کارکردهای شبکه به هم پیوسته برق منطقه‌ای در جهان بررسی شد
تجارت بین‌المللی ارتباط الکتریکی
از سال‌ها پیش کشورهای عضو در اتحادیه‌های منطقه‌ای و همچنین کشورهایی که در یک منطقه جغرافیایی قرار داشتند، درصدد تبادل برق با یکدیگر برآمدند. برای این مهم شبکه‌های بزرگ به‌هم‌پیوسته برق شکل گرفت و زیرساخت‌های انتقال توان برق را از مراکز تولید به مناطق مصرف رساند. در مناطقی هنوز کشورها موفق به پیاده‌سازی این موضوع نشده‌اند اما بر ایجاد شبکه برق به هم‌پیوسته و تشکیل بازار برق مشترک توافق کرده‌اند. در این گزارش که از سوی «اندیشکده اقتصاد مقاومتی» منتشر شده است، تجارب بین‌المللی ایجاد ارتباط الکتریکی میان کشورها یا شکل‌گیری اراده مشترک برای تحقق آن در نواحی مختلف جهان معرفی می‌شود.
شبکه‌های به هم‌پیوسته برق در آمریکا
آمریکای شمالی: توسعه شبکه به هم‌پیوسته برق در آمریکای شمالی از دهه ۳۰ میلادی شروع شد. اولین عامل اصلی رشد شبکه‌های برق قاره‌ای، توسعه نیروگاه‌های برق‌آبی در مقیاس بزرگ بود. با رشد تقاضای توان در دهه‌های ۵۰ تا ۸۰، سطح ولتاژ خطوط انتقال توان افزایش یافت و شبکه‌های به هم‌پیوسته گسترش یافتند. در سال ۱۹۶۷ دو شبکه بزرگ برق در شرق و غرب آمریکای شمالی شکل گرفته بودند. شبکه به هم‌پیوسته شرقی و شبکه به هم‌پیوسته غربی از هم مجزا هستند و هر کدام یک سیستم همگام متشکل از شبکه‌های کوچک‌تر هستند. در آن زمان این دو شبکه به وسیله خطوط انتقال AC به یکدیگر متصل شدند اما ناپایداری و نوسانات الکتریکی موجب جدا کردن این اتصالات شد. در سال ۱۹۷۵ با استفاده از فناوری HVDC دو شبکه که ذاتا از هم مجزا بودند به‌طور موفقیت‌آمیز به هم متصل شدند.
تعداد شبکه‌های به هم‌پیوسته برق در آمریکای شمالی در بازه سال‌های ۱۹۶۰ تا ۲۰۰۶ از ۳ شبکه مجزا تا ۶ شبکه مجزا تغییر کرده است. در حال حاضر ۴ شبکه برق به هم‌پیوسته که به صورت مجزا همگام هستند، سیستم برق قدرت آمریکای شمالی (کانادا، ایالات متحده و بخشی از مکزیک) را تشکیل می‌دهد.
شبکه برق شرقی وسیع‌ترین شبکه است و در فرکانس ۶۰ هرتز کار می‌کند. محدوده‌ای که این شبکه را دربرمی‌گیرد از کانادای مرکزی شروع و به سواحل آتلانتیک در شرق، فلوریدا در جنوب و دامنه کوه‌های راکی در غرب ختم می‌شود.
شبکه شرقی از طریق ۶ خط انتقال DC به شبکه غربی، ۲ خط DC به شبکه تگزاس و ۴ خط DC به شبکه کبک متصل شده است. شبکه برق غربی در امتداد شمال-جنوب از کانادای غربی تا باجا کالیفرنیا در مکزیک و به سمت شرق تا کوه‌های راکی گستردگی دارد. این شبکه همگام نیز در فرکانس ۶۰ هرتز کار می‌کند. با وجود این زیرساخت‌ها، ظرفیت تبادل توان میان ایالات متحده و کانادا بیش از ۲۰ هزار مگاوات است. شبکه برق تگزاس بیشتر مناطق ایالت تگزاس را پوشش می‌دهد، همچنین بخش شمالی شبکه برق مکزیک به آن متصل است. شورای پایایی برق تگزاس مسوولیت کنترل این شبکه به هم‌پیوسته را بر عهده دارد.
آمریکای مرکزی: از اواخر دهه ۷۰ میلادی، امکان ایجاد به هم پیوسته الکتریکی میان کشورهای آمریکای مرکزی با هدف تجارت برق مورد بحث و بررسی قرار گرفت. مفهوم بازار برق منطقه‌ای برای اولین بار توسط دولت آمریکای مرکزی (گواتمالا، السالوادور، هندوراس، کاستاریکا، نیکاراگوئه و پاناما) در سال ۱۹۸۷ با تشویق دولت اسپانیا و شرکت تاسیسات برق دولتی آن به نام Endesa مطرح شد. پروژه سیستم به هم پیوسته الکتریکی آمریکای مرکزی ابتکاری برای ایجاد بازار برق منطقه‌ای یکپارچه در میان این شش کشور بود. در راستای این پروژه، بر مبنای توافق‌نامه‌ای به اسم «پیمان‌مارکو»، دو سازمان منطقه‌ای تنظیم مقررات بازار برق و بهره‌برداری از بازار برق در سال‌های ۱۹۹۷ و ۱۹۹۸ ایجاد شد. همچنین در سال ۱۹۹۹ شرکت خط انتقال بین‌المللی (EPR) توسط دولت‌های آمریکای مرکزی با هدف طراحی، تامین مالی، ساخت و نگهداری تجهیزات فیزیکی زیرساخت انتقال برای به هم پیوستگی سیستم‌های برق در منطقه تاسیس شد.
پروژه SIEPAC شامل دو بخش اصلی است؛ یک بخش مربوط به توسعه بازار برق منطقه‌ای بر مبنای مجموعه‌ای از استانداردها و قواعد تجارت در سطح فراملی است که ایجاد دو نهاد CRIE و EOR در همین راستا بوده است. بخش دیگر مربوط به توسعه خطوط انتقال مرزی بین شش کشور است که زیرساخت به هم پیوستگی الکتریکی آنان را برای تجارت فزاینده برق در منطقه تکمیل می‌کند. این بخش تحت عنوان توسعه و تکمیل ۱۸۰۰ کیلومتر خطوط انتقال بین‌المللی جدید از پاناما (در جنوب) تا گواتمالا (در شمال) مطرح شد. این خط انتقال در ولتاژ ۲۳۰ کیلوولت کار می‌کند و ظرفیت انتقال آن ۳۰۰ مگاوات است. این خط ۱۸۰۰ کیلومتری، اسکلت اصلی شبکه به هم‌پیوسته برق آمریکای مرکزی است که از طریق آن شبکه برق شش کشور با هم همگام شده‌اند.
شبکه‌های به هم‌پیوسته برق در اروپا
توسعه شبکه برق متصل به هم پیوسته در اروپا به دهه‌های ۵۰ و ۶۰ میلادی بازمی‌گردد. اتحادیه همکاری تولید و انتقال برق از سال ۱۹۵۱ با عضویت تعدادی از کشورهای اروپایی به فعالیت در موضوعاتی از قبیل دستیابی به منابع قابل اطمینان تولید برق و روابط بین تولیدکنندگان و مباحث انتقال انرژی پرداخت. در همان سال کشورهای آلمان، فرانسه، سوئیس، هلند، اتریش، بلژیک، لوکزامبورگ و ایتالیا، شبکه به هم‌پیوسته همگام در اروپا را ایجاد کردند.
در اروپا ماهیتی به نام بهره‌بردار سیستم انتقال تعریف شد که مسوول انتقال برق از تولیدکنندگان به توزیع‌کنندگان است. موضوع خطوط انتقال امری زیرساختی است و تا حدودی دارای انحصار طبیعی است. در سال ۱۹۶۳ نهاد NORDEL توسط کشورهای شمالی اروپا (فنلاند، دانمارک، سوئد، ایسلند و نروژ) با هدف توسعه بازار برق هماهنگ و موثر در شمال اروپا ایجاد شد که محلی برای ارتباط میان TSOهای کشورهای عضو بود.
در سال ۲۰۰۹ نهادهای ATSOL، UKTSOA، BALTSO، UCTE و NORDEL منحل شدند و همگی در نهادی به نام شبکه بهره‌برداران سیستم انتقال اروپا (ENTSO) ادغام شدند. در حال حاضر نهاد ENTSO متشکل از ۳۶ کشور و ۴۳ TSO (۴۲ عضو اصلی و ترکیه به‌عنوان عضو ناظر) است که در جهت یکپارچه‌سازی شبکه قدرت در اتحادیه و تکمیل بازار انرژی مشترک گام برمی‌دارد. از مهم‌ترین وظایف ENTSO توسعه برنامه‌های ۱۰ ساله برای شبکه‌های انتقال است. از آنجا که در بازار گاز طبیعی نیز نهاد مشابهی وجود دارد، نهاد متولی شبکه‌های انتقال برق در اروپا با ENTSO-E معرفی می‌شود.
در حال حاضر شبکه برق اروپا متشکل از ۵ شبکه فراملی به هم‌پیوسته است که هر کدام به صورت مجزا همگام هستند. این شبکه‌ها اروپای قاره‌ای، اروپای شمالی، کشورهای دریای بالتیک، شبکه بریتانیا (UK) و شبکه ایرلند است. تا پایان سال ۲۰۱۸ بالغ بر ۴۷۴ هزار کیلومتر خط AC و ۸ هزار و ۶۰۰ کیلومتر کابل DC بین مرزی بین شبکه‌های ENTSO-E کشیده شده است. تعداد خطوط AC و DC با ولتاژ بیش از ۴۰۰ کیلوولت به ترتیب ۶۴ و ۷ خط انتقال است.
شبکه به هم‌پیوسته برق در آسیا
شمال شرق آسیا: از دهه ۹۰ میلادی مفاهیم به هم پیوستگی و تبادل برق میان کشورهای شمال شرق آسیا (NEA) یعنی ژاپن، کره، چین، مغولستان و مناطق شرقی روسیه عمدتا توسط موسسه سیستم انرژی Melentiev (شعبه سیبری آکادمی علوم روسیه) با تمرکز بر بهبود پایایی شبکه برق و صرفه‌جویی در سرمایه‌گذاری‌ها، مورد بحث قرار گرفته بود. اما تا سال ۲۰۱۰ پیگیری جدی نسبت به این موضوع انجام نشد. بعد از سال ۲۰۱۰ رویکردهای جدیدی نسبت به به هم پیوستگی شبکه‌ها به عنوان عاملی برای ارتقای انرژی‌های تجدیدپذیر، افزایش تاب‌آوری شبکه و تامین برق اقتصادی در قالب چند رویداد علمی ارائه شد.
با وجود این، اگرچه ارتباط دوجانبه برق میان روسیه و مغولستان و همچنین چین و مغولستان وجود دارد، اما تاکنون به هم پیوستگی کاملی میان کشورهای NEA شکل نگرفته است. در سال‌های اخیر، فدراسیون روسیه سیاست‌های مدنظر برای بخش شرق دور سرزمین خود در حوزه انرژی را در محورهای زیر عنوان کرده است:
۱- پیدایش منابع جدید انرژی در منطقه شرق دور روسیه برای ایجاد امنیت انرژی بیشتر در کل کشور از طریق ترمیم و تقویت ارتباطات بخش انرژی میان همه نواحی روسیه
۲- کاهش هزینه انرژی در بخش‌های برق و سوخت و همچنین پایداری بیشتر تامین انرژی
۳- کاهش اثرات زیست محیطی تولید انرژی در نواحی آسیایی روسیه.
در موارد مذکور، توسعه زیرساخت‌های انرژی در همکاری با کشورهای شمال شرق آسیا یک راهبرد برای این کشور می‌تواند باشد.
برای به هم پیوستگی شبکه‌های برق در منطقه NEA پیشنهادهای مختلفی مطرح شده است. از جمله احداث نیروگاه‌های بزرگ تجدیدپذیر در صحرای گوبی چین و مغولستان برای تامین برق کشورهای شبکه به هم‌پیوسته یا طرح شبکه فوق‌العاده بزرگ آسیا که این طرح بعد از حادثه تخریب نیروگاه هسته‌ای فوکوشیمای ژاپن در اثر زلزله و سونامی در سال ۲۰۱۱ با یک تعویق ۹ ساله و تغییراتی مواجه شد.
جنوب شرق آسیا: اتحادیه ملل جنوب شرق آسیا متشکل از کشورهای اندونزی، مالزی، فیلیپین، سنگاپور، تایلند، برونئی، لائوس، میانمار، ویتنام و کامبوج برای اولین بار در سال ۱۹۹۷ با مفهوم شبکه برق آسه‌آن موافقت کردند. هدف اصلی این مفهوم، افزایش امنیت انرژی در جنوب شرقی آسیا از طریق توسعه و سرمایه‌گذاری در به هم پیوستگی برق منطقه‌ای بود. اتصال کشورهای دارای ظرفیت مازاد تولید برق به کشورهایی که با کسری برق مواجه هستند و کمک به همه کشورهای ASEAN از طریق بهبود دسترسی به برق و ایجاد صرفه‌جویی اقتصادی در توسعه زیرساخت‌های انرژی به هم پیوسته از برنامه‌های APG بوده است.
شبکه APG همچنان در حال تکمیل است. در حال حاضر تجارت برق در منطقه محدود به یکسری مبادلات برق دوجانبه بین کشورهای همسایه است. تعدادی از چالش‌های یکپارچه‌سازی شبکه برق منطقه‌ای، از جمله توسعه‌نیافتگی شبکه‌های انتقال داخلی در چند کشور (به ویژه در کامبوج، لائوس، میانمار، ویتنام و مناطق روستایی شرق مجمع‌الجزایر اندونزی) همچنان وجود دارد.
با وجود این، چشم‌انداز شبکه برق یکپارچه برای کشورهای عضو ASEAN همچنان امیدوار‌کننده است، اما دستیابی به مزایای کامل شبکه برق منطقه‌ای نیاز به سرمایه‌گذاری‌های قابل توجه و حاکمیت هماهنگ دارد. با ایجاد به هم پیوستگی پایا و کارآمد میان منابع انرژی و مراکز تقاضا که از نظر جغرافیایی پراکنده هستند و با بهینه‌سازی تولید برق برای فروش با قیمت‌های رقابتی، هم تولیدکنندگان و هم مصرف‌کنندگان، منتفع می‌شوند.
جنوب آسیا: همکاری میان کشورهای جنوب آسیا اغلب با اتحادیه همکاری‌های منطقه‌ای جنوب آسیا شناخته می‌شود. این اتحادیه که متشکل از هشت کشور افغانستان، پاکستان، هند، بوتان، نپال، بنگلادش، سریلانکا و مالدیو است، در سال ۱۹۸۵ تشکیل شد. توافق‌نامه اولیه SAARC در زمینه همکاری انرژی (برق) طی هجدهمین اجلاس SAARC در سال ۲۰۱۴ امضا شد. دولت‌های افغانستان، بنگلادش، بوتان، هند، مالدیو، نپال و سریلانکا این توافق‌نامه را تصویب کرده‌اند. در جنوب آسیا کشورهای هند، بنگلادش، بوتان و نپال برای تجارت برق، پیوندهای انتقال برق ایجاد کرده‌اند. با توجه اینکه امنیت انرژی به یک اولویت سیاسی برای همه دولت‌های منطقه تبدیل شده، فرصت‌های تجارت فرامرزی برق افزایش یافته است.
در حال حاضر نپال در حدود ۶۰۰ مگاوات و بنگلادش در حدود ۱۱۶۰ مگاوات از هند برق وارد می‌کنند. هند نیز حداکثر حدود ۱۸۰۰ مگاوات برق از بوتان وارد می‌کند. هم اکنون قابلیت تبادل برق بین کشورهای SAARC می‌تواند به حدود ۵ تا ۶ هزار مگاوات برسد، همچنین پیش‌بینی می‌شود این امکان تا سال ۲۰۳۰ سه برابر شود و به حدود ۱۵هزار مگاوات برسد.
نتیجه‌گیری
از مرور شبکه‌های به هم‌پیوسته برق در مناطق مختلف دنیا چند موضوع را می‌توان دریافت: «اغلب توافق‌ها بر ایجاد یک شبکه به هم‌پیوسته و بازار برق منطقه‌ای مبتنی بر یک اتحادیه منطقه‌ای یا برنامه همکاری اقتصادی شکل گرفته است.»، «گستردگی توجه به این موضوع در مناطق مختلف دنیا، نشان از اهمیت آن دارد. این اهمیت می‌تواند ناشی از نیاز حیاتی کشورها به انرژی برق یا مزایای فراوان ایجاد یک پیوند راهبردی در حوزه انرژی باشد. یکی از نمونه‌های خوبی که بر اهمیت این موضوع صحه می‌گذارد، طرح اتصال شبکه برق کشورهای شمال شرق آسیا (NEA) است. با اینکه در میان کشورهای روسیه، چین، ژاپن، کره جنوبی، کره‌شمالی و مغولستان، از نظر ایدئولوژی و موضع‌گیری‌های سیاسی اختلافات فراوانی دیده می‌شود اما در مساله ارتباط الکتریکی به دنبال همکاری مشترک هستند» و «شبکه‌هایی مانند GCC و SIEPAC یک مسیر خط انتقال برق به عنوان زیرساخت مشترک انتقال یا «ستون فقرات» انتقال دارند که محور به هم‌پیوستگی الکتریکی به آن مناطق است و مالکیت آن با یک نهاد مشترک و مورد توافق کشورهای عضو است و شبکه ملی کشورها از طریق این ستون فقرات مشترک به شبکه به هم‌پیوسته متصل می‌شوند. در حالی که در منطقه جنوب غرب آسیا اگر ایران مرکز یک شبکه به هم‌پیوسته در نظر گرفته شود، کشورهای منطقه به صورت دایره‌وار ایران را در برگرفته‌اند و مانند کشورهای حاشیه خلیج فارس و آمریکای مرکزی در یک راستا به صورت دنباله‌رو نیستند. بنابراین چنین خط انتقال مشترکی که بتواند همه کشورها را به هم متصل کند در این شبکه وجود نخواهد داشت. در چنین مناطقی «مانند جنوب آسیا»، زیرساخت شبکه ملی کشورها یکی از ارکان اصلی شبکه به هم‌پیوسته است. بنابراین لازم است زیرساخت شبکه برق داخلی کشورهای منطقه تقویت شود و هر کشوری از جمله ایران برای معماری شبکه خود، علاوه بر ملاحظات داخل کشور، مناسبات تبادل برق منطقه‌ای را نیز لحاظ کند.
درس‌هایی برای ایران
با توجه به سیاست‌های کلان ایران، اهداف راهبردی ایران از ایجاد شبکه به هم‌پیوسته برق منطقه‌ای به ترتیب اولویت به صورت زیر پیشنهاد می‌شود.
مقاوم‌سازی اقتصاد از طریق ایجاد پیوندهای راهبردی منطقه‌ای در قالب ایجاد به هم پیوستگی شبکه‌های برق: چنانچه در بخش اسناد بالادستی اشاره شد، در ماده ۱۲ سیاست‌های کلی اقتصاد مقاومتی بر توسعه پیوندهای راهبردی و گسترش همکاری و مشارکت با کشورهای منطقه برای افزایش قدرت مقاومت و کاهش آسیب‌پذیری اقتصاد ایران، تاکید شده است. در این راستا یکی از مسیرهای ایجاد و تقویت پیوند راهبردی میان کشورهای منطقه، تشکیل شبکه به هم‌پیوسته برق و حتی ایجاد بازار برق مبتنی بر این زیرساخت است. کاهش آسیب‌پذیری تامین برق، کاهش تحریم‌پذیری تجارت برق و تنوع و گستردگی روابط اقتصادی از نتایج وابستگی و همکاری متقابلی است که مبتنی بر زیرساخت شبکه به هم‌پیوسته برق میان کشورها ایجاد می‌شود.
ارتقای امنیت و ثبات در منطقه به کمک اهرم‌های غیرنظامی و افزایش همکاری‌های سیاسی میان کشورهای منطقه؛ شکل‌گیری شبکه به هم‌پیوسته برق منطقه‌ای به ارتقای امنیت و ثبات در منطقه کمک شایانی می‌کند. ایجاد امنیت در منطقه با استفاده از اهرم‌های غیرنظامی زمینه‌ساز ثبات اقتصادی و گسترش سرمایه‌گذاری‌ها و فعالیت‌های تجاری است. از نظر پدافند غیر عامل نیز زمانی که منافع مشترک در توسعه و نگهداری از زیرساخت‌های پرهزینه و بزرگ وجود داشته باشد، هرگونه آسیب به این تاسیسات برای همه کشورهای عضو ایجاد هزینه و زیان می‌کند، بنابراین یک عزم همگانی نیز در محافظت و صیانت از زیرساخت‌ها به وجود خواهد آمد. منافع مشترک کشورها در ساخت و بهره‌برداری از زیرساخت‌های شبکه و تامین برق از طریق شبکه به هم‌پیوسته، منجر به شکل‌گیری اراده مشترک برای حفظ و تقویت این شبکه می‌شود.
افزایش تاب‌آوری شبکه و تقویت امنیت تامین برق کشور؛ بستر شبکه به هم‌پیوسته برق در منطقه موجب تنوع بخشی به مسیرهای تامین برق می‌شود چراکه امکان تامین برق از منابع گوناگون و در نواحی مختلف را فراهم می‌کند. همچنین می‌تواند ظرفیت‌های توسعه‌نیافته را فعال کند. چنانچه ذکر شد، امکان تامین برق از کشورهای عضو شبکه، کاهش مخاطره خاموشی ناشی از کمبود ذخیره عملیاتی و اشتراک ظرفیت ذخیره گردان، همگی عواملی هستند که سبب ارتقای امنیت تامین برق کشور می‌شود.
ایجاد شبکه به هم‌پیوسته برق میان کشورهای منطقه سبب می‌شود که کشورها برای تامین بخشی از نیاز مصرفی خود به انرژی، روی دریافت برق از نیروگاه‌های موجود در سایر کشورهای عضو شبکه برنامه‌ریزی کنند. در این شرایط شبکه برق کشورهایی که با اوج بار زیادی مواجه هستند که یا توانایی تامین آن را ندارد یا برای تامین آن باید هزینه‌های زیادی متقبل شوند، از ظرفیت مازاد در شبکه به هم‌پیوسته برای تامین نیاز مصرف خود در زمان اوج بار استفاده می‌کنند.
