شوک بازدهی به توربین‌های گازی ایران: هزینه فایده ارتقاء نیروگاه های گازی ایران

بازار؛ گروه آب و انرژی: صنعت برق ایران، به عنوان شریان حیاتی اقتصاد، سالانه میلیاردها دلار منابع ارزان‌قیمت کشور را صرف تولید برق با راندمان‌های منسوخ می‌کند. این گزارش تحلیلی عمیق، نشان می‌دهد که تأخیر در مهاجرت از ناوگان فرسوده کلاس E به فناوری‌های پیشرفته جهانی مانند کلاس H و J، دیگر یک انتخاب ساده نیست، بلکه یک هزینه فرصت سرسام‌آور برای بودجه عمومی و توان رقابت صنایع ملی است. بررسی هزینه‌های سرمایه‌گذاری در برابر صرفه‌جویی‌های تضمین شده در مصرف گاز و کاهش وابستگی ارزی، این ارتقاء را نه یک هزینه، بلکه یک سرمایه‌گذاری استراتژیک با بازدهی تضمین‌شده بالا معرفی می‌کند که پایداری انرژی و توسعه صادراتی کشور را در گرو دارد.

ناوگان نیروگاه‌های حرارتی ایران، که بیش از ۶۵ درصد از ظرفیت کل تولید برق کشور را تشکیل می‌دهد، یک زخم کهنه بر پیکره اقتصاد انرژی است.

وضعیت فعلی ناوگان توربین‌های گازی و گلوگاه‌های بازدهی (بررسی کمی مصرف سوخت)

ناوگان نیروگاه‌های حرارتی ایران، که بیش از ۶۵ درصد از ظرفیت کل تولید برق کشور را تشکیل می‌دهد، یک زخم کهنه بر پیکره اقتصاد انرژی است. آمارها نشان می‌دهد که بیش از ۶۰ درصد از ظرفیت نصب شده نیروگاه‌های گازی کشور، با توربین‌های کلاس E (با تکنولوژی تا پیش از سال ۲۰۰۰) یا قدیمی‌تر کار می‌کنند. بازدهی حرارتی متوسط این بخش از ناوگان، در شرایط عملیاتی واقعی، به ندرت از ۳۸ درصد فراتر می‌رود. این رقم در مقابل بازدهی استاندارد جهانی کلاس H (حدود ۶۲ تا ۶۴ درصد)، نمایانگر یک فاصله بهره‌وری بیش از ۲۵ درصدی است.

این اختلاف راندمان، مستقیماً به معنای اتلاف سوخت است. به ازای هر مگاوات ساعت تولید برق با راندمان ۳۸ درصد، حدوداً ۲۶۳ متر مکعب گاز طبیعی مصرف می‌شود، در حالی که همین میزان تولید با راندمان ۶۴ درصدی کلاس H، تنها حدود ۱۵۶ متر مکعب گاز نیاز دارد. این تفاوت ۱۰۰ متر مکعبی گاز به ازای هر مگاوات ساعت، در کل ناوگان فرسوده، منجر به مصرف سالانه اضافی معادل چند میلیارد متر مکعب گاز طبیعی می‌شود. این میزان گاز، در صورت عدم مصرف نیروگاهی، می‌توانست به عنوان خوراک صنایع با ارزش افزوده بالا (مانند پتروشیمی) استفاده شده یا با ارزش افزوده در بازارهای بین‌المللی عرضه شود. علاوه بر اتلاف سوخت، عمر بالای این واحدها (بیش از ۲۰ تا ۳۰ سال) موجب شده که ضریب آمادگی آن‌ها به طور متوسط زیر ۹۰ درصد قرار گیرد، که این امر در روزهای اوج مصرف (پیک بار تابستان) بحران‌ساز است.

مهاجرت به فناوری‌های کلاس H و J، به دلیل توانایی کار در دماهای احتراق بالاتر، نه تنها راندمان را افزایش می‌دهد بلکه هزینه چرخه عمر را نیز کاهش می‌دهد.

ضرورت ارتقاء به فناوری‌های نسل جدید کلاس H و J (تحلیل هزینه-فایده اقتصادی)

مهاجرت به فناوری‌های کلاس H و J، به دلیل توانایی کار در دماهای احتراق بالاتر، نه تنها راندمان را افزایش می‌دهد بلکه هزینه چرخه عمر را نیز کاهش می‌دهد. فرض کنیم تنها ۲۰ واحد نیروگاهی بزرگ از کلاس E به کلاس H ارتقاء یابند (یا جایگزین شوند). با فرض بازدهی صرفه‌جویی سالانه حداقل ۲۰ درصدی در مصرف گاز، و با در نظر گرفتن قیمت متوسط بین‌المللی گازحداقل ۵ دلار در هر میلیون، صرفه‌جویی سالانه سوخت این ۲۰ واحد می‌تواند به راحتی بیش از ۱۵۰ تا ۲۰۰ میلیون دلار تخمین زده شود. در مجموع مزایای کلیدی اقتصادی زیر را می توان برشمرد:

- کاهش هزینه‌های عملیاتی: کاهش نیاز به تعمیرات اساسی سالانه و کاهش مصرف قطعات یدکی به دلیل استفاده از مواد مقاوم‌تر در فناوری‌های جدید.

- افزایش ظرفیت اسمی: بهره‌برداری از ظرفیت کامل شبکه بدون نیاز به ساخت نیروگاه‌های جدید، با جایگزینی اقتصادی.

- تولید برق ارزان‌تر: در بلندمدت، برق تولیدی از توربین‌های H/J به دلیل مصرف سوخت کمتر، به طور قابل توجهی ارزان‌تر از برق تولیدی فعلی خواهد بود، که حاشیه سود صنایع مصرف‌کننده را بهبود می‌بخشد.

برآورد هزینه سرمایه‌گذاری استراتژیک و دو مسیر مدرن‌سازی (تحلیل سرمایه‌گذاری اولیه)

جهش فناورانه نیازمند ارزیابی دقیق سرمایه اولیه است. دو استراتژی اصلی در این زمینه تعریف می‌شود:

الف. تعویض کامل: جایگزینی کامل یک واحد قدیمی با یک توربین کلاس H کاملاً نو. هزینه خرید این توربین‌ها (شامل نصب و گارانتی اولیه) به ظرفیت آن وابسته است؛ برای واحدهای ۱۰۰۰ مگاواتی کلاس H، برآوردها نشان می‌دهد که هزینه خرید قطعی و انتقال فناوری می‌تواند بین ۸۰ تا ۱۲۰ میلیون دلار برای هر واحد متغیر باشد.

ب. ارتقاء و مدرن‌سازی: تعویض پره‌ها، محفظه‌های احتراق و سیستم‌های کنترلی در توربین‌های موجود (مانند ارتقاء کلاس E به H. این مسیر معمولاً ۴۰ تا ۶۰ درصد هزینه تعویض کامل را دارد.

البته باید توجه داشت وابستگی به واردات این تجهیزات در شرایط تحریم، هزینه‌های پنهان ریسک را به شدت افزایش می‌دهد. بنابراین، هزینه واقعی سرمایه‌گذاری در این بخش، شامل ریسک‌های ژئوپلیتیکی و تأمین قطعه نیز می‌شود.

آزادسازی گاز مازاد نیروگاهی (که حدوداً ۱ تا ۲ میلیارد متر مکعب در سال برآورد می‌شود)، این منابع می‌توانستند به عنوان سوخت نیروگاه‌های سیکل ترکیبی جدید با راندمان بالاتر مورد استفاده قرار گیرند یا برای صادرات استفاده شوند که این امر می‌تواند ارزش دلاری قابل توجهی به سبد صادراتی انرژی بیفزاید.

نقش جهش فناورانه در استقلال انرژی و اهداف توسعه پایدار (پایداری بلندمدت)

ارتقاء فناوری توربین‌های گازی مستقیماً به اهداف توسعه پایدار سازمان ملل متحد، به‌ویژه در زمینه انرژی پاک و اقدامات اقلیمی مرتبط است. راندمان بالاتر به معنای کاهش انتشار دی‌اکسید کربن به ازای هر واحد انرژی تولیدی است. در عین حال، افزایش بهره‌وری گاز، به اقتصاد ملی اجازه می‌دهد تا منابع محدود خود را مدیریت کند. در سناریوی آزادسازی گاز مازاد نیروگاهی (که حدوداً ۱ تا ۲ میلیارد متر مکعب در سال برآورد می‌شود)، این منابع می‌توانستند به عنوان سوخت نیروگاه‌های سیکل ترکیبی جدید با راندمان بالاتر مورد استفاده قرار گیرند یا برای صادرات استفاده شوند که این امر می‌تواند ارزش دلاری قابل توجهی به سبد صادراتی انرژی بیفزاید.

تجربه موفق شرکت‌های داخلی مانند مپنا در ساخت توربین‌های کلاس F، نشان داد که جهش فناورانه از طریق همکاری‌های استراتژیک و سرمایه‌گذاری هدفمند در تحقیق و توسعه امکان‌پذیر است.

بومی‌سازی و توسعه دانش فنی داخلی (نقش بازیگران داخلی)

تجربه موفق شرکت‌های داخلی مانند مپنا در ساخت توربین‌های کلاس F، نشان داد که جهش فناورانه از طریق همکاری‌های استراتژیک و سرمایه‌گذاری هدفمند در تحقیق و توسعه امکان‌پذیر است. هدف باید از مونتاژ یا تولید تحت لیسانس محدود به طراحی و ساخت کامل توربین‌های کلاس H و J حرکت کند. سرمایه‌گذاری بر روی شرکت‌های دانش‌بنیان فعال در حوزه مواد پیشرفته (مانند آلیاژهای مقاوم به حرارت برای پره‌ها) و دینامیک سیالات محاسباتی برای طراحی محفظه احتراق، می‌تواند وابستگی ارزی را در بلندمدت به صفر برساند و ایران را به یک صادرکننده فناوری در حوزه نیروگاهی تبدیل کند. این امر زنجیره تأمین داخلی را تقویت کرده و ده‌ها هزار فرصت شغلی تخصصی ایجاد خواهد کرد.

ارتقاء فناوری توربین‌های گازی ایران به سطح جهانی، فراتر از یک پروژه فنی، یک سند استراتژیک اقتصادی است. با توجه به داده‌های صرفه‌جویی سوخت و کاهش هزینه‌های عملیاتی، نرخ بازگشت سرمایه برای این پروژه در بازه ۵ تا ۷ ساله قابل توجیه است.

ریسک‌های تأخیر در ارتقاء و هزینه‌های فرصت از دست رفته (تحلیل ریسک عدم اقدام)

تأخیر در این مدرن‌سازی، ریسک‌های قابل اندازه‌گیری برای اقتصاد دارد:

- افزایش یارانه‌های پنهان انرژی: شکاف بین هزینه واقعی تولید برق با راندمان پایین و قیمت تعرفه‌ای برق، هر سال سنگین‌تر شده و بار آن بر دوش دولت است. این هزینه‌ها به‌طور غیرمستقیم توان دولت برای سرمایه‌گذاری در سایر حوزه‌ها را کاهش می‌دهد.

- تضعیف قدرت رقابت صنایع انرژی‌بر: صنایعی مانند فولاد و پتروشیمی، که با تعرفه‌های یارانه‌ای انرژی کار می‌کنند، همچنان به دلیل عدم پایداری عرضه و قدیمی بودن زیرساخت‌های تأمین برق، در بازارهای جهانی آسیب‌پذیرند.

- تهدید امنیت عملیاتی: وابستگی به قطعات حیاتی اورهال (مانند پره‌های توربین) از منابع خارجی، در شرایط بحرانی ژئوپلیتیکی، می‌تواند منجر به از کار افتادن نیروگاه‌های بزرگ و خاموشی‌های گسترده شود که هزینه آن برای اقتصاد به مراتب بیشتر از هزینه سرمایه‌گذاری اولیه ارتقاء است.

ارتقاء فناوری توربین‌های گازی ایران به سطح جهانی، فراتر از یک پروژه فنی، یک سند استراتژیک اقتصادی است. با توجه به داده‌های صرفه‌جویی سوخت و کاهش هزینه‌های عملیاتی، نرخ بازگشت سرمایه برای این پروژه در بازه ۵ تا ۷ ساله قابل توجیه است. سیاست‌گذاران باید با تخصیص اوراق سبز یا مدل‌های تأمین مالی ترکیبی، این پروژه را در اولویت اصلی تأمین منابع قرار دهند تا از هدر رفت منابع ملی جلوگیری کرده و زیرساخت‌های انرژی کشور را برای جهش‌های آتی آماده سازند.