استاد دانشگاه شریف: اگر سرمایه‌گذاری‌های مناسب انجام نشود به وارد کننده گاز (انرژی) تبدیل می‌شویم

عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف با اشاره به اتلاف بسیار زیاد منابع در نیروگاه‌ها و میادین گازی کشور می‌گوید: بازدهی متوسط تولید برق در نیروگاه‌های ما تنها 35 درصد است و 65 درصد انرژی به گرما تبدیل شده و به هدر می‌رود/ هم اکنون مقدار قابل توجهی گاز در منابع نفت و گاز کشور به شکل فلر می‌سوزد که علاوه بر هدر رفت آن موجب آلودگی هوا هم می‌شود.

22 Jan 2023
801

دکتر حسن ماهانی استادیار دانشکده مهندسی شیمی و نفت دانشگاه صنعتی شریف با توجه به سیاست‌های روز دنیا در توسعه استفاده از منابع ارزشمند نفت و گاز کشور، به ارائه راهکارهایی برای برون رفت از بحران گاز، سوخت و انرژی در ایران پرداخت. در ادامه مصاحبه ایشان با خبرنگار روابط عمومی دانشگاه را می‌خوانید.

با توجه به اینکه ایران از لحاظ دارا بودن ذخایر گازی، در رتبه دوم جهان قرار دارد و 17درصد سهم گاز جهان را داراست، چرا باید در فصل زمستان با چالش‌های کمبود و قطعی گاز مواجه شویم؟

ایران پس از روسیه و قبل از قطر دارای ذخیره گازی قابل برداشت به اندازه حدودا 34 تریلیون متر مکعب است. اما نکته‌ای که باید به آن توجه شود این است که ذخایر بالا به خودی خود به معنی تولید نیستند. این ذخایر که در میادین گازی و کلاهک‌های گازی وجود دارند می‌بایست توسعه یابند تا همگام با افزایش مصرف سالانه پیش روند. و این نیازمند سرمایه‌گذاری شرکت نفت و توسعه و پیاده‌سازی تکنولوژی مناسب (چاه محور و میدان محور) برای افزایش ضریب برداشت از میادین است که می‌بایست بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد.

بر اساس آمارهای شرکت نفت، ظرفیت روزانه تولید ایران حدودا 800 میلیون متر مکعب است اما ظرفیت روزانه تولید گاز در آمریکا حدود 2.7 میلیارد متر مکعب در روز بوده و قطر روزانه حدود 480 میلیون متر مکعب گاز تولید می‌کند. با این مقایسه ظرفیت تولید گاز ایران نسبتاً خوب است، هر چند که با توجه به منابع موجود، حتما می‌تواند بیشتر از این باشد.

عمده گاز تولیدی در ایران (حدود 70 درصد و امسال حتی بیشتر) در بخش خانگی و تجاری مصرف می‌شود و از این حیث مصرف ما از 30 کشور اروپایی بیشتر است. امسال این مصرف به طرز قابل توجه و نگران کننده‌ای نسبت به سال گذشته افزایش یافت و با وجود استفاده حداکثری از ظرفیت تولید گاز، معمولا کمبود 25 تا 30 درصدی وجود دارد. با در نظر گرفتن اینکه صادرات گاز ما واقعا ناچیز است (شاید حدود 30 میلیون متر مکعب)، متاسفانه از کل مقدار تولیدی مقدار کمی برای تزریق به میادین و نگهداشت تولید و ذخیره سازی در زیر زمین باقی می‌ماند.

حدود 70 درصد گاز مصرفی ایران از میدان عظیم پارس جنوبی تامین می‌شود که با اینکه اغلب فازهای این میدان راه‌اندازی شده‌اند، کماکان نیاز به توسعه بیشتر، حفر چاه‌های بیشتر و نگهداشت تولید در میدان وجود دارد. همچنین توسعه بیشتر پالایشگاه‌ها برای پالایش گاز پارس جنوبی مورد نیاز است. قابل توجه است که ده‌ها منابع گازی هنوز بکر و دست نخورده در خشکی و دریا وجود دارند که با توسعه آنها به خصوص میادین مشترک، تمرکز تولید از این میدان کاسته خواهد شد تا با افت فشار بیشتر و مشکلات تولید بیشتر مواجه نشود. لازم به توجه است که بر اساس برآورد وزارت نفت حدود 80 میلیارد دلار سرمایه‌گذاری طی 8 سال مورد نیاز است. اگر این سرمایه‌گذاری مناسب انجام نشود ممکن است که تراز گاز (مصرف و تولید) ما به هم بخورد و به وارد کننده گاز (انرژی) تبدیل شویم.

آیا امکان ذخیره‌سازی گاز برای پیک مصرف( فصل زمستان) وجود دارد؟ استراتژی کشور در خصوص پیک‌سایی و استفاده از فناوری ذخیره‌سازی زیرزمینی گاز چیست؟

ایده ذخیره‌سازی گاز در ساختارهای متخلخل زیر زمینی در کشور از سال 1360 مورد نظر شرکت نفت بوده است و در دنیا نیز پس از جنگ جهانی دوم مطرح شده است. بدین صورت که در فصول کم مصرف‌تر مانند 7 یا 8 ماه اول سال، گاز در زیر زمین ذخیره شود و در 4 یا 5 ماه سرد سال این گاز به شبکه تزریق شود. طبق آمار گزارش شده در حال حاضر ده‌ها سایت میدانی و زمین‌شناسی مناسب در سراسر کشور انتخاب شده‌اند که فعلا 2 سایت ذخیره‌سازی در سراجه قم و شوریجه در خراسان رضوی راه اندازی شده‌اند. این دو سایت زیر‌زمینی قابلیت ذخیره‌سازی تا چند میلیارد مترمکعب دارند که به صورت بالقوه برای مدت محدودی جوابگوی نیاز فعلی‌ است. بنابراین لازم است که توجه بیشتری به این موضوع شود زیرا میزان ذخیره‌سازی فعلی در مجموع 1700 میلیون متر مکعب است که تنها پاسخگوی حدود 1.7 درصد مصرف (نیاز) فعلی است.

انحلال شرکت ذخیره‌سازی گاز به دلیل نداشتن توجیه اقتصادی و جلب مشارکت خارجی در سال 1396 صحیح نبود و ادامه استفاده از این راه حل (ذخیره‌سازی زیرزمینی گاز) را با چالش مواجه کرد. امید است با راه اندازی مجدد این طرح، مسئله تا حدی برطرف شود و حجم بالاتری از گاز با این روش در فصل سرما وارد شبکه شود.

همچنین برای ذخیره‌سازی زیرزمینی گاز میادین تخلیه شده گاز و نفت، سفره‌های آب‌های زیرزمینی و غارهای نمکی مورد توجه هستند که در کشور ما هر سه مورد به خصوص میادین تخلیه شده گاز و نفت و سفره‌های آب‌های زیرزمینی می‌توانند بستر مناسبی باشند و از این ظرفیت بسیار بالا در حد تریلیون متر مکعب می‌توان استفاده کرد. تکنولوژی این حوزه هم توسعه یافته است و شرکت‎‌های داخلی  بی‌شک می‌توانند آن را اجرایی نمایند.

آنچه کشورهای اروپایی مانند آلمان، فرانسه، هلند و غیره را در این زمستان یاری کرد، تجربه موفقیت ‎آمیز برنامه ذخیره‌سازی بود که بالای 25% و گاهاً تا 40% نیاز گازشان را از این منبع تأمین شد. همین امر و ذخیره‌سازی مناسب موجب شده قیمت گاز به حدود و حتی زیر قیمت قبل از تنش روسیه-اوکراین برسد.

میزان صرفه‌جویی مردم در عبور از این بحران چقدر اثرگذار است؟ آیا مصارف خانگی و هدر رفت گاز از این طریق، عدد قابل توجه و اثرگذاری خواهد بود؟

قطعاً صرفه‌جویی و بهینه مصرف کردن همیشه رویکرد خوبی است. زیرا منابع به خصوص منابع زیرزمینی محدود و تجدیدناپذیر هستند و این سرمایه‌های طبیعی باید به درستی مصرف شود. بر اساس آمار آژانس بین‌المللی انرژی، شدت مصرف انرژی در ایران 5.7 برابر جهان است.. حتی بر اساس آمارهای داخلی هم‌اکنون شدت کلی مصرف انرژی در ایران بین 2 تا 3 برابر میانگین دنیاست که بخشی از آن به دلیل عدم مدیریت درست انرژی، پایین بودن قیمت حامل‌ها، هدر رفت گرما از ساختمان‌ها به دلیل نوع فرهنگ مصرف و عدم طراحی مناسب منازل از لحاظ ایزولاسیون و فرسوده بودن تجهیزات است. میانگین دمای خانه‌ها در ایران در فصل زمستان 3 تا 4 درجه بالاتر از معمول است. برآورد می‌شود تنها با 1 درجه کاهش دما در قسمت خانگی و تجاری، 6% گاز در مصرف صرفه‌جویی شود.

با توجه به اینکه حدود 70 درصد گاز تولیدی در بخش خانگی، تجاری و ادارات مورد استفاده قرار می‌گیرد،  میزان صرفه جویی به صورت تجمیعی روزانه به عددی حدود 40 میلیون مترمکعب می‌رسد، عدم توجه به این موضوع نقش و سهم مهمی در قطعی گاز و کاهش فشار تامین گاز دارد. در نیروگاه‌های برقِ گازسوز کشور نیز، بازدهی متوسط تولید برق 35% است. بدین معنی که 65 درصد انرژی به گرما تبدیل شده و به هدر می‌رود. بنابراین پرداختن به موضوع افزایش راندمان نیروگاه‌ها طبیعتاً مورد نیاز است.

پیشنهاد شما به عنوان پژوهشگر و کارشناس این حوزه چیست؟ آیا دانشگاه‌ها می‌توانند راهکاری برای عبور از این بحران ارائه کنند؟

راه‌حل‌ها برای این‌گونه مسائل تقریباً مشخص و مطالعه شده‌اند و در این خصوص تجربه‌های خوب داخلی و خارجی هم وجود دارد. آنچه می‌بایست انجام شود در اسناد بالادستی و سیاست‌گذاری‌های کلان عمدتاً مشخص و منعکس شده است. منتها همت در اجرای این راه حل‌ها و رسیدن به اهداف، نیازمند تعیین نقشه راه با در نظر گرفتن تمامی چالش‌های اجرایی است. حتی طرح‌های تحقیقاتی بسیاری در این خصوص انجام شده است که پیاده کردن آنها راه گشاست.

قطعا دانشگاه‌ها می‌بایست در این امر مشارکت داشته باشند تا این بحران‌ها نه به صورت مقطعی بلکه به صورت پایدار حل شود. البته دانشگاه صنعتی شریف با توجه به حضور افراد متخصص و برجسته، در اختیار داشتن دانش روز، تجربه میدانی و آشنایی با مسایل صنعت همواره در این این خصوص پیشگام بوده و هم‌اکنون مشغول طرح‌های کلان بالادستی و پایین‌دستی متعددی مربوط به ازدیاد برداشت از میادین از جمله ابر میدان‌های پارس جنوبی و کوپال، پروژه‌های ذخیره‌سازی گاز و انرژی، توسعه فناوری‌ها و ادوات تکمیل و تولید چاه و درون‌چاهی، ساخت تجهیزات آزمایشگاهی مطالعات میدانی، طراحی پایلوت و طرح‌های توسعه میدان و نگهداشت تولید و ... است.

قطعی و افت فشار گاز که در برخی از نقاط کشور اتفاق می‌افتد به دلیل کمبود گاز است یا نبود زیرساخت‌های مناسب؟

در واقع هر دو مورد نقش دارند و در هم تنیده هستند. همانطور که گفته شد عمده گاز تولیدی در کشور از میادین گازی و نفتی جنوب کشور و خلیج فارس تولید شده و می‌بایست از طریق چند صد تا هزاران کیلومتر خطوط لوله از پالایشگاه‌های گاز تا دیگر نقاط کشور منتقل گردد. هم‌اکنون حداقل 10 خط سراسری انتقال گاز وجود دارد که عمدتاً از مناطق جنوب و جنوب‌غربی کشور مانند عسلویه شروع شده و به استان‌های شمالی، مرکزی، شرقی و شمال‌غرب متصل هستند. در این مسیر به طور طبیعی افت فشار وجود دارد که در ایستگاه‌های تقویت فشار با کمپرسور این امر جبران می‌شود. از طرفی افت فشار خود میادین گاز (در بالادست) هم به دلیل تولید وجود دارد که به نوبه خود نیازمند جبران بیشتر در بخش پایین دستی است. اما این موضوع باید ابتدا در بالادست و خود میدان‌ها حل شود. چون بخش قابل توجهی از گاز در استان‌های مرکزی مانند اصفهان، تهران و دیگر شهرهای با تراکم جمعیت بالا و صنایع متمرکز مصرف می‌شود، طبیعتاً مقدار کمتری برای دیگر مناطق باقی مانده و افت فشار و قطعی به وجود می‌آید. در این خصوص توسعه خطوط سراسری در شمال و شمال شرق کشور می‌بایست بیش از پیش انجام پذیرد.

در زیرساخت فعلی کشور انتقال گاز از طریق لوله‌کشی و شبکه سراسری به صنایع و منازل حتی در مناطق کم جمعیت روستایی کم تراکم صورت می‌گیرد. این کار به دلایلی که گفته شد چندان بهینه نیست و نیازمند صرف هزینه اجرا و نگهداشت بالا است. راه‌های جدیدتری برای برخی مناطق و نقاط صعب‌العبور می‌توانست اجرا شود. مانند استفاده از مخازن متحرک گاز تحت فشار، استفاده از منابع دیگر انرژی مانند انرژی خورشیدی، باد و دیگر منابع تجدید‌پذیر یا تبدیل انرژی گاز به برق و استفاده از وسایل گرمایش الکتریکی و ...

آیا چنین بحران‌هایی در کشورهای پیشرفته یا کشورهایی که ذخایر گازی مناسبی دارند دیده می‌شود؟

اینکه گفته شود چالش در این کشور وجود ندارد درست نیست. همانطور که دیدیم اروپا در چندین ماه پس از شروع تنش و جنگ روسیه- اوکراین و قطعی لوله انتقال گاز نورداستریم دچار مشکل جدی تامین گاز شد. اما با هوشمندی و استفاده از راهکارهایی سریع مانند تامین گاز از دیگر کشورها، قرارداد تامین گاز به صورت LNG، مشارکت ملی شهروندان و صرفه‌جویی در اماکن مختلف دولتی و خصوصی، تنوع بخشی منایع انرژی گرمایی، ذخیره‌سازی گاز در زیر زمین و توجه جدی به منایع غیر فسیل مسئله را تحت کنترل درآورد. این مورد آخر هم اکنون به طور جدی در اغلب کشورهای غربی (و حتی به تازگی در کشورهای نفت‌خیز حاشیه خلیج فارس) دنبال می‌شود و سیاست‌گذاری کلان در حد اتحادیه اروپا و سیاست‌های ملی برای کاهش جدی سوخت‌های فسیلی (حتی حذف کامل وابستگی) و گذار انرژی به سمت سوخت‌های کم کربن، پاک‌تر و کم آلاینده‌تر در حد فاصل 2040 تا 2050 انجام شده است.

 یکی از مواردی که به جد دنبال می‌شود اقتصاد مبتنی بر هیدروژن و استفاده از این حامل انرژی به جای بنزین و سوخت خودروها و در مرحله بعد کاربردهای متنوع صنعتی و استفاده در منازل است. در این فرایند هیدروژن از منابع آبی و یا هیدروکربنی تأمین خواهد شد و سپس با انتقال از طریق خطوط لوله در زیر زمین ذخیره می‌شود تا در زمان مورد نیاز تولید شده و به دست مصرف کننده و صنایع برسد. دی‌اکسیدکربن حاصل از همه این مراحل نیز به جای انتشار در جو و ایجاد آلایندگی، در زیر زمین انباشت شده و یا تا ابد باقی می‌ماند یا برای افزایش تولید نفت استفاده می‌گردد. این موضوع تحقیقاتی نوین در گروه تحقیقاتی ما در دانشکده مهندسی شیمی و نفت نیز به طور جدی دنبال می‌شود. اما اجرای سراسری آن در کشور نیازمند سیاست‌گذاری کلان و سرمایه‌گذاری است که هنوز تدوین نشده است. اجرای آن طبیعتاً نیازمند تغییر رویکردهای پژوهشی و آموزشی نیز می‌باشد.

برای حل معضل تامین انرژی در ایران چکار باید کرد؟

برای برطرف کردن این معضل در کشور باید به موارد زیر توجه شود: 

-مدیریت مصرف، ایجاد زیرساخت مناسب در سراسر کشور و وسایل کارآمد تولید گرما برای جلوگیری از اتلاف سرمایه و مصرف بهینه. در این خصوص آموزش عمومی بسیار موثر است.

-افزایش ظرفیت تولید گاز و ضریب برداشت از مخازن با افزایش سرمایه‌گذاری برای توسعه میادین و نگهداشت تولید در دیگر میادین با استفاده از روش‌های چاه محور و میدان محور. در این خصوص نیاز به استفاده از دانش و فناوری بومی و سرمایه‌گذاری شرکت‌های مطرح بین‌المللی است که این راه می‌بایست هموار گردد تا مدت زمان توسعه میدان و سرمایه لازم به حداقل ممکن برسد. البته تحریم‌ها موجب کندی و گرانتر شدن توسعه میادین شده است.

-جلوگیری از اتلاف منابع. هم اکنون مقدار بسیار زیادی از گاز میادین به شکل فلر می‌سوزد و علاوه بر هدر رفت آن موجب آلودگی هوا هم می‌شود. ایران با تولید حدوداً بین 14000 تا 18000 میلیون متر مکعب گاز فلر رتبه 3 دنیا را دارد. با توجه به تکنولوژی‌های موجود، تولید گاز فلر در میادین دنیا ممنوع است. با جمع‌آوری این حجم بالا از گازها و پالایش آن می‌تواند بخشی از نیاز مصرفی خانگی و صنایع را تامین کرد و در صورت وجود مازاد آنرا برای مصارف هوشمندتر هم مصرف کرد.

-گاز و نفت سرمایه‌های با ارزشی برای کشور هستند و ما خیلی راحت آنها را برای تأمین انرژی می‌سوزانیم. مانند این است که اسکناس را برای گرم کردن یا پخت غذا بسوزانیم. این در صورتی است که این منابع خدادادی کاربردهای بسیار مهم‌تری می‌توانند برای ما داشته باشند مانند تهیه مواد اولیه و تامین خوراک برای صنایع مختلف و زنجیره‌های پایین دستی، تولید انواع و اقسام پلیمرها، مواد پلاستیکی و مواد پیشرفته که ارزش افزوده چندین برابری دارند.

-متنوع‎‌سازی و تمرکززدایی با توجه جدی به گسترش منابع انرژی و حامل‌های انرژی. کشور ما ظرفیت بسیار خوبی برای تولید انرژی زمین گرما، انرژی خورشیدی، باد، تولید انرژی از پسماندهای توده جامد، و توسعه منابع جدید انرژی مانند هیدروژن دارد. بسته به محل منطقه در کشور یکی یا چند تا از آنها می‌تواند مورد توجه و تمرکز قرار گیرد. با این رویه راه‌حل‌های محلی به جای یک راه حل یکسان و استفاده از یک حامل انرژی برای کل کشور خواهیم داشت و مصرف گاز هم به تبع آن بسیار کمتر خواهد شد.