چشم­ انداز آینده انرژی جهان و سمت و سوی آن

آغاز حرکت جدی دانشگاه آزاد اسلامی برای سرآمدی، کارآمدسازی، اشتغال و پیشرفت علمی/ طهرانچی: دانشگاه آزاد اسلامی دستور مقام معظم رهبری را دنبال می‌کند
دی ۱۶, ۱۳۹۶
سفره‌های زیرزمینی آب در ۱۲ استان ایران تا ۵۰ سال آینده خشک می‌شود
بهمن ۳, ۱۳۹۶

 چشم­ انداز آینده انرژی جهان و سمت و سوی آن

 


در این مقاله هدف بررسی چشم ­انداز آینده انرژی جهان و سمت و سوی آن خواهد بود. همچنین جایگاه ایران در این مسیر، فرصت­ها و ابزارهای موجود در ایران مورد مطالعه قرار گرفته می شود. بر مبنای داده های سازمان اطلاعات انرژی آمریکا (EIA) کشور ایران دومین دارنده­ی منابع گازی جهان است که ذخایر تثبیت شده آن تا سال ۲۰۱۵ حدود ۱۲۰۱ تریلیون فوت مکعب می باشد که بعد از کشور روسیه دومین دارنده­ی منابع گازی جهان می باشد. ایران ۱۷% از منابع تثبیت شده­ی گازی جهان و یک سوم کل گاز اوپک را در خود دارد. در سال ۲۰۱۳ ایران ۱/۸ تریلیون فوت مکعب گاز طبیعی از منابع خود برداشت کرده که از این میان ۵/۶ تریلیون فوت مکعب وارد بازار شده و ۱ تریلیون فوت مکعب جهت تزریق به میادین نفتی جهت ازدیاد برداشت استفاده شده و ۶/۰ تریلیون فوت مکعب سوزانده شده است. قسمت بسیار زیادی از منابع گازی کشورمان به دلایل مختلف از جمله سوءمدیریت و نبود برنامه کافی برای این قسمت از منابع انرژی سوزانده[۱] می­شود و این موضوع کشورمان را به عنوان اولین کشور در سوزاندن منابع گازی (در سال ۲۰۱۳) تبدیل کرده است و حتی کشور روسیه و ایالات متحده که به ترتیب اولین و دومین کشورهای تولید کننده­ی گاز جهان هستند را پشت سر گذاشته است. موضوع سوزاندن منابع گازی در سالهای بعدی شدت بیشتری گرفته و بهتر نشده است. همچنین ایران با دارا بودن ۱۵۸ میلیارد بشکه نفت تثبیت شده سومین دارنده ی منابع نفتی جهان بعد از ونزوئلا، عربستان سعودی و کانادا می باشد. نفت و گاز طبیعی ۹۸% انرژی اولیه ایران را تشکیل می دهد، ۱% از هایدروپاور و مجموع انرژی اتمی، ذغالسنگ و بخش انرژی های تجدیدپذیر باهم ۱% را تشکیل می دهند.[۱]

با این مقدمه در مورد منابع انرژی اولیه ایران و نحوه­ی تأمین انرژی ایران به سراغ چشم انداز آینده­ی انرژی جهانی می­رویم و جایگاه کشورمان در این بحث بررسی اجمالی می شود. به طور کلی بخش­های مختلف تأمین انرژی در جهان را می توان به شش بخش کلی؛ هیدروکربن­های مایع، گاز طبیعی، ذغالسنگ، هایدروپاور، انرژی هسته ای و انرژی های نو یا تجدیدپذیر تقسیم بندی کرد.

ظهور منابع جدید انرژی (انرژی­های نو و گاز طبیعی) که قابلیت رقابت با منابع سنتی انرژی (هیدروکربن­های مایع و ذغالسنگ) را دارند و همچنین تغییرات تکنولوژیکی و تغییر در الگوهای آب و هوایی، ترکیب استفاده از منابع انرژی را تغییر داده است. افزایش رقابت­پذیری انرژی­های نو (تجدیدپذیر) در مقابل نفت و ذغالسنگ به معنای افزایش استفاده از این منبع انرژی است. پیش­بینی می شود تا ۲۰۳۵ این منبع انرژی به همراه انرژی هسته­ای و هایدرو-پاور به تنهایی ۵۰% از سهم (افزایش) تقاضای انرژی را به خود اختصاص دهند. همچنین افزایش چشم­گیر تکنولوژی­های مایع­سازی گاز (NGL) قابلیت در دسترس بودن آن به نقاط مختلف جهان را بهبود داده و رشد تقاضای این منبع انرژی در مقابل نفت و ذغالسنگ خیلی بیشتر خواهد بود.

در نهایت اینکه تقاضا برای سوخت­های فسیلیِ مایع روندی صعودی دارد اما به دلایلی چون افزایش بازدهی وسایل نقلیه و تغییرات تکنولوژیکی (مانند افزایش خودروهای برقی) این رشد بسیار کند خواهد بود. کشورهای نوظهور در اقتصاد جهانی به همراه افزایش چند درصدی رشد اقتصادی جهان (تقریباً ۴/۳%) نقش اصلی در افزایش تقاضای انرژی را بازی خواهند کرد. دقت شود که سهم اصلی افزایش تقاضا برای انرژی در خارج از کشورهای توسعه یافته ایفای نقش میکند.

پیش­بینی می­شود که شاهد رشد دو برابری در اقتصاد جهانی تا سال ۲۰۳۵ باشیم (رشد سالانه حدود ۴/۳% خواهد بود) که حدود ۲ میلیارد نفر از جمعیت جهان را از محدوده­ی با درآمد پایین خارج کند. اما افزایش در تقاضای انرژی تنها رشد ۳۰ درصدی را خواهد داشت که علت آن افزایش بهره­وری و بازدهی سیستم های انرژی خواهد بود. بیشتر افزایش رشد اقتصادی جهان مربوط به کشورهای در حال توسعه است. چین و هند حدود نصف این افزایش را به خود اختصاص خواهند داد. سه موضوع می تواند باعث عدم قطعیت در پیش­بینی مسیر آینده انرژی جهان گردد. اول سرعت بالای انقلاب در بخش حمل و نقل (برقی شدن بخش حمل و نقل)، دومین موضوع مسیرهای جایگزین به سمت سیستم های با کربن کمتر (انرژی های نو و گاز طبیعی) و سوم مخاطرات موجود در مسیر تقاضای گاز طبیعی که در مقالات بعدی با همین عنوان بررسی می شوند.

رشد اقتصاد جهانی نیازمند مصرف انرژی بیشتری است

همانگونه که در شکل ۱ نشان داده شده است برای رشد در اقتصاد جهانی نیازمند مصرف انرژی بیشتری هستیم. اما انتظار می رود با کاهش در مقدار شدت انرژی[۲]، مقدار افزایش در مصرف انرژی تنها ۳۰% افزایش یابد.

 
شکل ۱: میزان رشد اقتصادی جهانی به ازای مصرف انرژی نواحی مختلف جهان. شدت انرژی جهانی در حال کاهش یافتن است و نرخ رشد اقتصاد جهانی با مقدار ۴/۳% سالانه افزایش می یابد.

ملاحظه می شود که تولید ناخالص با یک مقدار میانگین حدود ۴/۳ درصد در سال افزایش می یابد و اینکه افزایش سالانه­ی شدت انرژی روندی منفی خواهد داشت که نشانه دهنده­ی بهبود در بازدهی سیستم های مصرف کننده­ی انرژی جهانی و کاهش شیب مصرف انرژی است. بیشتر مصرف انرژی مربوط به اقتصادهای نوظهور با سرعت رشد زیاد مانند چین و هند می باشد.

ادامه­ی تغییر در ترکیب مصرف انرژی (انرژی های غیر فسیلی نیمی از افزایش انرژی جهانی را پوشش می دهند)

گرچه سوخت های فسیلی همچنان بیشترین سهم در تولید انرژی را به خود اختصاص می دهند (حدود ۷۵% از کل مصرف انرژی جهانی، در مقایسه با مقدار ۸۳% در ۲۰ سال گذشته) اما پیش­بینی می شود که بخش غیر فسیلی انرژی (انرژی­های نو، انرژی اتمی و هایدرو-پاور) حدود نیمی از افزایش تقاضای انرژی را پوشش دهد.

نمودارهای شکل ۲ نشان می دهند که گاز طبیعی با سرعت زیادی در حال تبدیل شدن به دومین منبع انرژی جهانی تا سال ۲۰۳۵ است. رشد سالانه­ی مصرف گاز طبیعی ۶/۱% خواهد بود که در مقابل افزایش سالانه­ی مصرف نفت (۷/۰%) رقم قابل توجهی است. دقت شود که بیشترین رشد سالانه مربوط به انرژی­های نو با مقدار خیره کننده­ی ۱/۷-۱۰% تا انتهای ۲۰۳۵ است و کمترین مقدار مربوط به ذغالسنگ با مقدار سالانه ی ۲/۰% خواهد بود.

 
شکل ۲: درصد سهم منابع مختلف انرژی در بازه ی زمانی چشم انداز تا سال ۲۰۳۵٫ انرژی های نو و گاز طبیعی با رشد چشم گیری درحال سبقت گرفتن از سایر منابع فسیلی و غیرفسیلی موجود هستند.

با اینکه بخش صنعت و ساختمانی بیشترین سهمِ افزایش مصرف انرژی را به خود اختصاص می دهند اما میزان استفاده­ی سوخت­های فسیلی در این دو بخش و در انتهای چشم انداز خیلی کاهش می یابد (در بخش ساختمانی به علت افزایش بازدهی سیستم های انرژی افزایش استفاده  سوخت­های فسیلی تقریباً صفر است). در بخش غیراحتراقی (شامل بخش پتروشیمی) روند استفاده از سوخت های فسیلی به صورت صعودی خواهد بود. حدود دو سوم افزایش تقاضا در سوخت­های فسیلی در این بخش را نفت به خود اختصاص می­دهد و باقی مانده را گاز طبیعی به عنوان خوراک پتروشیمی ها از آن خود می کند (شکل ۳).

اقتصاد جهانی همچنان روند برقی شدن را در پیش خواهد گرفت و تقریباً دو سوم افزایش در تقاضای انرژی جهانی به سمت تولید نیرو (الکتریستیه) خواهد رفت و سهم بخش نیرو در کل انرژی جهانی از ۴۲% در سال ۲۰۱۵ به ۴۷% در سال ۲۰۳۵ خواهد رسید. این موضوع نشان دهنده تغییر در ذائقه مصرف کننده ها در مصرف انرژی پاک در محل (به جای سوخت های فسیلی) است. پیش بینی می شود که بیش از یک میلیارد نفر از جمعیت جهان درحال حاضر به برق دسترسی نداشته باشند که بیشتر آنها در آفریقا، هند و قسمت های در حال توسعه­ی آسیا باشند. دسترسی این مناطق به انرژی یک محرک کلیدی در روند انرژی جهانی در طول این چشم انداز است.

 
شکل ۳: انرژی مصرفی در هر بخش. صنعت و بخش ساختمان بیشترین سهم را به خود اختصاص می دهند و تنها بخش غیر احتراقی سیر صعودی در مصرف سوخت های فسیلی را دارد.

برای رسیدن به اهداف کنفرانس پاریس (IEA 450 Scenario) نیاز است که ۳۰% از حجم کربن­ موجود در اتمسفر زمین کاهش بیابد. البته سه پارامتر اساسی؛ رشد اقتصاد جهانی (GDP)، کاهش شدت انرژی جهانی (افزایش بازدهی سیستم­های انرژی) و افزایش تقاضا به سمت سوخت­های غیر فسیلی باعث شده است که مقدار افزایش سالانه­ی کربن­ از ۱/۲% در بیست سال گذشته به مقدار ۶/۰% در بیست سال آینده تا ۲۰۳۵ برسد (شکل ۴). رسیدن به اهداف کنفرانس پاریس نیازمند کاهش بیشتر در مقدار شدت انرژی جهانی و افزایش مصرف سوخت های غیر فسیلی (گاز طبیعی، انرژی­های نو، انرژی هسته­ای و هایدرو-پاور) تا مقدار ۸۰% (از افزایش تقاضا در سالهای آتی) و کاهش در مصرف ذغالسنگ است.

 
شکل ۴: میزان رشد کربن آزاد شده در دروه­ی چشم انداز و تأثیر عوامل مختلف در کاهش سالانه کربن. برای رسیدن به اهداف توافقنامه پاریس لازم است ۳۰% کربن کره­ی زمین کاهش یابد که لزوم استفاده بیشتر از سوختهای غیرفسیلی و کاهش شدت انرژی جهانی را می­طلبد.

تقاضا برای سوخت های مایع (نفت، سوخت های زیستی و سایر سوخت­های مایع) به اندازه ۱۵ میلیون بشکه در روز افزایش می یابد، که در سال ۲۰۳۵ به مقدار ۱۱۰ میلیون بشکه در روز خواهد رسید. بیشتر این افزایش تقاضا مربوط است به اقتصادهای نوظهور (کشور چین به تنهایی ۵۰% این افزایش را به خود اختصاص می دهد). در مقابل کشورهای عضو گروه [۳]OECD همچنان به کاهش تقاضای خود )به اندازه ۸ میلیون بشکه در روز( ادامه می­دهند.

افزایش عرضه ی سوختهای مایع تنها به میزان ۱۳ میلیون بشکه در روز خواهد بود که بیشتر آن توسط کشورهای تولید کننده­ی نفت ارزان مانند کشورهای خاورمیانه، روسیه و ایالات متحده خواهد بود. کشورهای اوپک ۷۰% این افزایش عرضه را تأمین می کنند (۹ میلیون بشکه در روز بر سهم اوپک افزوده می شود تا سهم کلی این کشورها به ۴۸ میلیون بشکه در روز برسد). باقی مانده ی ۴ میلیون بشکه ای با افزایش تولید در سایر کشورها (۴میلیون برای آمریکا، ۲ میلیون برزیل و ۱ میلیون روسیه و نیم میلیون کانادا) از طریق کاهش در منابع گران قیمت جبران می شود.

نرخ افزایش سالیانه­ی تقاضا ۳/۱ میلیون بشکه در سال خواهد بود در مقابل نرخ ۷/۰ میلیون بشکه در سال برای عرضه که پیشی گرفتن تقاضای نفت بر عرضه­ی آنرا می توان انتظار داشت. البته به این موضوع مقدار ۳/۰ میلیون بشکه افزایش تولید سالیانه­ی تولید بیوفیول (سوختهای زیستی) و NGL را باید اضافه کرد که تا حدودی شکاف بین عرضه و تقاضای هیدروکربنهای مایع را کاهش میدهد. اما می توان در کل آینده ی بازار عرضه ی نفت را خوش بینانه نگاه کرد.

در بازار گاز اما اتفاقات جدیدی در حال رخد دادن است. با ورود شیل های گازی (منابع غیر متعارف گازی) در آمریکا و چین احتمال بهم خوردن توازن بازار گازی پیش بینی می شود. شیل های گازی آمریکا به تنهایی ۶۰% از افزایش تولید منابع گازی جهان را به خود اختصاص می دهند و انتظار می رود که این منابع تا سال ۲۰۳۵ حدود یک چهارم کل بازار عرضه ی گاز جهانی را به خود اختصاص دهند. همچین کشور چین با تولید از منابع غیرمتعارف گازی خود، وارد بازار عرضه ی گاز جهانی می­شود. این کشور بخش اعظم افزایش در نیاز گازی خود را از طریق تولید شیل های گازی خود تأمین می­کند و باقی مانده را از طریق منابع LNG و خط لوله­ی روسیه تأمین خواهد کرد. سهم واردات این کشور حدود ۴۰% است که نصف آن از طریق LNG تأمین می شود.  اما در اروپا قضیه بالعکس خواهد بود و پیش بینی اینست که تولیدات داخلی گاز اروپا کاهش یافته و سهم واردات بیشتر شود و اینکه بخش عمده­ی افزایش تقاضای خود را از طریق واردات LNG تأمین نماید. (شکل ۵)

شکل ۵: سهم بخش های مختلف در تأمین انرژی اروپا و چین. در کشور چین سهم تولید و واردات LNG افزایش می یابد و در اروپا تولید کاهش یافته و افزایش تقاضای خود را از طریق واردات LNG تأمین می کند.

رشد پایدار دو بخش هایدرو و انرژی اتمی دور از ذهن نیست. اما در این میان انتظار می رود میزان تولید اروپا از تأسیسات اتمی به اندازه ی ۳۰% کاهش یابد (به دلیل فرسودگی تأسیسات فعلی و نبود انگیزه در جهت سرمایه گذاری جدید). در چین اتفاقات تازه ای در بخش انرژی اتمی رخ خواهد داد و سه چهارم کل افزایش تولید اتمی مربوط به این کشور خواهد بود (یعنی رشد ۱۱% در سال و به معنایی دیگر معرفی یک رآکتور اتمی در هر سه ماه به مدت بیست سال).

در دو دهه ی آتی شیب افزایش تقاضا برای انرژی های نو از کشورهای اروپایی به سمت کشورهای آسیایی خواهد بود. هرچند سهم انرژی ها نو در تأمین نیروی کشورهای اروپایی دو برابر شده است (به رقمی نزدیک ۴۰% کل انرژی). اما مقدار افزایش انرژی های نو درکشور چین به تنهایی برابر مجموع اروپا و آمریکا خواهد بود.

 
شکل ۶: توزیع و نحوه­ی رشد انرژی های نو در بخش های مختلف جهان.

هزینه اولیه ­ی تأمین انرژی از طریق انرژی­های نو با رشد چشم­گیری کاهش خواهد یافت و رقابت­پذیری آن در مقایسه با سایر منابع انرژی بیشتر خواهد شد. هزینه اولیه در بخش خورشیدی با شیب ملایمی کاهش می یابد اما در بخش انرژی بادی این کاهش بسیار چشم گیر خواهد بود که علت اصلی آن افزایش بازدهی توربین های بادی خواهد بود.

در کشور چین و آمریکا اصلی­ترین رقیب برای انرژی های نو، گاز خواهد بود و در این دو کشور انرژی بادی رقابت پذیری بیشتری خواهد داشت نسبت به بخش خورشیدی.

در ایران…

همانگونه که اشاره شد در ایران ۹۸% از کل انرژی را نفت و گاز تأمین می کند. کشور ایران دارای پتانسیل بسیار بالقوه ای در بخش انرژی های نو می باشد که از میانگین جهانی بالاتر است. پراکندگی مناسب منابع مختلف انرژی تجدیدپذیر (بادی در شمال و شرق، خورشیدی در جنوب و کمربند مرکزی) و بالا بودن بازدهی این بخش از انرژی در ایران (به عنوان مثال طبقه گفته­ی سانا، سازمان انرژهای نو در ایران، در بخش خورشیدی بخش وسیعی از ایران دارای بازدهی حدود ۲/۵-۴/۵ کیلووات در مترمربع در روز است که نسبت به میانگین جهانی مقدار بالایی است مثلاً کشور آلمان که در مقایسه با ایران بازدهی خورشیدی مناسبی ندارد ۳/۴۱ گیگاوات انرژی از طریق انرژی خورشیدی تأمین می کند.

به دلایلی که در بالا اشاره شد آینده­ی بازار گاز بسیار امیدوار کننده­تر از نفت خواهد بود. سیاست های مناسبی باید در زمینه بخش گاز و نحوه استفاده از این فرصت در کشور طرح ریزی شود. ایران دومین کشور در منابع گازی جهان است اما در بخش تولید از کشورهای دیگر مانند آمریکا و احتمالا در آینده چین عقب افتاده است. تقویت بخش تولید، کاهش مقدار مشعل­های گازی و سوزاندن منابع گازی در کنار سیاست های مناسب در بخش گاز (بازارهای مناسب و تقویت بخش LNG جهت اقتصاد بخشی به منابع کوچک گازی و یا تأسیس منابع تأمین انرژی و کالا در کنار این منابع کوچک گازی می تواند در بهره وری بیشتر از منابع گازی و کاهش شدت انرژی در ایران کمک کند). انتظار می رود مسئولین کشور در راستای توزیع مناسب منابع تأمین انرژی که در کشورمان در دسترس می باشد اقدام لازم را انجام دهند، تا اینکه علاوه بر افزایش امنیت انرژی به کنترل و تسلط بیشتر بر منابع انرژی خود در مواقع بحران دسترسی پیدا کند. استفاده از منابع محلی و پراکنده تأمین انرژی (مانند پنل های خورشیدی یا بادی) به دولت ها کمک می کند که در مواقع بحران مانند جنگ یا وقوع حوادث غیر مترقبه و طبیعی در بخش هایی از کشور، این فاجعه به خوبی کنترل شود و مشکل به سایر نقاط سرایت نکند و به نوعی پدافند غیرعامل محسوب می شود.

سهم LNG در آینده ی انرژی جهان در ایران مقاله مشخص گردید. با توجه به حجم عظیم منابع گازی در کشور، نیاز است که بخش LNG در ایران افزایش یابد تا اینکه سهم خود را در بازارهای نوظهور برای این محصول بدست آورد. افزایش چشم­گیر تولید از منابع غیر متعارف گازی احتمال تغییرات در بازار گاز جهان (همانند آن چیزی که با ورود نفت های شیل به بازار نفت و کاهش قیمت نفت شد) و بهم خوردن تعادل بازار گاز وجود دارد که باید در کشور پیش­بینی ها و پیش دستی های لازم در این زمینه صورت بگیرد.

[۱] Flare

[۲] شدت انرژی (Energy Intensity) به مقدار انرژی مصرفی برای تولید یک واحد تولید ناخالص (GDP) گفته می شود. هرچقدر بازدهی اقتصاد یک کشور کمتر باشد (مثلاً نیاز به سرمایش و گرمایش بیشتر باشد و سیستم حمل و نقل آن بازدهی کمتری داشته باشد) شدت انرژی در آن کشور بیشتر است.

[۳] Organization for Economic Co-operation and Development

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *