نارسایی سنت‌زده
بلوغ سیاست‌های مدیریت مصرف برق در جهان چگونه رخ داد؟
آژانس بین‌المللی انرژی (IEA; فرانسوی: Agence internationale de l’énergie; انگلیسی: International Energy Agency) یک سازمان مستقل بین‌دولتی است که در چارچوب سازمان همکاری‌های اقتصادی و توسعه (OECD) در سال ۱۹۷۴ بنیا‌نگذاری شده است. این سازمان ابتدا در پاسخ به اختلالات فیزیکی عرضه نفت و همچنین به عنوان منبع اطلاعات آمار مربوط به بازار بین‌المللی نفت و دیگر شکل‌های انرژی بنیان نهاده شد و در حال حاضر یکی از اهداف اساسی این نهاد ارائه راهکارها و مشورت‌ها برای کاهش وابستگی فزاینده به نفت از طریق افزایش راندمان تولید، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و توسعه منابع جایگزین و تجدیدپذیر در تولید انرژی است. در این رابطه با توجه به سهم بالای انرژی الکتریکی در سبد مصرفی کشورهای صنعتی، یکی از راهبردهای کلان اجرای برنامه‌های مدیریت مصرف انرژی الکتریکی است که از دهه ۸۰ مورد توجه این کشورها قرار گرفته است و در دهه‌های اخیر با توجه به نیاز جدی به کاهش آلایندگی (با تاثیرات محلی یا جهانی مانند گازهای گلخانه‌ای) ناشی از سوخت‌های فسیلی این فعالیت‌ها شتاب بیشتری پیدا کرده است. در این نوشتار با طرح استراتژی‌های مدیریت مصرف شش‌گانه معرفی شده از سوی EPRI (Electric Power Research Institute)، موج‌های هفت‌گانه در مدیریت مصرف معرفی شده و مفهوم برنامه‌ریزی و مدیریت هماهنگ سمت تقاضا و تامین در صنعت برق ارائه خواهد شد. در صورت مجال، در نوشتارهای آتی مدیریت سمت تقاضا در کشورمان از نظر سیاستگذاری، اجرا و فناوری‌های مورد نیاز با جزئیات مورد بررسی و بحث قرار خواهد گرفت.
استراتژی‌های شش‌گانه در مدیریت سمت تقاضا
طبق تعریف EPRI، مدیریت سمت تقاضا یا DSM (Demand Side management)، مجموعه فعالیت‌هایی است که برای تاثیرگذاری بر روی تقاضای انرژی الکتریکی طراحی و تعریف می‌شود، به‌نحوی که باعث افزایش رفاه اجتماعی در قالب ایجاد سود و منفعت توامان برای مشترکین، شرکت‌های تامین‌کننده برق و جامعه می‌شود. این فعالیت‌ها معمولاً از سوی شرکت‌های برق طراحی شده و با تایید رگولاتورهای برق قابلیت اجرا پیدا می‌کنند و مشترکین با اجرای داوطلبانه آنها به مزایای خاص آنها مانند مشوق‌های مالی، جلوگیری از جهش‌های قیمت برق و افزایش کیفیت سرویس مانند تقویت قابلیت اطمینان یا کیفیت بهتر ولتاژ در تامین برق نائل می‌آیند و شرکت‌های برق نیز از منافع این کار در قالب تعویق در سرمایه‌گذاری در بخش‌های تولید، انتقال و توزیع بهره‌مند می‌شوند. برای جامعه نیز مدیریت مصرف برق به کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی و بهبود کارایی و بهره‌وری و در نتیجه رفاه اجتماعی منتهی می‌شود. شش استراتژی برای مدیریت سمت تقاضا و در نتیجه شکل‌دهی به منحنی تقاضا (یا منحنی بار الکتریکی) به‌صورت شماتیک در شکل ۱ نشان داده شده است. با توجه به این شکل در استراتژی اول که هدف آن پیک‌سایی است، قسمتی از بار در زمان اوج بار برداشته می‌شود. از اقدامات برای تحقق این هدف می‌توان به کنترل مستقیم بار و کاهش آن و نیز بارزدایی بارهای با اولویت پایین بار اشاره کرد.
در استراتژی دوم و با هدف اصلاح ضریب بار و مسطح‌سازی حتی‌الامکان منحنی بار، به‌جای سعی در کاهش بار در زمان اوج بار، میزان بار در زمان‌های غیر اوج افزایش می‌یابد. از جمله این اقدامات می‌توان به تشویق کارخانه‌ها با مشوق‌های مالی برای فعالیت در زمان غیراوج بار یا حتی به صادرات برق در زمان غیراوج یا ذخیره‌سازی برق اشاره کرد.
در استراتژی سوم با حفظ میزان مصرف انرژی به تشویق انتقال بار از زمان اوج بار به زمان‌های حداقل بار می‌توان اشاره داشت. استفاده از سیستم‌های ذخیره‌ساز گرما یا برودت مثال مشخصی از به‌کارگیری این استراتژی است. همچنین استفاده از تعرفه‌های زمان استفاده (Time of Use) یا قیمت‌گذاری زمان واقعی (Real Time Pricing) می‌تواند در تحقق این استراتژی مورد استفاده قرار گیرد. صرفه‌جویی استراتژیک از دیگر استراتژی‌هاست و استفاده از تجهیزات با بازده بالاتر یا عایق‌بندی ساختمان‌ها و... می‌تواند جزو این استراتژی قلمداد شود. در این استراتژی با افزایش بهره‌وری انرژی در تجهیزات مصرف‌کنندگان امکان کاهش کلی نیاز به انرژی الکتریکی حاصل می‌شود. استفاده از لامپ‌های با راندمان نوری بالا یا تجهیزات با رده‌بندی بالای انرژی می‌تواند مثال‌های بارز از به‌کارگیری این راهبرد باشد. پنجمین راهبرد برای مدیریت مصرف، رشد استراتژیک بار است که در آن به‌طور عمومی بار افزایش می‌یابد؛ برقی‌سازی تجهیزات انرژی‌بر مانند حمل‌ونقل یا تجهیزات داخل خانه‌ها و نیز تجهیزات برودتی و گرمایشی تحت این استراتژی است.
ششمین استراتژی انعطاف‌پذیر کردن بار است که استفاده از سیستم شارژ مدیریت‌شده خودروهای برقی و به‌کارگیری و معرفی بارهای منعطف می‌تواند مثالی از این فناوری باشد.
دوره‌های بلوغ سیاست‌های مدیریت مصرف
در این بخش به معرفی دوره‌های مختلف هفت‌گانه از ایجاد ادبیات مدیریت مصرف در صنعت برق تا شرایط کنونی پرداخته شده است.
دوره اول؛ دهه ۸۰ میلادی
اولین دوره در فعالیت‌های متمرکز بر مدیریت مصرف و تقاضا در انواع حامل‌های انرژی از جمله برق در نیمه اول دهه ۸۰ میلادی شروع شد. از انگیزه‌های این فعالیت‌ها بروز جنگ شش‌روزه بین اعراب و رژیم صهیونیستی در سال ۱۹۷۳ بود که منجر به تحریم نفتی کشورهای غربی از سوی اعراب شد. در اواخر این دهه با بروز انقلاب اسلامی ایران در سال ۱۹۷۹ زنگ خطر دیگری برای تاکید بر عدم تضمین انتقال انرژی به جهان غرب به صدا درآمد؛ که متعاقب آن اجرای برنامه‌های صرفه‌جویی انرژی و برنامه‌های مدیریت بار بود که به‌صورت فزاینده مورد توجه دولت‌ها، کشورهای صنعتی و شرکت‌های تامین برق قرار گرفت. در این سال‌ها شرکت‌های برق با طراحی برنامه‌های عمدتاً تشویقی مشترکین را ترغیب کردند تـا مصرف خود را کاهش دهند. به دلیل بروز بحران انرژی در این دهه، کشورهای مصرف‌کننده برنامه‌های مدیریت مصرف را با توجه به فوریت آن به اجرا درآورده و توجه زیادی را برای پایش و ارزیابی این برنامه‌ها صرف نکرده و صرفاً بر اساس اطلاعات و تخمین‌های تقریبی اجرا کردند. این دهه را می‌توان نقطه شروع یک حرکت همه‌جانبه برای مدیریت بار و تقاضا نام برد.
موج دوم؛ دهه ۹۰ میلادی
در اوایل دهه ۹۰ میلادی مجموعه جامعی از برنامه‌ها با هدف بهبود منحنی بار الکتریکی آغاز شد و تمام زیرمجموعه‌های مدیریت مصرف مثل صرفه‌جویی در استفاده از انرژی، مدیریت بار و برقی کردن را دربر گرفت. هدف از اجرای این برنامه‌ها این بود که منابع آزادشده حاصل از اجرای برنامه‌های مدیریت مصرف که به‌صورت تولید مجازی بود برای شرکت‌های برق به‌عنوان یک منبع جدید تلقی شده و این منابع در برنامه‌ریزی شرکت‌های برق در کنار برنامه‌ریزی‌های معمول توسعه‌ای در قدرت منصوبه تولید، نقش فعالی را داشته باشند. با تاکید بر این اهداف مفهوم برنامه‌ریزی یکپارچه و توامان منابع سمت تقاضا و تولید معرفی شد که حاصل آن جواب‌دهی به نیاز مصرف‌کنندگان با معرفی اقدامات هماهنگ در نصب نیروگاه‌ها در کنار اعمال برنامه‌های مدیریت مصرف بود.
در اواخر این دهه، معرفی روش‌های متنوع مدیریت مصرف و اجرای موفق برنامه‌های کارآمد در صرفه‌جویی انرژی و برنامه‌های مدیریت مصرف و تقاضا منجر به کاهش فروش برق و در نتیجه کاهش درآمد شرکت‌های برق ناشی از فروش انرژی شد. در حالی که این شرکت‌ها مجبور بودند صرف نظر از میزان فروش برق، هزینه تجهیزات و پرسنل و سایر هزینه‌ها را بپردازند. در این سال‌ها برای جبران کسورات درآمدی شرکت‌های برق، دولت‌ها و رگولاتورهای برق به این شرکت‌ها اجازه دادند تا کاهش درآمـد خـود را با افزایش در نرخ‌های فروش برق جبران کنند که این کار در نهایت افزایش قیمت‌های برق و نارضایتی مشترکین را در پی داشت که این خود مانع ذاتی برای توسعه برنامه‌های مدیریت مصرف از سوی شرکت‌های توزیع برق شد.
دوره سوم؛ نیمه اول آخرین دهه قرن بیستم
موج سوم تحولات مدیریت مصرف از ابتدای ۱۹۹۰ میلادی شروع شد. در این موج تغییرات گسترده در مکانیسم‌های تنظیمی در برنامه‌ها مدیریت مصرف توسط رگولاتورها اعمال شد. به‌طوری که ماحصل آن ترغیب شرکت‌های برق به سرمایه‌گذاری در برنامه‌های مدیریت مصرف بود. مشوق‌هایی مانند اجازه افزایش در نرخ بازگشت سرمایه، رایانه‌های دولتی و... در عوض کارایی برنامه‌های مدیریت مصرف به شرکت‌های برق داده شد تا آنها را تشویق به اجرای این برنامه‌ها کند.
در اواسط این دهه تشکیل شرکت‌های برق خصوصی به‌صورت یک تهدید جدی برای ادامه فعالیت‌های شرکت‌های برق سنتی مطرح شد. این شرکت‌ها با حذف یا کمرنگ کردن تمام برنامه‌هایی که باعث افزایش نرخ‌های فروش برق می‌شد، برق را به نرخ پایین‌تری نسبت به شرکت‌های برق دولتی عرضه کردند. در این سال‌ها به دلیل ایجاد رقابت شدید میان شرکت‌های برق دولتی و شرکت‌های برق خصوصی برای کاهش نرخ برق، اجرای برنامه‌های مدیریت مصرف شدیداً کاهش یافت و بعضاً متوقف شد که زنگ خطری را برای تداوم برنامه‌های مدیریت مصرف که تضمین‌کننده رفاه اجتماعی در بلندمدت بود به صدا درآورد.
دوره چهارم
توجه به توقف برنامه‌های مدیریت مصرف ناشی از رقابت برای فروش برق با کمترین قیمت در انتهای دوره سوم توسعه مدیریت مصرف و خطر درازمدت توقف آنها بر پایداری فنی و اقتصادی صنعت برق، رگولاتورها را بر آن داشت که هزینه برنامه‌های مدیریت مصرف را از وضع مالیات بر فروش برق تامین کنند که نتیجه آن تامین مالی پروژه‌های مدیریت مصرف و پرداخت به شرکت‌های برق و در نتیجه آغاز دوباره آنها در بسیاری از شرکت‌های برق بود.
دوره پنجم
دوره پنجم در اجرای برنامه‌های مدیریت مصرف از سال ۲۰۰۰ میلادی در پی ایجاد بازارهای عمده‌فروشی برق در اکثر کشورهای صنعتی و بروز شوک‌های قیمتی در بازار عمده‌فروشی شروع شد و پس از بروز بحران سال ۲۰۰۱ کالیفرنیا در جهش‌های بسیار شدید برق در بازار عمده‌فروشی، علاقه‌مندی گسترده‌ای برای اجرای برنامه‌های مدیریت مصرف ایجاد شد. البته در این مسیر و با توجه به تحولات پیش‌آمده در فناوری و نیز روش‌های نوین و سیاستگذاری‌ها، تغییرات گسترده‌ای در اجرای این برنامه‌ها رخ داد و برنامه‌های مدیریت مصرف با تاکید بر لزوم قیمت پویای برق پیگیری شد. البته قیمت‌گذاری زمان واقعی بـرق از سـال‌های پیش در مورد مصرف‌کنندگان بزرگ اجرا می‌شد ولی از سال ۲۰۰۰ به بعد با توجه به پیشرفت‌های تکنولوژیک، این برنامه‌ها برای مصرف‌کنندگان کوچک نیز قابل اجرا شد. بزرگ‌ترین مشخصه این دوره استفاده از ابزار قیمت برق برای ترغیب به مدیریت مصرف بود.
موج ششم؛ تاثیر گسترش صنعت ICT و گسترش شبکه‌های هوشمند
با گسترش صنعت ICT در صنعت برق و ایجاد شبکه‌های هوشمند، امکان اعمال برنامه‌های متنوع مدیریت سمت تقاضا تا مشترکین شبکه‌های توزیع نیز فراهم شد. به‌طوری که هم روش‌های متنوع تشویق‌محور و هم روش‌های مبتنی بر قیمت قابلیت اعمال پیدا کرد. از طرفی مشترکین نیز با مجهز شدن به کنتورهای هوشمند و تجهیزات کنترل‌پذیر توانایی مدیریت بار خود را پیدا کردند که نتیجه آن پذیرش بالا در برنامه‌های مدیریت مصرف و اثربخشی آنها بود. به‌طوری که یکی از اهداف مهم و پررنگ در توسعه شبکه‌های هوشمند را می‌توان افزایش قابلیت مدیریت بار و مدیریت مصرف نام برد.
موج هفتم؛ انعطاف‌پذیری بار به‌عنوان کالای مورد داد و ستد در بازارهای محلی برق
در این رویکرد برخلاف روش‌های تشویق‌محور، مدیریت مصرف به عنوان یک کالای قابل دادوستد در بازارهای برق محلی رایج شده است، به‌طوری که شرکت‌های توزیع برق و تجمیع‌کنندگان (مانند تجمیع‌کنندگان ذخیره‌سازها، ماشین‌های برقی و...) به ارائه خدمات در این بازار و در فضای رقابتی می‌پردازند. در این حالت انعطاف‌پذیری به‌عنوان کالا داد و ستد شده است و عملاً مدیریت مصرف به حد مورد نیاز و بر اساس قیمت کشف‌شده در بازار مورد معامله قرار می‌گیرد. می‌توان انتظار داشت که این روش رفاه اجتماعی حداکثر را برای جامعه تضمین خواهد کرد. در این دوره حضور مشترکین بزرگ و نهادهای تجمیع‌کننده در بازار و استفاده از روش‌های مدیریت مصرف مطابق عملیات بازار علاوه بر اینکه منجر به مصرف بهینه انرژی الکتریکی می‌شود، حالت رقابتی بازار را نیز حفظ می‌کند و در ضمن تاثیرات مهمی نیز در کاهش قیمت برق در بازارهای الکتریکی دارد و قابلیت اطمینان شبکه را نیز بهبود می‌بخشد.
نتیجه چه شد؟
چنانچه در این نوشتار آمد مدیریت مصرف در قالب افزایش راندمان تجهیزات مصرف‌کنندگان یا شکل‌دهی به منحنی تقاضای آنها و تبدیل بارها به بارهای پاسخگو (Responsive Loads) یکی از راهبردهای کلان در اداره صنایع برق در دنیاست. با این کار شرکت‌های برق به منابع ارزان و بدون آلایندگی دسترسی خواهند داشت که در صورت برنامه‌ریزی و مدیریت هماهنگ مجموعه این فعالیت‌ها در کنار توسعه قدرت منصوبه در شبکه تولید، انتقال و توزیع انتظار می‌رود رفاه اجتماعی با کاهش هزینه تمام‌شده و افزایش پایداری و امنیت تامین برق حاصل شود. قطعاً این برنامه‌ریزی باید توامان و با دریافت بازخوردهای اعمال سیاست‌های مدیریت مصرف در دوره‌های کوتاه‌مدت، میان‌مدت و درازمدت حاصل شود. در کشورمان نیز به‌صورت جدی از چهار سال اخیر فعالیت‌های مدیریت مصرف در سطح شرکت توانیر کلید خورده است، گو اینکه با توجه به موانع فناوری یا عدم اجرای برخی قوانین بالادستی یا نگاه‌های سنتی مدیران صنعتی و مصرف‌کنندگان به حد بلوغ نرسیده است و در بسیاری از مواقع مدیریت مصرف در کاهش بار پیک و با روش‌های تشویق‌محور محدود شده است. انتظار می‌رود با بهره‌گیری از فناوری‌های نو، اعمال سیاست‌های هماهنگ‌کننده در وزارتخانه‌های متولی انرژی توسط شورای عالی انرژی، اجرای دقیق قانون اصلاح الگوی مصرف و برنامه‌ریزی توامان در توسعه تولید تجدیدپذیر، مدیریت مصرف و توسعه تولید و شبکه شاهد بهره‌گیری از منافع آن در جامعه باشیم. در صورت داشتن مجال برنامه‌های مدیریت مصرف رایج در صنعت برق ایران در نوشتارهای بعد با جزئیات مورد بررسی و نقد قرار خواهد گرفت.
