آژانس بین‌المللی انرژی: انعطاف‌پذیری تقاضا به کلید امنیت انرژی تبدیل خواهد شد

طبق گزارش جدید آژانس بین‌المللی انرژی، با شتاب گرفتن رشد تقاضای جهانی برق، انعطاف‌پذیری تقاضا نقش فزاینده‌ای در حفظ سیستم‌های برق قابل‌اعتماد، مقرون‌به‌صرفه و ایمن ایفا خواهد کرد.

این گزارش با عنوان گسترش انعطاف‌پذیری تقاضا (Scaling up Demand Flexibility) می‌گوید مدیریت زمان و مکان مصرف برق به اندازه مدیریت میزان تولید برق اهمیت پیدا کرده است؛ به‌طوری که پیش‌بینی می‌شود نیاز جهانی به انعطاف‌پذیری کوتاه‌مدت تا سال 2035، بر اساس سناریوی سیاست‌های اعلام‌شده آژانس بین‌المللی انرژی (STEPS)، بین دو تا هفت برابر افزایش یابد.

تقاضای برق با سرعت زیادی در حال افزایش است که این امر ناشی از برقی‌سازی حمل‌ونقل، گرمایش، سرمایش، صنعت و زیرساخت‌های دیجیتال است. این گزارش خاطرنشان می‌کند که اگرچه منابع کم‌آلاینده می‌توانند تا سال 2030 حدود نیمی از تولید جهانی برق را تأمین کنند، تقاضای جهانی برق ممکن است تا سال 2035 دو برابر شود و در نتیجه نیاز به انعطاف‌پذیری در سراسر سیستم‌های برق افزایش یابد.

اهمیت انعطاف‌پذیری

این گزارش همچنین تأکید می‌کند که سیستم‌های برق در گذشته عمدتاً بر این اصل طراحی شده‌اند که عرضه باید از تقاضا پیروی کند. با این حال، دیجیتالی‌شدن، فناوری‌های متصل و سازوکارهای جدید بازار به‌طور فزاینده‌ای این امکان را فراهم می‌کنند که خود تقاضای برق در واکنش به شرایط سیستم تغییر کند؛ امری که به حفظ قابلیت اطمینان، کاهش هزینه‌ها، ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر و به تعویق انداختن سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌ها کمک می‌کند.

به گفته آژانس بین‌المللی انرژی، واکنش‌های سنتی در سمت عرضه همچنان برای تضمین امنیت تأمین برق اهمیت دارند، اما ممکن است استقرار آن‌ها زمان‌بر و سرمایه‌بر باشد. انعطاف‌پذیری تقاضا رویکردی مکمل ارائه می‌کند که می‌توان آن را سریع‌تر به کار گرفت و به‌صورت تدریجی توسعه داد.

این نهاد همچنین بر اهمیت اقدامات سمت تقاضا پس از بحران اخیر انرژی تأکید می‌کند. در سال 2026، اختلال در نزدیک به 20 درصد از تجارت جهانی گاز طبیعی مایع باعث شد قیمت گاز حدود 50 درصد افزایش یابد؛ موضوعی که ریسک‌های اتکا صرف به انعطاف‌پذیری مبتنی بر سوخت را نشان می‌دهد.

بر اساس این گزارش، انعطاف‌پذیری تقاضا و بهره‌وری انرژی می‌توانند به‌طور فزاینده‌ای به امنیت انرژی، مقرون‌به‌صرفه بودن و تاب‌آوری کمک کنند. این گزارش سه مطالعه موردی را بررسی می‌کند که مراحل متفاوتی از توسعه سیستم برق را نمایندگی می‌کنند: آفریقای جنوبی در سال 2025، تایلند در سال 2030 و ایرلند در سال 2035. این مطالعات در مجموع نشان می‌دهند که چگونه تقاضای برق می‌تواند از مصرفی غیرفعال به منبعی فعال برای سیستم تبدیل شود.

انعطاف‌پذیری به یک رویه معمول تبدیل خواهد شد

آژانس بین‌المللی انرژی می‌گوید انعطاف‌پذیری هم‌اکنون در حال کاهش هزینه مدیریت اوج تقاضای برق و هم‌زمان بهبود قابلیت اطمینان سیستم است. در آینده، شتاب گرفتن برقی‌سازی، دیجیتالی‌شدن و هوش مصنوعی می‌تواند باعث شود انعطاف‌پذیری تقاضا از یک اقدام مورد استفاده گهگاهی برای حفظ قابلیت اطمینان، به یک توانمندی عملیاتی روزمره تبدیل شود که از بهینه‌سازی روزانه سیستم پشتیبانی می‌کند.

این گزارش همچنین تأکید می‌کند که فرصت‌های انعطاف‌پذیری لزوماً در بزرگ‌ترین بخش‌های مصرف‌کننده برق متمرکز نیستند، بلکه در برخی مصارف نهایی خاص قرار دارند. خودروهای برقی، سیستم‌های گرمایشی، فرآیندهای صنعتی و لوازم خانگی متصل به شبکه از جمله منابع مهم انعطاف‌پذیری در آینده معرفی شده‌اند.

با این حال، گسترش انعطاف‌پذیری تقاضا مستلزم استقرار گسترده‌تر فناوری‌های هوشمند، از جمله کنتورهای هوشمند، سیستم‌های مدیریت انرژی، پلتفرم‌های تجمیع، تجهیزات متصل و تحلیل‌های مبتنی بر هوش مصنوعی خواهد بود. این گزارش می‌گوید با افزایش اتکای سیستم‌های برق به منابع دیجیتال و متصل در سمت تقاضا، قابلیت همکاری میان سامانه‌ها، مشارکت مصرف‌کنندگان و امنیت سایبری اهمیت فزاینده‌ای پیدا خواهند کرد.

آژانس بین‌المللی انرژی می‌گوید انعطاف‌پذیری تقاضا می‌تواند هزینه‌های عملیاتی، سرمایه‌گذاری زیرساختی و تقاضای اوج را کاهش دهد و از این طریق به بهبود مقرون‌به‌صرفه بودن برق برای مصرف‌کنندگان کمک کند؛ اما سیاست‌گذاری و طراحی بازار تعیین خواهند کرد که این مزایا با چه سرعتی محقق شوند. این گزارش می‌گوید فرآیندهای برنامه‌ریزی و بازار همچنان در بسیاری از موارد انعطاف‌پذیری تقاضا را نادیده می‌گیرند، در حالی که این انعطاف‌پذیری می‌تواند بهره‌وری سیستم را بهبود داده و هزینه‌ها را کاهش دهد.

سه مطالعه موردی درباره انعطاف‌پذیری

آفریقای جنوبی: انعطاف‌پذیری صنعتی و کاهش تقاضای اوج

آفریقای جنوبی در میان سه مطالعه موردی، نمایانگر تثبیت‌شده‌ترین رویکرد به انعطاف‌پذیری تقاضاست و برنامه‌های آن عمدتاً بر کاهش اضطراری بار اوج در دوره‌های فشار بر سیستم متمرکز هستند.

بر اساس این گزارش، اقدامات مربوط به انعطاف‌پذیری تقاضا تاکنون از حدود 1.5 گیگاوات، معادل 5 درصد تقاضای اوج سالانه، جلوگیری کرده‌اند. در دوره‌های تقاضای بالا، این امر نیاز به تولید نیروگاه‌های اوج‌بار را تا 20 درصد کاهش داده است. اگرچه تولید اوج‌بار تنها حدود 1.4 درصد از تولید سالانه برق را تشکیل می‌دهد، تقریباً 14 درصد از کل هزینه‌های بهره‌برداری سیستم را به خود اختصاص می‌دهد؛ موضوعی که نشان می‌دهد کاهش هدفمند تقاضای اوج می‌تواند صرفه‌جویی قابل‌توجهی ایجاد کند.

برنامه‌های انعطاف‌پذیری تقاضا برای مصرف‌کنندگان بزرگ انرژی همچنین از طریق محدود کردن فعالیت آن‌ها به کاهش خاموشی‌های اضطراری کمک کرده‌اند و از فعالیت‌های اقتصادی‌ای که در غیر این صورت متوقف می‌شدند، حمایت کرده‌اند.

برنامه مدیریت تقاضای آفریقای جنوبی تاکنون تا 1.5 گیگاوات کاهش بار اوج ایجاد کرده است که عمدتاً از سوی مصرف‌کنندگان بزرگ صنعتی تأمین شده و با استفاده از آبگرمکن‌های مسکونی و پمپ‌های استخر نیز تکمیل شده است.

آژانس بین‌المللی انرژی برآورد می‌کند که مجهز کردن سیستم‌های آب گرم در 10 درصد از خانوارهای آفریقای جنوبی به کنترل‌های هوشمند می‌تواند 600 مگاوات دیگر از ظرفیت کاهش تقاضای اوج را آزاد کند. این منبع فقط لازم است گهگاه فعال شود تا اختلال برای مصرف‌کنندگان به حداقل برسد و هم‌زمان قابلیت اطمینان سیستم افزایش یافته و هزینه‌ها کاهش یابد.

تایلند: پاسخگویی تقاضای صنعتی و برقی‌سازی

تایلند هم‌زمان با رشد تقاضای برق و شتاب گرفتن برقی‌سازی، نمایانگر گذار به سوی انعطاف‌پذیری گسترده‌تر و مبتنی بر بازار است. انعطاف‌پذیری تقاضا می‌تواند تا سال 2030 تقاضای اوج برق کشور را تا 13 درصد کاهش دهد که بخش عمده آن از طریق انعطاف‌پذیری صنعتی محقق خواهد شد. این امر به مدیریت افزایش تقاضای برق برای سرمایش کمک می‌کند؛ زیرا در حال حاضر هر یک درجه افزایش دما حدود 1 گیگاوات به تقاضای اوج کشور اضافه می‌کند.

انعطاف‌پذیری تقاضا همچنین می‌تواند در بسیاری از مسیرهای شبکه، تا 15 درصد ظرفیت انتقال را آزاد کند؛ هرچند افزایش جریان برق در برخی خطوط بر ضرورت هماهنگی هنگام فعال‌سازی منابع انعطاف‌پذیری تأکید دارد.

بر اساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی، صنایع کم‌مصرف‌تر از نظر انرژی می‌توانند در صورت مشارکت کافی، نقش محوری در ارائه انعطاف‌پذیری ایفا کنند. صنایع ماشین‌آلات، فرآوری مواد غذایی، دخانیات و نساجی حدود نیمی از تقاضای برق صنعتی را تشکیل می‌دهند و می‌توانند از طریق جابه‌جایی بار و کاهش بار اوج، بیش از 70 درصد از ظرفیت بالقوه انعطاف‌پذیری صنعتی را فراهم کنند.

ساختمان‌های مسکونی و تجاری نیز فرصت‌هایی برای انعطاف‌پذیری ارائه می‌کنند؛ به‌طوری که سرمایش و گرمایش آب در مجموع حدود 2.7 تراوات‌ساعت از تقاضای برق را تشکیل می‌دهند که می‌توان آن را جابه‌جا کرد.

این گزارش خاطرنشان می‌کند که میزان استقبال از این راهکارها به چارچوب‌های مقرراتی، مشوق‌های بازار، فناوری‌های توانمندساز و اعتماد مصرف‌کنندگان بستگی خواهد داشت.

با جابه‌جا کردن زمان مصرف برق، انعطاف‌پذیری تقاضا می‌تواند اوج تقاضا را کاهش دهد، بهره‌برداری از دارایی‌ها را بهبود بخشد و با پویاتر شدن هرچه بیشتر سیستم برق تایلند و افزایش استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، نیاز به سرمایه‌گذاری را کاهش دهد.

ایرلند: دیجیتالی‌شدن و انعطاف‌پذیری برای شبکه مبتنی بر انرژی‌های تجدیدپذیر

ایرلند نمایانگر چشم‌انداز بلندمدت این گزارش از یک سیستم انرژی بسیار دیجیتالی و برقی‌شده است که در آن انعطاف‌پذیری تقاضا به بخشی از بهره‌برداری معمول سیستم تبدیل می‌شود.

تحقق اهداف سیاستی ملی می‌تواند تا سال 2035 تقاضای برق را دو برابر کند و حدود 85 درصد از این افزایش ناشی از حمل‌ونقل و گرمایش خواهد بود. تقاضای گرمایش ممکن است بیش از سه برابر شود، در حالی که تقاضای برق حمل‌ونقل می‌تواند از سطحی نزدیک به صفر به تقریباً یک‌پنجم کل تقاضای برق برسد.

آژانس بین‌المللی انرژی می‌گوید استقرار بلندپروازانه فناوری‌های انعطاف‌پذیری می‌تواند هزینه کل سیستم انرژی را تا 10 درصد کاهش دهد، مصرف سوخت‌های فسیلی برای تولید برق را پایین بیاورد، کاهش اجباری تولید انرژی‌های تجدیدپذیر را کم کند و با کاهش وابستگی به قیمت‌های نوسانی سوخت، امنیت انرژی را تقویت کند.

پمپ‌های حرارتی آماده پاسخگویی به تقاضا می‌توانند امکان برقی‌سازی گرمایش در حدود 170 هزار خانه اضافی را بدون نیاز فوری به تقویت شبکه انتقال فراهم کنند؛ رقمی که تقریباً معادل نیمی از هدف فعلی ایرلند برای بازسازی و بهسازی ساختمان‌های مسکونی است.

رشد تولید برق تجدیدپذیر در ایرلند نیاز به انعطاف‌پذیری را افزایش خواهد داد. این گزارش می‌گوید حدود 88 درصد از تولید برق این کشور می‌تواند تا سال 2035 از منابع تجدیدپذیر تأمین شود و دوره‌های طولانی از مازاد تولید برق تجدیدپذیر ایجاد شود که به انعطاف‌پذیری کوتاه‌مدت و بلندمدت نیاز خواهند داشت.

آژانس بین‌المللی انرژی همچنین بر اهمیت فناوری‌های دیجیتال تأکید می‌کند. ایرلند تا سال 2035 به افزایش 11 برابری تعداد شارژرهای هوشمند خودروهای برقی نیاز خواهد داشت که حدود 70 درصد از کل شارژرها را تشکیل می‌دهند؛ همچنین تعداد ترموستات‌های هوشمند متصل به پمپ‌های حرارتی انعطاف‌پذیر باید چهار برابر شود.

انتظار می‌رود حمل‌ونقل ظرفیت ویژه‌ای برای انعطاف‌پذیری داشته باشد. اگرچه تقاضای گرمایش می‌تواند دو و نیم برابر تقاضای حمل‌ونقل باشد، حمل‌ونقل می‌تواند حدود سه برابر ظرفیت انعطاف‌پذیری بیشتری ارائه دهد، زیرا امکان جابه‌جایی زمان شارژ خودروهای برقی وجود دارد.

این گزارش تأکید می‌کند که استقرار گسترده کنترل‌های دیجیتال می‌تواند حدود 3.9 تراوات‌ساعت امکان جابه‌جایی تقاضا را در ساختمان‌های مسکونی و تجاری فراهم کند، در حالی که صنعت نیز از طریق دیجیتالی‌شدن بیشتر، اتصال‌پذیری و سامانه‌های پیشرفته کنترل که امکان می‌دهند برنامه‌های تولید با قیمت برق و شرایط سیستم پویاتر تنظیم شوند، همچنان نقش مهمی ایفا خواهد کرد.

گزارش آژانس بین‌المللی انرژی می‌گوید تجربه ایرلند، آفریقای جنوبی و تایلند و همچنین سایر کشورها نشان می‌دهد که انعطاف‌پذیری تقاضا دیگر یک مداخله محدود و ویژه برای دوره‌های فشار بر سیستم نیست.

«با تحول سیستم‌های برق در سراسر جهان، انعطاف‌پذیری می‌تواند به‌طور فزاینده‌ای به بخشی از نحوه برنامه‌ریزی، بهره‌برداری و بهینه‌سازی شبکه‌ها تبدیل شود.»