ترجیح اقتصادی انرژی فسیلی در سبد انرژی

کره زمین 4 میلیارد سال قدمت دارد و از سه لایه هسته، گوشته و پوسته تشکیل شده. هسته زمین از دو قسمت هسته درونی و هسته بیرونی تشکیل شده. هسته درونی زمین از آهن و جامد است و هسته بیرونی از مواد مذاب.
هسته بیرونی که داغ و مذاب است در عمق 2 هزار و 890 کیلومتری تا عمق 5 هزار و 100 کیلومتری زمین قرار دارد و دمای آن در حد 6000 درجه سانتیگراد است.

از عمق 2 هزار و 890 کیلومتری تا سطوح بالاتر و نهایتا پوسته زمین، دما کمتر می‌شود و در برخی مناطق آتشفشانی ایران، در عمق 2000 متری دمای زمین حدود 250 درجه است.

می‌توان با تجهیزات خاصی، گرمای حدودا 200 درجه ای نزدیک به سطح زمین را هدایت و به برق تبدیل کرد. انرژی زمین گرمایی یا ژئوترمال، مرتبط با همین استفاده از گرمای درون کره زمین است. ژئوترمال(Geothermal) از ریشه دو کلمه ژئو(زمین/Geo) و حرارت(Thermal) گرفته شده.

عصر ایران با دکتر امیرحسین میرآبادی که از موافقان انرژی ژئوترمال است نیز گفت‌و‌گو کرده‌است.میرآبادی، رئیس کمیته محیط زیست و توسعه پایدار معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری است و در زمینه انرژی های تجدیدپذیر و انرژی زمین، دکترا گرفته و تخصص دارد.

شما یکی از موافقان استفاده از انرژی زمین گرمایی یا ژئو ترمال هستید. این موافقت شما بنا به چه علت ها و عواملی است؟

– در حوزه بهینه‌سازی مصرف انرژی، یکی از کاربردهایی که انرژی زمین گرمایی درجه پایین دارد در تامین گرمایش و سرمایش هر نوع ساختمان با هر نوع کاربری است.

الان به لحاظ مصرف انرژی، یکی از سیستم‌های کارآمدی که در دنیا برای تامین تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می‌گیرد تهویه مطبوع با استفاده از انرژی زمین است. این انرژی، هم می‌تواند گرمایش را تامین کند و هم سرمایش را.

انرژی زمین گرمایی، مزایای خیلی زیادی هم به دنبال دارد از جمله این که مصرف سوخت‌های فسیلی را به طور کامل قطع می کند. مصرف برق را به شدت کاهش می‌دهد. حذف فضای لازم برای موتورخانه‌ها را به دنبال دارد.

با استفاده از این انرژی، مصرف سوخت‌های فسیلی کاهش پیدا می‌کند. در نتیجه انتشار گازهای گلخانه‌ای هم از این سیستم‌ها در مقایسه با سیستم‌های مشابه که این کار را انجام می‌دهند، کمتر است.

چاه‌هایی برای استفاده از انرژی زمین گرمایی در دامنه کوه آتشقشانی سبلان حفر شده. تعداد 15 چاه حفر شده و عملا از سال 1381 به بعد چاه‌ها حفر شده‌اند. تاسیس نیروگاه زمین گرمایی مشگین شهر از اردیبهشت یا خرداد سال 1394 شروع شده و گفته شده بود که نیروگاه ظرف 18 ماه به بهره‌برداری می‌رسد.

این که این پروژه نتوانسته به موقع راه اندازی شود تا چه حد تاثیر گذاشته روی این که دید مثبتی نسبت به استفاده از انرژی زمین وجود نداشته باشد؟

ما الان در دو فاز صحبت می‌کنیم. انرژی زمین گرمایی، کاربردهای مختلف دارد. من الان روی یک کاربرد آن صحبت می‌کنم و شما روی یک کاربرد دیگر صحبت می‌کنید.اساسا انرژی زمین سه تا درجه دارد. انرژی گرمایی درجه بالا که برای تولید برق استفاده می‌شود.

انرژی زمین گرمایی درجه متوسط هم داریم که با تکنولوژی‌های خاصی برای تولید برق و حرارت استفاده می‌شود. نوع سوم مربوط به انرژی زمین گرمایی درجه پایین است برای استفاده حرارتی- برودتی یعنی تامین تهویه مطبوع با استفاده از پمپ‌های حرارتی زمین گرمایی.

در مشگین شهر، برای حفاری چاه‌ها، زمانی طولانی صرف شده. در مورد نصب توربین‌ها، یکی از مواردی که شاید قابل طرح باشد مشکل تحریم مطرح بوده است. بحث منابع مالی هم مطرح است. شاید تزریق منابع مالی به سایت زمین گرمایی مشگین شهر، با تاخیرهایی مواجه بوده و این موضوع باعث شده نصب توربین ها با تاخیر انجام شود.

*علاوه بر دامنه کوه سبلان که نیروگاه زمین گرمایی مشگین شهر در آنجا تاسیس شده است، دامنه‌های کوه آتشفشانی دماوند و همچنین شهرستان خوی آذربایجان غربی، مناطق مستعد برای نیروگاه های ژئو ترمال است.

آیا سرمایه‌گذاری در دنیا وجود دارد که بیاید در این زمینه برای ایران سرمایه‌گذاری کند و سود هم ببرد؟

– حفاری‌هایی که در زمین گرمایی درجه بالا نیاز است حفاری‌های بیش از 2 هزار متر است. بیش از 2 کیلومتر باید حفاری انجام شود. اما حفاری‌های زمین گرمایی درجه پایین، در حد 70 متر یا 80 متر است. این دو نوع حفاری، اصلا قابل مقایسه نیستند.

شرکت‌های سرمایه‌گذاری هم بوده‌اند که اعلام آمادگی کرده‌اند ولی چون فاز مطالعات تخصصی اینها، فاز زمان بری است رغبت نسبت به سرمایه‌گذاری در حوزه زمین گرمایی ایران در مقایسه با سایر منابع تجدیدپذیر مثل خورشیدی و بادی یا زیست توده(از جمله زباله)، خیلی زیاد نبوده است.

شما از نیروگاه‌های زمین گرمایی بازدید داشته‌اید؟

بله. هم در داخل کشور و هم خارج از کشور. در ایسلند بوده و همین مشگین شهر بوده است. اینها مناطقی بوده که بازدید داشته‌ام.

در سال 1393 اعلام شده که 80 میلیارد تومان از ابتدا صرف پروژه نیروگاه زمین گرمایی مشگین شهر شده. همچنین اعلام کرده بودند که نیروگاه ظرف 18 ماه به بهره‌برداری می‌رسد. در سال‌های اخیر یک مقدار از تحریم‌ها کاسته شده. مشکل به کجا برمی‌گردد که این نیروگاه به بهره‌برداری نرسیده است؟

من چون مسئولیت رسمی در ریاست جمهوری دارم نمی‌توانم در مورد ماموریت افراد دیگر در حوزه‌های دیگر نظر بدهم. خیلی درست نیست که من بخواهم در مورد آن پروژه و دلیل تاخیر آن اعلام نظر کنم.

پس شما در حوزه خُرد زمین گرمایی تاکید دارید که استفاده از آن می‌تواند مفید باشد؟

قطعا. البته انرژی زمین گرمایی درجه بالا که برای تولید برق استفاده می‌شود مزایای جذابی در مقایسه با انرژی خورشیدی و بادی دارد.

یکی از محدودیت‌هایی که انرژی خورشیدی و بادی دارد، ناپایداری است. چون زمانی که شب می‌شود نور خورشید را نداریم. اما انرژی زمین گرمایی، یک منبع پیوسته است که به صورت دائم و 24 ساعته و بدون توقف می‌تواند برق تولید کند.

در کشورهای دیگر سهم برق تولیدی از انرژی زمین گرمایی از کل برق تولید شده زیاد نیست. در منطقه‌ای از دنیا که «حلقه آتش» نام دارد و کل محدوده بین شرق قاره آسیا و قاره‌های آمریکای شمالی و جنوبی را در برمی‌گیرد اغلب زلزله‌های بزرگ و فعالیت‌های آتشفشانی اتفاق می‌افتد.

کشورهایی مثل ژاپن و آمریکا که در همان حوزه قرار دارند و می‌توانند از این انرژی به مقدار زیاد استفاده کنند چرا خیلی به دنبال این نیستند که از این طریق برق زیادی تولید کنند و به چه علت سهم انرژی زمین گرمایی را از تولید برق شان بالا نبرده‌اند؟

-ما مناطقی مثل ایسلند و فیلیپین داریم و مثلا در ایسلند سهم تولید برق از انرژی زمین گرمایی بالای 90 درصد از کل برق تولیدی آن است. برای کشورهایی مثل ژاپن که منابع سهل الوصول تری نسبت به انرژی زمین گرمایی دارند، در آنالیزهای اقتصادی و فنی، فرق می کند.

در سیاست‌های تعیین سبد انرژی، اتفاقا انرژی زمین گرمایی رشد دارد. شما اگر نمودارها را بررسی کنید نشان می‌دهد که این رشد دارد اتفاق می‌افتد. اما چون انرژی زمین گرمایی، محدودیت مکانی دارد، سرعت رشد تکنولوژیک و اقتصادی شدن شان مثل انرژی خورشیدی و بادی نیست.

برای مثال در مورد انرژی خورشیدی باید بگویم که از حدود هفت، هشت سال پیش تا الان، دو بار قیمت تمام شده سیستم های مربوطه نصف شده. یعنی یک بار چهار یا پنج سال پیش هزینه ها نصف شده و دو سال پیش هم نصف شده.

البته در بحث استفاده حرارتی و برودتی، پمپ‌های زمین گرمایی کاربرد دارد. در اروپا، بیش‌ترین میزانی که سیستم‌های تهویه مطبوع‌شان را طراحی می‌کنند سیستم های تهویه مطبوع زمین گرمایی است.

شما گفتید که از ایسلند بازدید کرده‌اید. کل کشور ایسلند در مجموع حدود 350 هزار نفر جمعیت دارد. شما از حوزه های کلان ژئو ترمال در ایسلند بازدید کردید یا فقط بازدید از منازل داشتید؟

از نیروگاه های آنجا نیز بازدید داشته‌ایم.

در چه سالی بازدید کرده‌اید؟

حدود 5 سال پیش.

آن بازدید چگونه بود و چه نکاتی برای شما در آن بازدید جالب بود؟

ایسلند کشوری است که پتانسیل هایش را خیلی خوب شناخته و توانسته بود از این پتانسیل عظیم و این ظرفیت به خوبی استفاده کند. درآنجا در اعماق زمین با حفاری های کمتر به مخزن می رسند که می تواند تولید برق داشته باشد.

لذا نیاز به حفاری کمتر، یک مزیت بود که بتوانند این کار را به صورت اقتصادی و به صرفه، تمام کنند. مناطقی را شناسایی کرده بودند که مخازن در عمق کم و جذابی بود. همین که توانسته اند یک منبع پایدار درست کنند یک اقدام خوب بود.

الان در کشورهای دیگر هم از جمله در آمریکا، بحث زمین گرمایی دارد با جدیت دنبال می‌شود. هر چند که در بحث انرژی، اعتقاد کارشناسی من به تامین سبد پایدار انرژی است.

من این اعتقاد را ندارم که حالا چون من متخصص زمین گرمایی هستم پس هر جا که بحث زمین گرمایی باشد، به عنوان مدافع زمین گرمایی عمل کنم.

من به برنامه‌ریزی انرژی اعتقاد دارم، به سبد انرژی اعتقاد دارم و تامین انرژی در یک سبد. هر منبع انرژی باید سهم منطقی خودش را داشته باشد. ما هیچ موقع در کشورمان نمی‌توانیم سهم غالب را به انرژی‌های تجدیدپذیری مثل انرژی خورشیدی بدهیم. حتی در آینده‌های میان مدت.

بالاخره ظرفیت کشور ما، ظرفیت منابع فسیلی است. درست است که ما باید از منابع فسیلی، به صورت بهینه استفاده کنیم ولی در آینده میان مدت نیز، سهم غالب با انرژی های تجدید پذیر نیست.

در بحث انرژی، فقط تخصص حکمفرما نیست. عوامل مختلفی وجود دارد که همه این عوامل را باید در نظر گرفت.

ظاهرا شما خودتان پمپ حرارتی در حوزه زمین گرمایی اختراع کرده اید…

-اختراع که نیست. پمپ حرارتی سال‌های زیادی است که مورد استفاده است ولی ما با یک مجموعه فناوری همکاری داشتیم که برای اولین بار، پمپ حرارتی زمین گرمایی را تولید کنیم. در اواخر سال 1390 بود که اولین پمپ حرارتی پُربازده ایران را ساختیم.

در سال‌های قبل در زیرمجموعه وزارت نیرو پمپ‌های زمین گرمایی ساخته شده بود. یعنی کولر گازی را به پمپ حرارتی زمین گرمایی تبدیل کرده‌بودند. بعد هم اعلام کرده‌اند در اهواز و بندرعباس میزان مصرف برق کولر گازی را تقریبا 50 درصد پایین آورده اند. در طالقان و رشت، توانسته‌اند مصرف برق کولر گازی را بیش‌تر کاهش بدهند و مصرف برق از 2500 وات به 1000 وات کاهش پیدا کرده است.

نظرتان در مورد این نوع دستکاری‌ها، چه هست و اگر این کارها، کارهای ابتدایی است آیا باید از همان نوع پمپ های زمین گرمایی که در کشورهای دیگر تولید شده و در منازل هم مورد استفاده قرار گرفته‌اند وارد کنیم و سریعتر به نتیجه برسیم؟

-الان ما مجموعه‌های فناوری در داخل کشور داریم که توان ساخت بهترین پمپ‌های حرارتی دنیا را دارند. اما این نیاز به بازار سازی و فرهنگ سازی دارد و ایجاد ظرفیت اقتصادی برای این مجموعه‌ها.

به لحاظ فناوری، توان فنی مان در ساخت پمپ‌های حرارتی زمین گرمایی در سطح تراز اول جهان است.

در مورد این که گفتید دوستان وزارت نیرو، کولر گازی را تبدیل کرده اند باید بگویم همین کولرهای گازی که وجود دارد، پمپ های حرارتی هستند. یعنی اصلا نیاز به تبدیل ندارد. اما این کولرهای گازی، پمپ های حرارتی هوا به هوا هستند.

در مورد پمپ‌های زمین گرمایی، بحث ما درباره پمپ حرارتی با منبع زمین است. یونیت خارجی کولر گازی که در بیرون از ساختمان قرار می‌گیرد، قسمت تبادل انرژی آن است. در فصل‌های گرم سال که کولر گازی محیط داخل ساختمان را خنک می‌کند باد داغ از یونیت خارجی، بیرون می‌رود. یعنی گرما را از محیط داخل ساختمان می‌گیرد و پس می‌دهد به محیط بیرون.

در فصل سرد که محیط داخل را گرم می‌کند باد بسیار سردی از یونیت خارجی کولر گازی بیرون می‌رود. چون که دارد گرمای بیرون را می‌گیرد و به داخل ساختمان منتقل می‌کند.

بحث این است که ما چه منبعی برای این تبادل انتخاب کنیم و کمترین مصرف انرژی را داشته باشد. انرژی زمین گرمایی، چون منبع تبادل خارجی اش با یک منبع دمای ثابت که زمین است، به همین دلیل اختلاف دما کم می شود و در نتیجه مصرف برق کاهش پیدا می کند.

شما فرض کنید دمای هوای بیرون 45 درجه است و کولر گازی دارد از داخل ساختمان گرما را می گیرد و می خواهد تزریق کند به محیطی که دمایش 45 درجه است. اما در زمین از یک عمقی پایین تر برویم به دمای ثابت می رسیم. این دمای ثابت برای تهران، در پروژه ای که انجام دادیم چیزی حدود 20 درجه و 21 درجه است.

در چه عمقی از زمین تهران دمای خاک ثابت و 20 درجه است؟

حدود 15 متر. شما می خواهید دما را تزریق کنید به یک محیط 45 درجه یا این که می خواهید گرما را تزریق کنید به یک محیط 20 درجه. کدام انرژی کمتری می خواهد؟ قطعا آن 20 درجه. چون ظرفیت پذیرش گرمای بالاتری دارد. لذا مصرف برق اینها به شدت کمتر است.

خیلی نمی‌شود به شما قیمت بدهم که قیمت آن چقدر می شود ولی اگر بخواهیم در آنالیز قیمت انرژی با قیمت واقعی در نظر بگیریم، اینها مقرون به صرفه است.

فرض کنید الان دولت به یک گلخانه در استان آذربایجان شرقی، گازوئیل می‌دهد. دولت، روی این گازوئیل به گلخانه‌دار سوبسید می‌دهد. به قیمت تمام شده، گازوئیل را که نمی‌دهد. دولت دارد روی آن مبلغ زیادی سوبسید می‌دهد.

اگر شما این سوبسیدها را محاسبه کنید می‌صرفد که دولت به جای پرداخت این سوبسید، پول را پرداخت کند به کشاورز یا گلخانه دار که این سامانه جایگزین را نصب کند ولی در عمل ظرف مدت مثلا 20 سال یا 30 سال که باید به آن گلخانه سوبسید سوخت بدهد، دیگر آن سوبسید را ندهد.

در مناطقی از کشورمان که احتمالا از گاز برای گرم کردن محیط استفاده می کنند چقدر استفاده از پمپ زمین گرمایی به صرفه است؟

-در مناطقی که گاز دارند، یک مقدار به لحاظ اقتصادی در گلخانه ها، فاصله اش بیش تر می شود. چون بالاخره گاز از سوخت مایع، ارزان تر است. لذا فاصله اش یک ذره بیشتر می‌شود.

یک نکته که باید به آن دقت کرد این است که مثلا در منازل مسکونی و ساختمان ها، برآوردها نشان می دهد در ساختمانی که بالای 2 هزار متر مربع زیربنا دارد، اگر شما بخواهید سیستم چیلر(دستگاه سرمایش و گرمایش) و فن کوئل نصب کنید یا سیستم های پمپ حرارتی زمین گرمایی، اینها قیمت شان برابر تمام می شود.

در ساختمان‌هایی که کوچکتر هستند کدام به صرفه تر است؟

– در یک آپارتمان 5 واحدی، از سیستم چیلر و فن کوئل استفاده نمی‌کنند. از سیستم های انفرادی برای واحدهای آن استفاده می کنند. در اینجا یک مقدار اختلاف قیمت پیدا می کند. در اینجا، قیمت پمپ های زمین گرمایی گران تر تمام می شود.

البته اگر از منظر یک سازنده نگاه کنیم، چون پمپ های زمین گرمایی، فضای موتور خانه ای نیاز ندارند و رفاه بالاتری دارند، لذا آن فضای صرفه جویی شده، می تواند پول آنها را برگرداند.

در ارتباط با استفاده از انرژی زمین گرمایی که در منازل و ساختمان ها استفاده شود کشورهای دیگر چه کارهایی انجام داده اند که برای شما جالب بوده است؟

در کانادا در شروع توسعه این فناوری، دولت درصدی از هزینه نصب این سیستم را پرداخت کرده است به صورت یارانه بلاعوض.

فرض کنید به یک ساختمان 50 درصد هزینه را داده اند و این اقتصادی می شد که سیستم را نصب کند. در عوض از محل گاز تامینی کمتر یا برق تامینی کمتر برای آن ساختمان و این ظرفیت آزادی که ایجاد می شد اقتصادشان را این طور درست می کردند.

نکته بعدی، مسائل محیط زیستی این پمپ های زمین گرمایی است. چون به لحاظ محیط زیستی به ویژه در کاهش گازهای گلخانه ای خیلی کمک می کنند. همه اینها در محاسبات آنها در نظر گرفته شده.

در هر جای دنیا که انرژی‌های تجدیدپذیر به خوبی توسعه پیدا کرده است، در ابتدا یک سیاست تشویقی خوب و درست وجود داشته است و مردم سازگار شده اند. در آلمان الان سه نرخ برق وجود دارد.

یک قیمت مربوط به برق تجدید‌پذیر است فرض کنید با قیمت 18 سنت. یک برق دیگر هست 15 سنت و یک برق دیگر هم فرضا 17 سنت است.
مردم، خودشان به جهت حمایت از محیط زیست، حاضرند حتی برقی که یک یا دو سنت در کیلووات ساعت گران تر است، پولش را پرداخت کنند ولی به توسعه انرژی های تجدید پذیر کمک شود.