تحقیق مقاله برنامه‌ ریزی هماهنگ منابع در کشور آفریقای جنوبی

به دنبال تصمیم دولت آفریقای جنوبی مبنی بر خصوصی‌سازی و تجدید ساختار صنعت برق (تولید) در این کشور مطالعاتی درخصوص برنامه‌ریزی هماهنگ منابع در تولید برق توسط سازمان رگولاتور ملی انرژی (National Energy Regulate) NER صورت گرفت. طرح اولیه این پروژه که هدف اصلی آن دستیابی به شبکه تولید برق با قابلیت می‌باشد در اوایل سال 2002 تعریف شده و تاکنون دو گزارش از روند پیشرفت مطالعات  در سال‌های 2002 و 2004 به چاپ رسیده است. (NIRP2 و NIRP1)

در این قسمت سعی شده است تا مختصری از اهداف اصلی، فرض‌‌های اولیه در طراحی استراتژی از نتایج و دستاوردهای پروژه آورده شود. شاید در نگاه اول وارد شدن به جزئیات خروجی این پروژه غیرضروری به‌نظر می‌رسد اما بررسی این نتایج و نوع خروجی‌ها قابلیت‌های پروژه‌ی مذکور را روشن می‌سازد.

هدف اصلی از اجرا پروژه برنامه‌ریزی هماهنگ در کشور آفریقای جنوبی دست‌یابی به یک برنامه‌ریزی بلندمدت و با کم‌ترین هزینه در تأمین برق مصرفی کشور می‌باشد. به‌طوری‌که این برنامه‌ریزی تولید با سیاست‌های اقتصادی، محیط زیستی، اجتماعی و قوانین صنعت برق کشور همخوانی لازم را داشته باشد.

مراحل اصلی این پروژه به‌صورت زیر تعریف شده است:

برآورد وضعیت کنونی صنعت برق کشور

پیش‌بینی مصرف برق و تقاضا در افق برنامه‌ریزی

یافتن کلیه راه‌حل‌های موجود در بخش تولید و مصرف برق به‌منظور تأمین برق مصرفی با حداقل هزینه

تعیین میزان هماهنگی هریک از راه‌حل‌های پیشنهاد شده با سیاست‌های موجود کشور در زمینه‌های مرتبط و ارائه بهترین ترکیب از بین راه‌حل‌های برتر

ارزیابی میزان ریسک موجود در برنامه‌ریزی هماهنگ صورت گرفته با توجه به عدم قطعیت‌های موجود در مسائلی مثل میزان رشد بار، وضعیت واحدهای تولیدی، شرایط جوی و ....

تحلیل تبعات مالی، محیط زیستی و اجتماعی برنامه‌های مطرح شده

انتخاب بهترین برنامه‌ریزی

افق زمانی این برنامه‌ریزی 20 ساله از سال 2003 تا پایان 2022 می‌باشد.

موقعیت استراتژیک و فرضیات اولیه‌ی پروژه

هدف از انجام این پروژه همان‌طور که گفته شد یافتن را‌ه‌حل بهینه از نظر قیمت برای تأمین برق مورد نیاز کشور آفریقای‌ جنوبی و یک افق بلندمدت می‌باشد. این بررسی مستقل از ساختار فعلی صنعت برق صورت گرفته و تنها شرایط اولیه و قیود دائمی شبکه مدنظر گرفته شده است.

در این مدل مبادلات برق بین آفریقای جنوبی و سایر کشورهای همسایه تحت قراردادهای واردات و صادرات در نظر گرفته شده است. نتایج این مطالعات به عنوان منابع اطلاعاتی تولید در پروژه‌های مطالعاتی بعدی مثل تعیین موقعیت‌های سرمایه‌گذاری در صنعت تولید برق کشور استفاده خواهد شد.

ریسک و عدم قطعیت:

اینگونه برنامه‌ریزی‌های بلند مدت در صنعت برق با ریسک‌ها و عدم قطعیت‌های مختلفی روبرو هستند. ریسک در این‌گونه برنامه‌ریزی‌ها هم در مطالعات بلندمدت و هم کوتاه‌مدت وجود دارد. به عنوان مثال هجوم یک توده هوای سرد یا گرم و یا طولانی‌تری زمان تعمیر واحدها از عوامل عدم قطعیت در برنامه‌ریزی کوتاه مدت و مثلاً افزایش پایدار و غیرمنتظره بار از عوامل عدم وضعیت در برنامه‌ریزی طولانی مدت می‌باشد.

همچنین مسائلی از جمله میزان تأثیرپذیر بودن برنامه‌های مدیریت بار، دقیق به عنوان پیش‌بینی‌های صورت گرفته طولانی شدن پروژه‌های احداث واحدهای جدید، تغییر سیاست هسته‌‌ای کشور، تخمین نادرست عمر واحدهای موجود، تغییر قراردادهای بین کشورها در زمینه‌ی صادرات و واردات برق و سوانح طبیعی مثل سیل، خشکسالی و .... از عوامل مؤثر در افزایش ریسک این پروژه می‌باشد.

پیش‌بینی مصرف برق:

از آنجا که سایر تصمیمات و برنامه‌ریزی‌های پروژه براساس نتایج حاصل از این بخش صورت می‌گیرد، پیش‌بینی بار به عنوان مهمترین بخش در برنامه‌ریزی هماهنگ منابع شناخته می‌شود.

پیش بار از وضعیت کنونی صنعت برق کشور شروع شده و برای تخمین وضعیت آینده کلیه عوامل دخیل در میزان تقاضای برق چه در بخش تولید و چه در بخش مصرف را در نظر می‌گیرد.

برای دقیق‌تر شدن محاسبات و کاهش عدم قطعیت نتایج پیش‌بینی، بار را به 110 زیربخش جداگانه تقسیم شده و پیش‌بینی مصرف در هر کدام از آن‌ها براساس مدلی منطبق با همان بخش به‌طور مستقل صورت گرفته است.

همچنین به‌طور متوسط هر سال یکبار محاسبات دوباره تکرار شده و تغییرات رخ داده در فرضیات مدل‌ها لحاظ می‌شود. این کار باعث دقیق‌ر شدن نتایج برای سال‌‌های باقی‌مانده خواهد شد.

در سناریوی اصلی از نتایج حاصل از پیش‌بینی با در نظرگرفتن متوسط رشد اقتصادی 8/2% در سال و شرایط معتدل جوی القاء شده است. عدم قطعیت از چگونگی وضعیت جوی باعث شده تا دو پیش‌بینی دیگر برای حالات متوسط دمای بالا و متوسط دمای پایین‌ نیز صورت گیرد. در شکل (1) نتایج حاصل از این سه پیش فرض آورده شده است.

برای برآورد میزان صحت نتایج حاصل از پیش‌بینی براساس مدل‌های مختلف ارائه شده، مصرف برق را از سال 1980 تاکنون در هر 110 بخش تعریف شده براساس مدل‌های ارائه شده بدست آمده و با مقادیر واقعی مقایسه می‌شوند. براساس نتایج این مقایسه بهترین مدل در پیش‌بینی بار انتخاب خواهد شد.

در برنامه‌ریزی‌ شبکه‌های برق علاوه بر پیش‌بینی میزان انرژی مصرفی، پیش‌بینی چگونگی تغییرات پیک بار نیز بسیار مهم می‌باشد. همچنین درصد تلفات شبکه و چگونگی تغییرات آن در طول دوره‌ی برنامه‌ریزی از مسائلی است که باید در پیش‌بینی بار در نظر گرفته شود. تلفات شبکه برق آفریقای جنوبی در میزان 7% در سال 1990 به 7/7% در سال 2002 افزایش یافته و انتظار می‌رود تا پایان دوره مطالعاتی (2022) به 10% نیز برسد.

سایر مواردی که در پیش‌بینی بلندمدت بار در نظر گرفته شده است به‌طور مختصر در ادامه آورده شده است.

پروژه‌های عظیم صنعتی:

لیستی از تمام پروژه‌های بزرگ صنعتی مثل پروژه‌های حفاری، کارخانه ذوب‌آهن، آلومینیم و.... که به‌طور قطعی یا الحاقی در طی دوره مطالعاتی در دست احداث و یا بهره‌برداری خواهد رسید، تهیه شده است.

تأثیر هرکدام از این عوامل بر نتایج پیش‌بینی بار با در نظر گرفتن احتمال هرکدام در بخش ارزیابی ریسک مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

وضعیت برق‌رسانی: تخمینی از چگونگی توسعه شبکه برق‌رسانی کشور در طول دوره مطالعه در نظر گرفته شده است.

گاز طبیعی: پیش‌بینی می‌شود در طول دوره مطالعه بعضی از موارد مصرف الکتریسیته مثل مصارف حرارتی منازل جای خود را به گاز طبیعی بدهند.

پروفایل تقاضای برق:

پروفایل هفتگی تقاضای برق در هر دوره تابستان و زمستان از ملزومات برنامه‌ریزی شبکه‌های قدرت بخصوص در کوتاه مدت می‌باشد. در شکل (3) پروفایل هفتگی در آفریقا در سه سال 2001، 2002 و 2003 نشان داده شده است.

مدیریت مصرف:

پروژه‌ی مدیریت تقاضا که هم‌اکنون در آفریقا‌ی جنوبی در حال اجرا می‌باشد از پنج شاخه اصلی تشکیل شده است:

افزایش بازده در مصرف‌کننده خانگی

افزایش بازده مصرف‌کننده‌ تجاری

افزایش بازده مصرف‌کننده صنعتی و حفاری؟؟

مدیریت بار خانگی

مدیریت بارصنعتی

در فاز دوم پروژه برنامه‌ریزی هماهنگ منابع NIRP2 نفوذ‌پذیری برنامه‌های مدیریت تقاضا بسیار کمتر از فاز اول مطالعات (حدود 50%) در نظر گرفته شده است. در فاز اول مطالعات NIRP 1 میزان تأثیرپذیری برنامه‌های مدیریت تقاضا صرفاً براساس نتایج تئوریک این برنامه‌ریزی فرض شده بود که تجربه علمی نشان داد که هم در هزینه این برنامه‌ها و هم در ثابت زمانی آن‌ها باید تجدیدنظر شود.

در ارتباط با مدیریت مصرف خانگی به دلیل شباهت تجهیزات الکتریکی مورد استفاده در این بخش اطلاعات کافی از نظر تعداد و مشخصات فنی این تجهیزات در دسترس می‌باشد. مسأله اصلی در این برنامه ؟؟ تقاضا جمع‌آوری اطلاعات در زمینه‌ی مصرف‌کننده تجاری و صنعتی می‌باشد که تنوع بیشتری نسبت به مصرف‌کننده خانگی برخوردار می‌باشند. 50% برق تولیدی توسط شبکه‌ی ملی آفریقای جنوبی به مصرف موتورهای الکتریکی صنعتی می‌رسد.

در ابتدا فرض بر این بود که برای یافتن راه‌حل‌های ممکن در افزایش راندمان انرژی بخش‌های تجاری و صنعتی از اطلاعات و گزارشات دپارتمان انرژی آمریکا (DOE) استفاده شود. ولی مطالعات نشان می‌دهند که مسئله افزایش راندمان و مدیریت بار در آفریقای جنوبی بدون ایجاد تغییرات لازم نمی‌تواند جوابگوی مشکلات شبکه آفریقای جنوبی باشد.

SADC

مقدمه:

گروه توسعه‌ی کشورهای جنوب‌ آفریقا (The Southern African Development Community)  SADC از 13 کشور آنگولا، بوسوانا، کسوتو، مالاوی، موزامبیک، نامبیا، DRC، آفریقای جنوبی، مارتیوس، سوآزی‌لند، تانزانیا، زامبیا و زیمباوه تشکیل شده است. هدف اصلی از تشکیل گروه SADC ایجاد هارمونی و اتحاد بین کشورهای منطقه برای دستیابی به بهترین امکانات و منابع در زمینه‌ی ؟‌ در راستای بهبود استاندارد زندگی در منطقه است.

منطقه‌ی جنوب آفریقا از نظر منابع انرژی، منطقه‌ای ثروتمند به شمار می‌آید. با وجود پتانسیل قابل ملاحظه‌ انرژی آبی در شمال منطقه، منابع بزرگ ذغال‌سنگ در جنوب و ذخایر نفت در حاشیه ساحل غربی این منطقه، دستیابی به منابع انرژی و تأمین انرژی منطقه با هزینه‌ی پایین در سال‌های روبرو بدون تردید امکان‌پذیر است. با وجود توزیع ناهمگون منابع طبیعی و نیروی انسانی لزوم یک برنامه‌ریزی هما‌هنگ در بین کشورهای منطقه برای اطمینان حاصل کردن از دستیابی به شبکه قدرتی با راندمان و قابلیت اطمینان بالا، را ایجاد می‌کند. خرید و فروش برق بین کشورها امنیت سیستم را در برابر حوادث طبیعی مثل خشکسالی کم کرده و هزینه بهره‌برداری سیستم را نیز کاهش می‌دهد.