منبع تجدیدناپذیر انرژی به شمار میرود. وقتی شما یک گالن مازوت بسوزانید، این مازوت برای همیشه از بین رفته و تمام میشود. به طور میانگین منابع نفت خام (که مازوت از آن تهیه میشود) فقط ۵۰ سال دیگر دوام خواهند داشت. این تمام شدن منابع نفت، مشکلی بزرگ برای ما و نسلهای بعد از ما محسوب میشود.
بروز حوادث غیرمترقبه: نفت و به طور ویژه مازوت مادهای فرار و قابل اشتعال بوده و در مواردی انفجار مخازن و یا آتش سوزی رخ داده است. این خسارات، فقط خطر جانی وارده به کارکنان و آتش نشانان نیست، بلکه خطر گازهای مضر در معرض انتشار را نیز در پی دارد. یک نمونه قابل توجه در سال ۲۰۱۰، داخل لیبی رخ داد که در آن یک مخزن ذخیره مازوت در یک نیروگاه تولید برق منفجر شد. این انفجار ناشی از نشتی در سیستم سوخت بود که منجر به آتش سوزی قابل توجه و باعث تخلیه و اقدامات اضطراری شد. خوشبختانه تلفات جانی در این سانحه گزارش نشد. اما این حادثه خطرات ناشی از سوختن روغنهای سوختی مانند مازوت را به ویژه در تأسیسات ضعیف به همگان نشان داد.
بیماریهای تنفسی: کودکان و جمعیتهای سالخورده، بیشتر آسیبپذیر هستند. مطالعات نشان میدهد که قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آلایندههای هوا میتواند منجر به بیماریهای تنفسی مانند آسم، برونشیت مزمن و حتی سرطان ریه شود. تصور کنید کودکی در شهری زندگی میکند و نیروگاه مازوتسوز دارد. در واقع او هر نفسی که میکشد، ممکن است حاوی ذرات ریزی باشد که در سالهای آینده بر رشد ریههای او تأثیر بگذارد.
مشکلات قلبی عروقی: همچنین تحقیقات، ارتباط بین آلودگی هوا و بیماریهای قلبی عروقی را مشخص کرده است. آلایندههای حاصل از سوختن مازوت میتواند منجر به افزایش بستری شدن در بیمارستان به دلیل حملات قلبی و سکته شود.
آلودگی هوا: انتشار گازهای گلخانهای از سوختن مازوت، منجر به کاهش کیفیت هوا شده که نه تنها به سلامت انسان، بلکه به اکوسیستم نیز آسیب میرساند. آلایندههایی مانند دی اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن میتوانند منجر به تولید باران اسیدی شوند که بر خاک، آب شیرین و پوشش گیاهی تأثیر میگذارد. زمانی که این باران اسیدی به رودخانهها و دریاچهها سرازیر شود، اکوسیستمهای آبی که در حال حاضر به دلیل عوامل مختلف آسیبپذیر هستند، به شدت آسیب دیده و منجر به از دست رفتن تنوع زیستی خواهند شد.
انتشار گازهای گلخانهای: مازوتسوزی مقادیر قابل توجهی دی اکسید کربن (CO2) منتشر کرده که یک گاز گلخانهای اولیه است و باعث تغییرات آب و هوایی میشود. طبق تحقیقات، مازوت در مقایسه با سایر سوختهای فسیلی مانند گاز طبیعی، تولید کربن بیشتری دارد. از آنجایی که جوامع و کشورها برای دستیابی به اهداف تغییرات اقلیمی تلاش میکنند، اتکا به مازوت در این زمینه، قدمی رو به عقب است.
به گفته دانشمندان فعال در این عرصه، به طور کلی با جایگزینی هر یک درصد انرژی برق بادی با انرژی برق تولیدی از نیروگاههای سوخت فسیلی میتوان حدود 3 درصد از انتشار گازهای گلخانهای کاست.
آلودگی خاک: علاوه بر کیفیت هوا، ترشحات ناشی از سوختن مازوت ممکن است منجر به آلودگی خاک شود. این امر میتواند از دفع نامناسب زباله یا نشت از انبارها رخ دهد. خاک آلوده بر کشاورزی منطقه تأثیر گذاشته و امنیت غذایی و سلامت مصرفکنندگان محصول را تضعیف میکند.
هزینههای پنهان: اثرات بهداشتی و تخریب محیطی مرتبط با مازوت میتواند منجر به ظهور هزینههای پنهانی شود که اغلب در برآوردهای اولیهی بودجه در نظر گرفته نمیشود. زمانی که بیمارستانها مملو از بیمارانی هستند که از بیماریهای مرتبط با آلودگی رنج میبرند، دولت باید منابعی را برای مراقبتهای بهداشتی تخصیص داده و بودجه را از آموزش، زیرساختها و سایر حوزههای محوری جامعه منحرف کند.
ضربه به امنیت بلندمدت انرژی: همچنین سرمایهگذاری در زمینه تولید برق با مازوتسوزی، میتواند توسعه زیرساختهای انرژی پایدار را کاهش دهد. کشورهایی که به شدت به مازوت متکی هستند، خود را در برابر نوسانات قیمت نفت، خطرات ژئوپلیتیکی و تهدید قریبالوقوع فجایع مرتبط با آب و هوا آسیبپذیر خواهند دید. در مقابل، سرمایهگذاری در منابع انرژی تجدیدپذیر مانند نیروگاه خورشیدی، نیروگاه برقآبی و نظیر آن میتواند به استقلال بیشتر انرژی و ثبات بلندمدت بینجامد.
به طورکلی مصرف برق در کشور ما بیشتر از مصرف سایر کشورها میباشد. در سال 1401 مصرف سالانه 316 هزار گیگاوات ساعت (به تفکیک بخش صنعتی حدود 114 هزار گیگاوات، بخش خانگی حدود 100 هزار گیگاوات، کشاورزی حدود 45 هزار گیگاوات، بخش عمومی حدود 27 هزار گیگاوات، تجاری حدود 23 هزارگیگاوات) که رقم بسیار بالایی است در مصرف برق در داخل کشور به ثبت رسید. در تابستان 1402 حتی پیک لحظهای مصرف برق با گذر از عدد 79 هزارمگاوات در ساعت یک رکورد تاریخی بود. از این موارد میتوان به اهمیت توجه به توسعه و گسترش استفاه از انرژیهای تجدیدپذیر به ویژه انرژی بادی رسید.
دستیابی ایران به فناوری توربینهای بادی و مسیر پیشرفت آن
صنعت توربینهای بادی ایران نهتنها در تأمین انرژی پاک پیشرو است، بلکه دستاوردها و ویژگیهای منحصربهفردی دارد که آن را در سطح جهانی متمایز میکند. ایران یکی از 14 کشور جهان است که توانسته به فناوری تولید توربینهای بادی بزرگمقیاس (تا 2.5 مگاوات) دست یابد. تمامی قطعات اصلی مانند پرهها، ژنراتورها، و سیستمهای کنترل به صورت کامل در داخل کشور تولید میشوند. در حال حاضر استفاده از روشهای پیشرفتهای چون vacuum infusion برای ساخت پرهها و تولید سیستمهای الکترونیک پیشرفته انرژی در داخل کشور، به طور کامل بومی شدهاند.
ایران دارای یکی از بزرگترین تونلهای بادی خاورمیانه است. نیروگاههای منجیل و بینالود از قدیمیترین و بزرگترین مزرعههای بادی در ایران محسوب میشوند که نقش مهمی در کاهش مصرف سوختهای فسیلی و انتشار کربن داشتهاند. تا پایان سال 1403، ظرفیت نصبشده نیروگاههای بادی کشور به 370 مگاوات رسیده است.
پیشرفت در تولید توربینهای متوسط و کوچک
یکی از دستاوردهای اخیر ایران، تولید توربینهای بادی متوسط 250 کیلوواتی است که با هدف استفاده در مناطق بادخیز طراحی شدهاند. این توربینها به دلیل هزینه پایینتر و سازگاری بیشتر با اقلیم ایران، به سرعت جایگاه خود را در بازار داخلی تثبیت کردهاند. توربینهای بادی نهتنها به تولید انرژی پاک کمک میکنند، بلکه باعث صرفهجویی در مصرف گاز طبیعی و کاهش انتشار گازهای گلخانهای میشوند. این فناوری همچنین منجر به ایجاد فرصتهای شغلی مستقیم و غیرمستقیم در حوزههای طراحی، ساخت، و نگهداری شده است.
ایران توانسته با تولید بیش از 800 میلیون کیلووات ساعت انرژی تجدیدپذیر در سال، جایگاه خود را در میان کشورهای پیشرو در جهان تثبیت کند. به علاوه، برنامههای توسعهای برای افزایش ظرفیت به بیش از 1000 مگاوات در دستور کار قرار دارد که این رقم تا سال 2050 میتواند ایران را به قطب تولید برق بادی در سراسر منطقه تبدیل کند.
به طور کلی، ایران از اوایل دهه 2000، عمدتاً از طریق تولیدکنندگان و شرکتهای دانش بنیان داخلی مانند «گروه صنعتی سدید» «ساپتا» و … توانسته اقدامات منحصربهفردی در زمینه انرژی بادی و صنعت توربینهای بادی انجام دهد. تا سال 2024، کل ظرفیت انرژی بادی ایران حدود 376 مگاوات برآور شده است.
مسیر توسعه صنعت برق ایران با توربینهای بادی و دانش بومی
ایران به عنوان یکی از کشورهای غنی در منابع طبیعی و انرژیهای تجدیدپذیر، ظرفیت قابلتوجهی برای توسعه صنعت برق، بهویژه در حوزه توربینهای بادی، دارد. کشور ما به دلیل داشتن منابع طبیعی بادی فراوان، تخصص فنی و سرمایهگذاری استراتژیک در انرژیهای تجدیدپذیر، به عنوان بازیگر مهمی در این عرصه، به ویژه در زمینه تولید توربینهای بادی در سطح جهان ظاهر شده است.
ایران ظرفیت نصبشده حدود 370 مگاوات نیروگاه بادی را دارد که معادل کمتر از یک درصد کل ظرفیت تولید برق کشور است. این نیروگاهها عمدتاً در مناطقی مانند منجیل (گیلان)، بینالود (خراسان رضوی)، سنگان (خواف)، و میل نادر (زابل) واقع شدهاند. نیروگاه سنگان با ظرفیت 200 مگاوات بزرگترین نیروگاه بادی ایران محسوب میشود. احداث نیروگاههای بادی در این مناطق استراتژیک، توانسته است بخش قابل توجهی از انرژی الکتریکی کشور را از منابع تجدیدپذیر تامین کند.
به عنوان مثال، نیروگاه سنگان (خواف) با ظرفیت تولید 200 مگاوات و نیروگاه میل نادر (زابل) با ظرفیت 50 مگاوات، نمونههایی از موفقیت در این زمینه هستند. این نیروگاهها با استفاده از توربینهای غولپیکر ساخته شدهاند که بیش از 70 درصد قطعاتشان در داخل کشور تولید میشود. همچنین یکی از پروژههای مهم در این زمینه، نیروگاه بادی کهک در استان قزوین است که با استفاده از ۲۲ واحد توربین ۲.۵ مگاواتی، مجموعاً ۵۵ مگاوات ظرفیت دارد. بیش از ۷۰ درصد قطعات این توربینها بومیسازی شده است.
ظرفیت نصب شده و پتانسیل انرژی بادی
پتانسیلها و آینده انرژی بادی در ایران
بر اساس آمار سازمان انرژیهای تجدیدپذیر (ساتبا)، پتانسیل تولید انرژی بادی در ایران بیش از 40,000 مگاوات برآورد شده است. این مناطق بادخیز در استانهایی نظیر خراسان جنوبی، سیستان و بلوچستان، و هرمزگان متمرکز هستند. این ظرفیت ناشی از کریدورهای باد مطلوب، به ویژه در مناطق شمالی و شرقی میباشد. کشور ما به طور استراتژیک از این مزیت برای ایجاد زیرساخت نیروگاه بادی قوی استفاده کرده و زمینه را برای رقابت جهانی در تولید توربینهای بادی فراهم نموده است. تولیدکنندگان ایرانی مانند گروه مپنا در تولید توربینهای بادی در داخل و برای اهداف صادراتی، با بهرهگیری از فناوریهای پیشرفته و تخصص و دانش داخلی، به رهبران منطقهای در این عرصه تبدیل شدهاند.
در برنامه هفتم توسعه، هدفگذاری برای نصب حداقل 10,000 مگاوات نیروگاه تجدیدپذیر انجام شده است که بخش عمدهای از آن شامل انرژی بادی خواهد بود. انتظار میرود تا سال 2050، سهم انرژیهای تجدیدپذیر (شامل باد) در تولید برق ایران به طور چشمگیری افزایش یابد.
توانمندیهای داخلی در طراحی و تولید توربین
ایران طی دهه گذشته تلاشهای قابلتوجهی در زمینه بومیسازی فناوری توربینهای بادی داشته است. شرکتهایی مانند مپنا و صنایع هواخورشید توانستهاند توربینهایی با ظرفیتهای متنوع (100 کیلووات تا 5 مگاوات) طراحی و تولید کنند. این توربینهای ساخت ایران به ویژه در مناطق بادخیز کشور، مانند شرق و شمال شرق نصب شدهاند.
«پژوهشگاه نیرو» و «مرکز توسعه فناوری توربینهای بادی» نیز نقش کلیدی در دستیابی به دانش طراحی، تولید، و شبیهسازی توربینهای بادی ایفا نمودهاند. در حقیقت این مراکز با ارائه خدمات فنی و تحقیقاتی، نظیر شبیهسازی دینامیکی و بهینهسازی اجزای توربینها، به پیشبرد اهداف بومیسازی کمک میکنند.
توسعه توربینهای بادی بومی نهتنها هزینههای واردات را کاهش میدهد، بلکه با ایجاد اشتغال در این عرصه و کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی، در بهبود وضعیت زیستمحیطی کشور نیز مؤثر است. ایران با پتانسیل بالای انرژی بادی، ظرفیت توسعه یک صنعت پیشرو در حوزه انرژیهای تجدیدپذیر را دارد. اتکا به دانش بومی و استفاده از توان داخلی در طراحی و ساخت توربینهای بادی، گام مهمی در کاهش وابستگی به فناوریهای خارجی و تقویت اقتصاد ملی محسوب میشود. با رفع موانع موجود و تدوین سیاستهای حمایتی، ایران میتواند به یکی از قطبهای تولید انرژی بادی در منطقه تبدیل شود.
توسعه داخلی و دسترسی به بازار جهانی
بازار داخلی انرژی بادی در ایران به سرعت در حال رشد است. بر اساس اهداف بلندمدت در خصوص توسعه صنایع انرژی تجدیدپذیر، ظرفیت انرژیهای تجدیدپذیر میبایست تا سال 2030 به میزان 30 گیگاوات، و سپس در سال 2026 به میزان 10 گیگاوات افزایش یابد.
تولید توربینهای بادی در ایران به ویژه در مقایسه با دیگر کشورهای منطقه، پیشرفته است و شرکتهای داخلی مانند مپنا در حال توسعه توربینهای مقیاس بزرگ برای استفاده داخلی و همچنین صادرات هستند. این امر ایران را به عنوان یک جایگزین رقابتی در بازار بین المللی توربینهای بادی، به ویژه در مناطقی مانند آسیای مرکزی و خاورمیانه که تقاضای انرژیهای تجدیدپذیر افزایش مییابد، قرار داده است.
تاثیر اقتصادی و اشتغال صنعت توربینهای بادی در کشور
گسترش بخش انرژی بادی ایران مزایای اقتصادی و توسعه اشتغال قابل توجهی را به همراه داشته است. سرمایهگذاری در انرژیهای تجدیدپذیر تقریباً سه برابر سرمایهگذاری در سوختهای فسیلی شغل ایجاد میکند. با توجه به اینکه ایران سالانه هزاران فارغ التحصیل رشته مهندسی دارد، در موقعیت خوبی قرار دارد تا از این استعداد برای مشاغل تولید، نصب و نگهداری توربینهای بادی استفاده نماید. تخمین زده میشود که انتقال به ظرفیت 10 گیگاوات انرژیهای تجدیدپذیر در مجموع میتواند حدود 450.000 شغل ایجاد کند.
تلاشهای ایران برای گذار به انرژیهای تجدیدپذیر همسو با روندهای جهانی و اهداف توسعه پایدار است. ایران با برنامههایی برای یکپارچهسازی فناوریهای پیشرفته مانند شبکههای هوشمند و ذخیرهسازی انرژی، هدف خود را تثبیت و گسترش زیرساختهای انرژی تجدیدپذیر تعیین نموده است. با این استراتژی کشور ما نهتنها موقعیت خود را به عنوان یک تولیدکننده جهانی توربین بادی تقویت میکند، بلکه به هدف دیگر تنوع بخشیدن به اقتصاد و عدم وابستگی به سوختهای فسیلی نیز دست مییابد.
دستاوردهای ایران در تولید توربینهای بادی و گازی با اتکا به دانش بومی
ایران در سالهای اخیر به یکی از کشورهای پیشرو در تولید توربینهای بادی و گازی تبدیل شده است. این پیشرفتها با تکیه بر دانش بومی، سرمایهگذاری در زیرساختهای صنعتی و مهندسی پیشرفته و تلاشهای گسترده برای کاهش وابستگی به واردات به دست آمدهاند.
توربینهای بادی
تا دهه 1380، ایران به شدت به واردات توربین وابسته بود. اما با تلاش مهندسان داخلی و شرکتهای فعال در حوزه انرژی، بومیسازی 70 درصدی فناوری توربینهای بادی محقق شد. این پیشرفتها موجب کاهش هزینهها، ایجاد اشتغال، و توسعه دانش فنی در کشور شده است.
توربینهای گازی، توسعه فناوری پیشرفته و افزایش بهرهوری
توربینهای گازی ایران، مانند مدل MGT-70 ساخته گروه مپنا، نمایانگر پیشرفت قابل توجه فناوری بومی هستند. این مدل پیشرفته، با تغییرات اساسی در آیرودینامیک، خنککاری، و مسیر گاز داغ، توانسته است راندمان و ظرفیت تولید برق را بهبود بخشد. این توربین با ظرفیت 185 مگاوات، در مقایسه با مدلهای پیشین، مصرف سوخت کمتر و تولید انرژی بیشتری دارد.
ارتقاء توربینهای قدیمی و صرفهجویی اقتصادی
ایران با برنامهریزی برای ارتقاء بیش از 180 توربین قدیمی V94.2، موفق به افزایش 5000 مگاواتی ظرفیت تولید برق کشور شده است. این فرآیند هزینهای به مراتب کمتر از ساخت نیروگاههای جدید دارد و بازدهی بالاتری را به همراه دارد.
در این خصوص در ادامه مطالب بیشتری نیز بیان خواهد شد.
گروه مپنا، به عنوان یکی از اصلیترین تولیدکنندگان تجهیزات نیروگاهی در ایران، طی ۲۰ سال گذشته موفق به ساخت حدود ۲۰۰ توربین گاز بزرگ نیروگاهی، ۵۰ توربین گاز کوچک و ۶۵ توربین بخار شده است. این آمار نشان میدهد که به طور میانگین سالانه حدود ۱۶ توربین گازی در این گروه تولید میشود. در برخی سالها، این تعداد به دو برابر میانگین نیز رسیده است. اما درمجموع بر اساس گزارشها، کارخانههای تولید توربین در ایران ظرفیت ساخت سالانه ۲۶ واحد توربین با مجموع ظرفیت ۴۲۰۰ مگاوات را دارند.
توجه به علوم مهندسی، پایه پیشرفتهای صنعتی در عرصه توربینها
درطول سالهای پس از انقلاب اسلامی ایران، توجه به پیشرفت دانش و علوم و به ویژه افزایش فارغ التحصیلان رشتههای مهندسی موجب تولید پژوهشها و تحقیقات در راستای توسعه دانش مربوط به ارتقاء صنایع توربینهای بادی شده است. در این خصوص کشورمان که در عرصه تولید پژوهشها و تحقیقات مرتبط با موضوع توربینهای بادی و به طور کلی انرژیهای تجدیدپذیر در سال 1996 با ثبت 9 مقاله رتبه 53 را در دنیا داشت در سال 2021 با ثبت 2623 مقاله بینالمللی به رتبه 11 رسید. همچنین در منطقه خاورمیانه نیز کشور عزیزمان از رتبه 8 در سال 1996 به رتبه نخست خاورمیانه در سال 2021 رسید.
رشد ایران به عنوان صادرکننده فناوری نیروگاهی
ایران با ساخت نیروگاههای بزرگ در کشورهای دیگر، از جمله نیروگاه ۴۸۰ مگاواتی «تشرین» در نزدیکی دمشق، توانمندی خود را در طراحی، ساخت و راهاندازی نیروگاههای گازی به نمایش گذاشته است. همچنین، در سال ۱۴۰۱، ایران قراردادی برای صادرات ۴۰ دستگاه توربین گازی به روسیه امضا کرد. توربینهای گازی تولید ایران اکنون در برخی کشورهای منطقه نیز مورد استفاده قرار گرفتهاند. این موضوع نشاندهنده توانمندی کشور در تبدیل شدن به صادرکننده فناوری پیشرفته در این حوزه است.
درمجموع از سال ۱۳۹۶، ایران تولید انبوه و صادرات ترانسفورماتورهای ویژه نیروگاههای بادی را هم به کشورهایی مانند سوریه، عراق، ارمنستان، بلاروس و قرقیزستان آغاز کرد. در این راستا بخش دولتی به همراه شرکتهای دانش بنیان داخلی، اهداف خود را متمرکز بر توسعه و ارتقاء ظرفیت تولید برق داخلی از طریق ارتقاء نیروگاههای بادی کشور، و همچنین ارتباط با بازارهای منطقهای، جهت به دست آوردن حوزه نفوذ بیشتر در مقایسه با سایر رقبا نموده است.
رقابت با قدرتهای بزرگ جهانی
کشور ما با دستیابی به فناوری طراحی و ساخت توربینهای گازی و بادی پیشرفته، در زمره کشورهای برتر تولیدکننده این فناوری قرار دارد. جمهوری اسلامی ایران به طور پیوسته در زمینه رقابت در بخش انرژی بادی در سطح جهانی مطرح میباشد و جایگاه خود را در میان قدرتهای پیشرو جهانی مانند چین، ایالات متحده، آلمان و دانمارک حفظ نموده است. پیشرفتهای ایران در تولید توربینهای بادی و استفاده راهبردی از انرژیهای تجدیدپذیر، ظرفیت آن را برای رقابت مؤثر در صحنه بینالمللی ارتقاء میدهد.
بازار جهانی توربینهای بادی تحت سلطه بازیگرانی مانند نمونههای زیر قرار دارد:
- چین: رهبر جهان در تولید توربینهای بادی، با شرکتهایی مانند Goldwind و Sinovel
- ایالات متحده: بازیگر اصلی که سرمایهگذاریهای گستردهای انجام داده و بازار داخلی قوی دارد.
- آلمان و دانمارک: این دو کشور نیز به دلیل فناوری پیشرفته توربین بادی و صادرات جهانی خود مشهور هستند.
منتهی تلاشهای ایران برای رقابت، با توجه به چالشهایی که با آن مواجه است، از جمله تحریمهای اقتصادی و دسترسی محدود به برخی از بازارهای بینالمللی میباشد. با این حال، شرکتهای ایرانی مانند گروه مپنا توانایی خود را در تولید توربینهای بادی پیشرفته را نشان دادهاند که به ایران اجازه میدهد جای پای محکمی در بازارهای انرژیهای تجدیدپذیر خاورمیانه و آسیای مرکزی به دست بیاورد.
توسعه توربینهای گازی در ایران
جمهوری اسلامی ایران توانسته به دستاوردهای قابل توجهی در عرصه تولید توربینهای گازی نیز برسد. اما این در حالی است که رقبای سرسخت و غولهای جهانی مانند زیمنس، جنرال الکتریک و صنایع سنگین میتسوبیشی بر بازار تسلط دارند. این شرکتها با محدودیتها و فشارهایی که شرکتهای ایرانی با آنها مواجهاند، روبرو نیستند. آنها همزمان تلاش میکنند تا بازارهای منطقه را تسخیر کنند و هیچ تمایلی به استقلال کشورمان در این حوزه ندارند. هرچند پیشرفتهای ایران در مقایسه با رقبا به دلیل تحریمهای بینالمللی محدود شده، اما توانایی بالقوه این کشور برای دستیابی به فناوریهای پیشرفته و ورود به بازارهای خارجی به حداکثر خود نرسیده است. با این حال، از بین بردن وابستگی در این حوزه به عنوان یک دستاورد بزرگ و بیبدیل محسوب میشود.
در دو دهه گذشته، گروه مپنا توانسته ۲۰۰ توربین گازی بزرگ نیروگاهی، ۵۰ توربین گازی کوچک و ۶۵ توربین بخار تولید کند! این موفقیت بزرگی محسوب میشود. همچنین با ارتقاء ظرفیت واحدهای گازی از ۱۶۲ به ۱۸۳ مگاوات، امکان افزایش ۲۱ مگاوات به ظرفیت هر یک از واحدهای گازی کشور فراهم شده است که به بهبود بهرهوری انرژی کمک میکند.
با تولید ۹۱ درصد قطعات نیروگاهی در داخل کشور، ایران به خودکفایی قابل توجهی در این صنعت نیز دست یافته و از نظر ظرفیت نصبشده نیروگاهی، رتبه نهم جهان را داراست.
دستاورد شگرف شرکت مپنا در عرصه نسل جدید توربینهای گازی
گروه مپنا با پایان پروژه بزرگ MAP2B و بهرهبرداری تجاری از توربین گازی MGT-70 (VER3)، هماکنون همتراز شرکتهای مطرح بینالمللی در زمینه طراحی و توسعه توربین برای بازار خدمات گام برمیدارد. دستیابی به توان ۱۸۵ مگاوات و راندمان ۳۶٫۴ درصد در شرایط استاندارد ایزو، دستاوردی مهم در ارائه محصولی ملی با فناوری توسعه یافته بومی محسوب میشود.
توربینهای گازی کلاس E در تولید برق جهان هنوز جایگاه ویژهای دارند. در ایران نیز با نصب توربینهای کلاسE ، ظرفیت تولید برق کشور به طور چشمگیری افزایش یافت و مشکل کمبود برق که در دهههای 1360 و 1370 بر کشور سایه انداخته بود، تا حد زیادی مرتفع شد. در سالهای اخیر، توربینهای کلاس E با بهروزسازی و ارتقای توان مستمر، نقش بیشتری در تولید نیروی برق کشور ایفا کردهاند.
در اواخر دهه 1370 و اوایل دهۀ 1380، گروه مپنا دانش ساخت توربین کلاس E را در تعامل با صاحبان بینالمللی این دانش در اختیار گرفت و در این میان ظرفیتهای داخلی متعدد اعم از منابع انسانی متخصص و آموزش دیده تا تجهیزات و ماشینآلات پیشرفتهای که در این سالها و در تعامل تنگاتنگ میان مپنا و شرکای خارجی این گروه دانش بنیان ایجاد شد و توسعه یافت، صنعت برق ایران را به نقطه خودکفایی رساند.
دستاورد این تدبیر، یک دهه بعد بیش از پیش نمایان شد. زمانی که به دلیل شرایط ویژه بینالمللی، برخی صنایع کشور در غیاب شرکتهای خارجی با مشکل مواجه شدند، آن گاه صنعت توسعه یافته برق به لطف دانش بومیسازی شده در شرکتهای دانش بنیان از جمله شرکتهای گروه مپنا، تمامی تجهیزات اصلی مورد نیاز را در داخل تأمین نمود. این گونه ما پا به دورانی گذاشتیم که به سرعت از خاموشیهای روزانه و یا در ساعات طولانی فاصله گرفتیم.
گروه مپنا و ساخت تجهیزات اصلی نیروگاهی
گروه مپنا اولین مجموعه ایرانی بود که در منطقه وسیع غرب آسیا و قاره آفریقا به توانایی ساخت تجهیزات اصلی و کلیدی نیروگاهی نظیر انواع توربینهای گاز و بخار، قطعات بخش داغ توربینهای گاز، ژنراتور، بویلر و سیستمهای برق و کنترل دست یافت. این گروه پس از مرحله جذب دانش فنی مورد نیاز از مطرحترین شرکتهای جهان در دهه اول فعالیت، در دهه دوم به سوی توسعه و بومیسازی دانش فنی و تولید فناوریهای بومی مورد نیاز گام برداشت. در اجرای این راهبرد، 9 سال پیش پروژهای در مپنا برای ارتقاء یکی از توربینهای گازی موجود در سبد محصولات گروه تعریف شد. هدف از این پروژه، توسعه توربینی بود که بتواند با به روزسازی ناوگان موجود، ظرفیت و راندمان شبکه برق کشور را افزایش دهد.
محصول این هدفگذاری نیز در سه مرحله و با تحقیق و توسعه در گروه مپنا محقق شد. توربین MGT-70 (VER3) به عنوان نسخه ارتقاء یافته توربین V94.2، دارای ویژگیهایی میباشد که موجب ایجاد تغییراتی نسبت به مدل اولیه این ماشین شده است. از جمله این تغییرات میتوان به بهبود طراحی مکانیکی، بهبود محفظه احتراق، بهبود مسیر گاز داغ، بهبود سامانه خنککاری توربین و بهبود آیرودینامیک پرههای توربین و کمپرسور اشاره کرد. مجموع این تغییرات نیز منجر به بالاتر رفتن توان تولید از 157 مگاوات به 185 مگاوات شده که رقم چشمگیر و قابل توجهی محسوب میشود. علاوه بر این، افزایش دو درصدی راندمان توربین در سیکل ساده را به دنبال داشته است.
این در شرایطی است که بیش از 180 توربین V94.2 فعال در نیروگاههای کشور قابلیت تبدیل به این مدل را دارند و این اقدام منجر به افزایش ظرفیت تولید برق کشور، به میزان 5000 مگاوات با هزینه به مراتب کمتر از احداث نیروگاه جدید میشود. با توجه به تعداد بالای توربینهای V94.2 موجود در نیروگاههای کشور، ارتقای این توربینها از نظر راندمان و عمر نیز، موجب صرفهجویی در سوخت، تولید برق بیشتر و هزینههای نگهداری کمتر میشود.
موفقیت و دستاوردهای ایران در پروژه رمیله عراق
ارتقای توربینها، زیرساختهای تولید برق کشور را به روز میکند و به اتلاف کمتر منابع و اثرات زیست محیطی کمتر و البته صرفهجویی در مخارج ارزی میانجامد. دانش فنی به دست آمده از این پروژه تحقیقاتی تجاری شده نیز که در طراحی و ساخت توربینهای بعدی مپنا مانند MGT-75 به کار گرفته شده، از بزرگترین دستاوردهای پروژه MGT-70(VER3) است.
این محصول که بر اساس انباشت تجربه و دانش و فناوری بومی خلق شد، قابلیت رقابتپذیری مپنا را در بازارهای داخلی و بینالمللی این صنعت افزایش میدهد. به عنوان نمونه، استفاده از این توربین در پروژه نیروگاه سیکل ترکیبی رمیله عراق، بزرگترین قرارداد صادرات تجهیزات و خدمات فنی و مهندسی تاریخ کشور را رقم زد. قراردادی که با به کارگیری ظرفیتهای دانشی ایران در حوزه طراحی و مهندسی، صادرات تجهیزات کلیدی پیشرفته نیروگاهی طراحی و ساخت داخل را محقق کرد که دستاوردی بزرگ در صنعت و اقتصاد کشور است.
دولت عراق برای این قرارداد، ضمانتنامه دولتی را برای پرداخت (Sovereign Guarantee) صادر کرد. مذاکرات قراردادی این پروژه پیش از آزمایش اولین واحد توربین جدید صورت گرفت و کارفرما، یک شرکت حرفهای و مشهور آلمانی در زمینه مهندسی مشاور نیروگاهی را به عنوان بازوی فنی کنار خود داشت. پس از گذراندن بازه زمانی یک و نیم ساله، برگزاری جلسات متعدد فنی با مهندسان طراح گروه مپنا و پس از بحث و بررسیهای فنی، با تأیید مشاور آلمانی، قرارداد نیروگاه سیکل ترکیبی رمیله عراق شامل 12 واحد توربین گاز و شش واحد توربین بخار به امضاء رسید. همچنین تاکنون از 12 واحد توربین گاز در پروژه مذکور، شش واحد (فاز اول نیروگاه) نصب شده و در حال فعالیت است.
استفاده از پیشرفتهترین فناوریهای روز جهان
یکی از علل مهم موفقیت این محصول را میتوان در استفاده از پیشرفتهترین فناوریهای روز جهان برای پایش و ارزیابی عملکرد توربین در شرایط واقعی و عملیاتی در سایت نیروگاه سیکل ترکیبی پرند مپنا دانست. این تمهیدات، به علاوه رفرنسهای متعدد بعدی از کارکرد این محصول در دنیای واقعی ضریب اطمینان بالایی را برای مشتریان فراهم میکند تا بتوانند با تکیه بر اطلاعات به دست آمده، از بهرهبرداری توربین در شرایط واقعی تولید، نسبت به قابلیتها، کیفیت و کارایی آن اطمینان حاصل کنند.
علاوه بر انعطافپذیری بالا در مقایسه با توربینهای مشابه، با توجه به آنکه کلیه مراحل طراحی، ساخت، مونتاژ، نصب، راهاندازی و بهرهبرداری از MGT-70 (VER3) در گروه مپنا انجام شده است، قطعات و خدمات پشتیبانی، نگهداری و تعمیرات دورهای و اساسی این محصول با کیفیت و قیمت مطلوب به مشتریان عرضه میشود.
در نهایت خوشبختانه باید بدانید که تلاشهای مپنا برای دستیابی به فناوریهای پیشرفته حوزه طراحی و ساخت توربین در این نقطه متوقف نشده و توربین MGT-75 که از نسل بعدی فناوری توربین گاز است، در سال 1400 پس از 6 سال پژوهش و تحقیق به ثمر نشست.
سرریز دانش بخشهای نظامی به حوزه صنعت توربینهای بادی و گازی
عرصه نظامی همواره پیشران مهمی برای نوآوریهای تکنولوژیکی در طول تاریخ بوده که منجر به پیشرفتهای متعددی شده است. در اینجا نگاهی دقیق به چگونگی پیشرفت فناوری با نیازهای نظامی، میاندازیم:
اینترنت پیشرو مدرن یا ARPANET، توسط آژانس پروژههای تحقیقاتی پیشرفته وزارت دفاع ایالات متحده (ARPA) برای ایجاد شبکهای ساخته شد که بتواند در برابر حملات نظامی مقاومت کند.
ارتباطات ماهوارهای: نیازهای نظامی باعث پیشرفت در ارتباطات ماهوارهای شده است و امکان اتصال جهانی و ارتباطات بلادرنگ را فراهم میکند.
اینترنت و ارتباطات
مراقبت از تروما: تحقیقات پزشکی نظامی به پیشرفتهایی در مراقبت از تروما و پزشکی اورژانس، بهبود درمان جراحات و نجات جان افراد بیشماری منجر شده است.
پروتز: نوآوریها در پروتزها به دلیل نیاز به کمک به سربازان مجروح منجر به ایجاد اندامهای مصنوعی پیشرفته شده است که تحرک و کیفیت زندگی را برای غیرنظامیان نیز افزایش میدهد.
پیشرفتهای پزشکی
Kevlar: در ابتدا برای مصارف نظامی توسعه داده شد و اکنون به طور گسترده در کاربردهای غیرنظامی از جمله زره بدنی، کلاه ایمنی و کاربردهای مختلف صنعتی استفاده میشود.
مواد کامپوزیتی: تحقیق در مورد مواد سبک وزن و بادوام برای هواپیماها و وسایل نقلیه نظامی منجر به توسعه مواد کامپوزیتی مورد استفاده در بسیاری از صنایع غیرنظامی شده است.
علوم مواد
سیستمهای لجستیکی: تحقیقات نظامی در زمینه لجستیک کارآمد و مدیریت زنجیره تامین بر سیستمهای لجستیک تجاری مدرن تأثیر گذاشته و کارایی حمل و نقل و توزیع کالا را بهبود میبخشد.
وسایل نقلیه: پیشرفت در فناوری وسایل نقلیه نظامی، مانند وسایل نقلیه تمام زمینی و سیستمهای ناوبری پیشرفته، برای استفاده غیرنظامی، از جمله وسایل نقلیه خارج از جاده و خودروهای خودران، سازگار شده است.
حمل و نقل و تدارکات
به طور خلاصه، تلاش ارتش برای برتری تکنولوژیکی و کارایی عملیاتی منجر به نوآوریهای متعددی شده که عمیقاً بر زندگی غیرنظامیان تأثیر گذاشته است. این پیشرفتها نهتنها تواناییهای نظامی را افزایش داده، بلکه باعث پیشرفت در علم، فناوری و صنعت شده و به نفع کل جامعه عمل کردهاند.
در واقع یکی از مهمترین عرصههای علمی که پژوهشهای نظامی باعث ارتقاء و گسترش آن حتی در بخشهای غیرنظامی شده، عرصه انرژیهای تجدیدپذیر است. تحقیقات نظامی در انرژیهای تجدیدپذیر منجر به نوآوری در فناوریهای خورشیدی، بادی و سوخت زیستی میشود. این موضوع هم برای عملیات نظامی و هم برای نیازهای انرژی غیرنظامی مفید به شمار میآید.
بخش نظامی چندین دلیل قانعکننده برای سرمایهگذاری و پذیرش انرژیهای تجدیدپذیر دارد:
امنیت انرژی و استقلال
منابع انرژی تجدیدپذیر وابستگی به سوختهای فسیلی را که اغلب وارداتی هستند و در برابر اختلالات عرضه آسیبپذیر هستند، کاهش میدهد. با تولید انرژی به صورت محلی از طریق انرژی خورشیدی، بادی و سوختهای زیستی، عملیات نظامی میتواند تامین برق مداوم و قابل اعتماد راحتی در محیطهای دورافتاده یا متخاصم تضمین کند.
تابآوری عملیاتی
سیستمهای انرژی تجدیدپذیر مانند پنلهای خورشیدی و توربینهای بادی میتوانند برق را در مکانهای دورافتاده یا خارج از شبکه تامین کنند. این امر به ویژه برای پایگاههای عملیاتی جلو و عملیات میدانی، که در آن خطوط سنتی عرضه سوخت میتواند چالشبرانگیز و آسیبپذیر در برابر حمله باشد، مهم است.
صرفهجویی در هزینه
اگرچه سرمایهگذاری اولیه در زیرساختهای انرژی تجدیدپذیر میتواند زیاد باشد، اما هزینههای عملیاتی بلندمدت کمتر است. سیستمهای انرژیهای تجدیدپذیر هزینههای تعمیر و نگهداری کمتری دارند و نیاز به کاروانهای سوخت گرانقیمت و لجستیکی پیچیده را کاهش میدهند که میتواند هدف حملات دشمن نیز باشد.
به همین منظور در وزارت دفاع، سازمان توسعه منابع انرژی شکل گرفته که به طور ویژه بر روی انرژیهای تجدیدپذیر خصوصاً توربینهای بادی متمرکز است. دستاوردهای فناورانه وزارت دفاع در این عرصه، به کمک وزارت نیرو در تامین انرژی کشور آمده و اکنون یکی از مهمترین تامینکنندگان خدمات فنی مهندسی در احداث نیروگاههای تجدیدپذیر کشور، دانشمندان وزارت دفاع محسوب میشوند.
هزینههای نظامی نقش مهمی در توسعه فناوری توربینهای بادی، به ویژه در زمینه افزایش قابلیتهای انرژیهای تجدیدپذیر برای عملیاتهای دفاعی و امدادرسانی در بلایا ایفا میکند. وزارت دفاع در حال بررسی استراتژیهایی برای یکپارچهسازی سیستمهای توربین بادی پیشرفته، با تمرکز بر تحقیق و توسعه برای برآوردن نیازهای عملیاتی خاص بوده است. این همکاری اغلب شامل مشارکت با صنعت و دانشگاه برای پیشرفت فناوری مورد نیاز برای سیستمهای بادی قابل استقرار میباشد که میتواند از مأموریتهای نظامی و تلاشهای بشردوستانه در سراسر جهان پشتیبانی کند. طرحهای تحقیقاتی که توسط وزارت دفاع تامین میشود، تجزیه و تحلیل میکنند که چگونه طراحیهای توربین بادی فشرده و قابل حمل را میتوان برای استقرار سریع در مناطق آسیبدیده یا تنظیمات نظامی بهینه کرد.
همچنین تحقیقات نظامی منجر به چندین فناوری مرتبط دیگر با این حوزه شده که به طور قابل توجهی فناوری توربینهای بادی را پیشرفتهتر کرده است. در اینجا چند نمونه قابل توجه آورده شده است:
مواد پیشرفته
تحقیقات نظامی مواد جدیدی را ساخته است که قویتر و سبکتر هستند، که اکنون در پرههای توربین بادی استفاده میشود. این مواد میتوانند شرایط محیطی سخت را تحمل کنند و کارایی و طول عمر توربینهای بادی را بهبود بخشند.
تکنولوژیهای سنجش از دور
فناوریهایی که در اصل برای نظارت نظامی توسعه یافته بودند، مانند سیستمهای رادار پیشرفته و LIDAR، برای کاربردهای انرژی باد اقتباس شدهاند. این سیستمها به اندازهگیری دقیق سرعت باد و بهینهسازی عملکرد توربین کمک میکنند.
راهحلهای ذخیره انرژی
تحقیقات نظامی در ذخیره انرژی، به ویژه برای عملیات از راه دور، منجر به نوآوری در فناوری باتری شده است. این پیشرفتها اکنون برای ذخیره انرژی تولید شده توسط توربینهای بادی، مورد استفاده قرار میگیرند و تضمین میکنند که منبع انرژی ثابت میباشد حتی اگر شرایط باد بهینه نباشد.
فناوریهای باد فراساحلی
تجربه ارتش در عملیات دریایی به توسعه توربینهای بادی دریایی کمک کرده است. تکنیکهای لنگر انداختن سازهها در آبهای عمیق و برخورد با محیطهای خورنده دریایی از مهندسی نظامی اقتباس شدهاند.
ادغام شبکه هوشمند
سیستمهای ارتباطی و کنترل نظامی برای بهبود ادغام انرژی باد در شبکههای هوشمند اقتباس شده اند. این سیستمها به مدیریت تغییرپذیری نیروی باد و تضمین تامین انرژی پایدار کمک میکنند.
سیستمهای استقرار سریع
تحقیق در مورد سیستمهای انرژی با قابلیت استقرار سریع برای استفاده نظامی منجر به توسعه توربینهای بادی قابل حملی شده است که میتوانند به سرعت در مناطق آسیبدیده یا مکانهای دورافتاده راهاندازی شوند. این سیستمها منبع تغذیه قابل اعتمادی را در شرایط چالش برانگیز فراهم میکنند.
تکنیکهای ساخت پیشرفته
تحقیقات نظامی در تکنیکهای ساخت پیشرفته، مانند چاپ سه بعدی و مونتاژ خودکار، برای تولید اجزای توربین بادی به کار گرفته شده است. این تکنیکها هزینههای ساخت را کاهش داده و دقت و کیفیت قطعات توربین را بهبود میبخشند. در واقع این فناوریهای فرعی نشان میدهند که چگونه تحقیقات نظامی به پیشرفت فناوری توربینهای بادی کمک کرده است و انرژی تجدیدپذیر را کارآمدتر، قابل اعتمادتر و در دسترستر میکند.
تاریخچه تولید توربینهای بادی و تسلط کشورهای صنعتی پیشرفته
اولین نشانههای استفاده انسان از انرژی باد را میتوان حدود 5000 سال قبل از میلاد دانست. زمانی که از آن برای هل دادن قایقها در امتداد رود نیل استفاده میشد. همچنین شواهدی وجود دارد که نشان میدهد در همان دوره، ساختمانها برای استفاده از تهویه طبیعی با استفاده از باد طراحی شدهاند. بعدها، در قرن هفدهم قبل از میلاد در بابل، امپراتور حمورابی برنامههایی را برای استفاده از نیروی باد برای آبیاری اراضی کشاورزی به اجرا گذاشت.
در خاورمیانه و به ویژه ایران نیز از آسیابهای بادی برای آسیاب غلات استفاده میشد. در حقیقت، براساس منابع معتبر مختلف، اولین استفاده گسترده از انرژی بادی برای پمپاژ آب و آسیاب غلات حدود 2000 سال قبل در ایران بوده است و برخی حتی اولین استفاده از توربین و آسیابهای بادی را در تمدن ایران معرفی کردهاند. این آسیابها تا قرنها بعد همواره در بین ایرانیان استفاده میشده و اکنون نیز بخشی از میراث فرهنگی کشور ما به حساب میآید. همچنین در چین نیز، حدود 200 سال قبل از میلاد از این نوع آسیابها برای پمپاژ آب استفاده میشده است.
استفادههای قدیمی از انرژی باد
در اوایل دوره قرون وسطی، روشهای مختلفی برای مهار نیروی باد در سراسر جهان گسترش یافت. همانطور که گفته شد، در طول قرن نهم در ایران، آسیابهای بادی برای آسیاب غلات و پمپاژ آب به کار گرفته میشدند. در منطقه سیستان ایران، آسیابهای بادی خاصی به نام پانمون مورد استفاده قرا میگرفت که شامل صفحههای بزرگی بود که در اطراف یک ستون مرکزی و عمودی چیده شده بودند. به طور کلی رفتهرفته در سرتاسر منطقه خاورمیانه نیز از آسیابهای بادی در تولید مواد غذایی به صورت گسترده استفاده میشد.
این فناوری به تدریج راه خود را به اروپا باز کرد. اولین تجارب استفاده از آسیابهای بادی در بریتانیا به سال 1185 در ویدلی، یورکشایر بازمیگردد. در چین و ایتالیا نیز در همان دوره از آسیابهای بادی برای پمپاژ آب دریا جهت تولید نمک استفاده میشد. همچنین، در طول قرن چهاردهم، هلندیها از آسیابهای بادی برای انجام پروژه عظیم تخلیه «دلتای راین» استفاده میکردند.
انرژی باد در قرون وسطی
باد به عنوان منبع تولید برق
در سال 1887، پروفسور جیمز بلیت از کالج اندرسون، گلاسکو، اسکاتلند (دانشگاه Strathclyde کنونی) اولین توربین بادی را برای تولید برق ایجاد کرد که از آن برای تامین روشنایی در کلبه تعطیلات خود استفاده مینمود. پیشنهاد او برای تقسیم برق اضافی با روستای مجاور رد شد، زیرا ابداع او «کار شیطان» در نظر گرفته شد. اختراع او هرگز مورد توجه قرار نگرفت زیرا از نظر مالی نیز مقرون به صرفه نبود.
در ایالات متحده نیز، چارلز اف. براش اولین ژنراتور توربین بادی با کارکرد خودکار در جهان را بین سالهای 1887 و 1888 ساخت. این دستگاه بسیار بزرگتر از دستگاه بلیت بود. در واقع، قطر پروانه آن 17 متر بود و بر روی برجی به ارتفاع 18 متر نصب میشد. این توربین جدید خیلی آهسته میچرخید و با 144 پره و تنها توانایی تولید 12 کیلو وات انرژی را داشت. استفاده از این نوع توربین بین سالهای 1888 و 1900 رایج بود اما به تدریج از بین رفت؛ تا اینکه در سال 1908 کاملاً کنار گذاشته شد.
در سال 1891، پول لا کور، دانشمند دانمارکی، یک توربین بادی برای تولید برق ابداع کرد که در ادامه برای تولید هیدروژن از طریق الکترولیز نیز مورد استفاده قرار گرفت. توربین او برای روشنایی دبیرستان فولک آسکوف استفاده شد. او قصد داشت برق را به مناطق روستایی دانمارک برساند. او در سال 1903 انجمن برق باد را تأسیس کرد و در سال 1904 اولین دوره برق باد را انجمن برگزار کرد.
در طول دهه 1920، جورج داریو، مهندس هوانوردی فرانسوی، توربین داریو را توسعه داد، اولین توربین بادی محور عمودی، که در سال 1931 در ایالات متحده به ثبت رسید. در حالی که بسیاری از توربینها و پمپهای بادی کوچک در اواخر دهه 1800 و اوایل دهه 1900 در سراسر ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفتند، با گسترش خطوط برق به بسیاری از مزارع و اراضی در سراسر کشور، تعداد آنها از دهه 1930 به بعد کاهش یافت.
رکود نفت و انتقال انرژی
با کمبود نفت که در دهه 1970 جهان را تحت تاثیر قرار داد، انرژی بادی و استفاده از توربینهای بادی مجدداً مورد توجه قرار گرفتند. زیرا کشورهای سراسر جهان شروع به جستجوی منابع انرژی جایگزین کردند. بسیاری از پیشرفتهای فنآوری در زمینه انرژی بادی در این دوره، توسط ایالات متحده و ناسا انجام شد که طی آن یک برنامه تحقیقاتی طراحی شده برای یافتن یک منبع انرژی در مقیاس کاربردی ایجاد کردند. در دهه بعد، ایالتهای سراسر آمریکا در تلاش برای ترویج استفاده از این وع انرژی حرکت کردند.
به عنوان مثال، کالیفرنیا مجموعهای از اقدامات را برای ترویج توسعه انرژی بادی انجام داد و به این منظور، هزاران توربین نصب شد. همچنین با افزایش نگرانیها در مورد پدیده گرمایش جهانی، دولتها در سراسر جهان سیاستها و مشوقهایی را برای ترویج تحقیق و توسعه انرژیهای تجدیدپذیر اعمال کردهاند.
روند فعلی
بخش انرژیهای تجدیدپذیر در چند سال و چند دهه گذشته به طور مداوم رشد کرده است. طبق گزارش آژانس بینالمللی انرژیهای تجدیدپذیر (IRENA)، در سال 2010، ظرفیت انرژیهای تجدیدپذیر جهانی 1.22 TW بود. ده سال بعد و در سال 2020 این ظرفیت به 2.8 TW رسید.
منابع:
- 1. بهرهبرداری تجاری از توربین گازی
- 2. ظرفیت تولید انرژی در توربینهای بادی
- 3. توربین MGT-۷۵ جدیدترین توربین گازی طراحی شده در ایران و ساخت گروه مپنا
- 4. US senator admits failure of sanctions, increase in Iran’s oil revenue. 2023.
- 5. Iran's oil exports hit 5-year high despite U.S. sanctions: report. 2023.
- 6. Kenneth Katzman, 2023. Sanctioning Iran Has Reached its Limits as a Policy Tool.
- 7. Javier Blas, 2024. The US Should Enforce, Not Increase, Iranian Oil Sanctions.
- برای تغییر این متن بر روی دکمه ویرایش کلیک کنید. لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ و با استفاده از طراحان گرافیک است.
بدون دیدگاه