سابقاً در مقاله چرا مدیریت انرژی مهم است؟ اینکه چگونه مصرف انرژی خود را به بهترین نحو مدیریت کنیم صحبت کردیم و هر یک از مراحل آن را تشریح کردیم. در این مقاله سعی بر این شده به مبحث مهم مدیریت مصرف انرژی در سمت مصرفکننده بپردازیم و بررسی کنیم چه شرایطی باید فراهم باشد تا بتوان برنامههای لازم را اجرا نمود.
محتویات مقاله
مدیریت سمت مصرف (Demand Side Management) چیست؟
تقاضا برای برق گاهی میتواند به دلیل تغییرات ناگهانی آب و هوا، افزایش رشد اقتصادی، آسیب به خطوط یا عوامل دیگر به شدت در نوسان باشد. همچنین انتقال به انرژیهای تجدیدپذیر نیز در این نوسانات نقش چشمگیری دارد. زیرا تقاضای برق ممکن است درست زمانی که عرضع انرژی تجدیدپذیر کم است، به اوج خود برسد.
خوشبختانه، واحدهای نیروگاهی ابزار قدرتمندی برای مدیریت این تقاضای اوج بار دارند که آنها را قادر میسازد سطح یکسان و یا بهبود یافتهای از خدمات را برای مصرفکنندگان فراهم نمایند. مدیریت سمت مصرف (DSM) یک استراتژی است که توسط شرکتهای برق برای کنترل تقاضا از طریق تشویق مصرفکنندگان به اصلاح سطح و الگوی مصرف برق استفاده میشود.
برنامه مدیریت سمت مصرفکننده همانطور که از نام آن پیداست در محل مصرفکننده انجام میشود و شامل مشوقهای پولی برای تشویق مصرفکنندگان به خرید تجهیزات کممصرف انرژی و یا قیمتهای پایینتر انرژی در صورت موافقت مصرفکننده با کاهش مصرف در زمانهای اوج تقاضا است. این میتواند یک معامله برد-برد برای مصرفکننده و تأمینکننده باشد: وقتی مصرفکنندگان موافقت میکنند که مصرف انرژی خود را در زمانهایی که تقاضا (و در نتیجه قیمتها) در بالاترین حد است کاهش دهند و مصرف خود را به ساعاتی موکول کنند که انرژی فراوانتر است، شرکت برق از عرضه یکنواخت انرژی و مصرفکننده هم از قیمتهای پایینتر سود میبرد.
چرا مدیریت سمت مصرف مهم است؟
با چالشهای دوگانه انتقال انرژی و تغییرات ژئوپلیتیکی در عرضه انرژی، نحوه استفاده ما از انرژی هرگز تا این اندازه مسئله مهمتری در شرایط کنونی نبوده است. در این زمینه، برنامههای مدیریت سمت مصرف (DSM) که توسط شرکتهای برق اجرا میشوند، مهم هستند، زیرا میتوانند به کاربران کمک کنند تا کارآمدتر شوند و در نتیجه در مصرف انرژی صرفهجویی کنند. صرفهجویی در انرژی، به نوبه خود، منجر به هزینه کمتر و منفعت برای محیط زیست از نظر انتشار کمتر گازهای گلخانهای میشود.
مزایای مدیریت سمت مصرف چیست؟
مدیریت سمت مصرف سه مزیت قابل توجه ارائه میدهد:
- اولاً، با رهایی از هزینههای ساخت نیروگاههای پشتیبان (و گاهی اوقات با سوخت فسیلی) که برای مقابله با اوج تقاضا (پیک مصرف) به صورت آنلاین عرضه میشوند، به کاهش قیمتهای بازار برق کمک میکند.
- هزینههای مدیریت شبکه برق را کاهش میدهد.
- با هموارسازی تقاضا، شبکه برق کارآمدتر و با قابلیت اطمینان بالاتری را به همراه دارد.
بنابراین، برنامههای مدیریت سمت مصرف دارای چندین اثر مثبت در سرتاسر زنجیره تأمین و تقاضای انرژی است، به ویژه:
- مصرفکنندگان میتوانند با تغییر تقاضا به ساعات غیر پیک مصرف، در قبضهای برق خود صرفهجویی کنند، به خصوص اگر آنها کسبوکار یا صنایع بزرگ هستند.
- محیط زیست، از این حیث که انرژیهای تجدیدپذیر محبوبتر از قبل میشوند.
- اپراتورهای شبکه میتوانند قابلیت اطمینان شبکه را تضمین کنند، زیرا برنامههای DSM ابزارهایی را برای زمانبندی استفاده در اختیار آنها قرار میدهد و از خطر افزایش غیرمنتظره تقاضا که میتواند باعث قطع برق شود جلوگیری نماید.
- به طور کلی جامعه، که برق آنها با قابلیت اطمینان بالاتر بدون ساخت نیروگاههای جدید تأمین میشود.
- شرکتهای برق و انرژی، زیرا از ایجاد ظرفیت تولید جدید برای پاسخگویی به بارهای پیک مصرف اجتناب میکنند و میتوانند در صورت افزایش ناگهانی تقاضا از هزینه خرید برق در بازار آزاد جلوگیری کنند.
انواع DSM
برنامههای مدیریت سمت مصرف به دو دسته کلی تقسیم میشوند:
- برنامههای افزایش بهرهوری انرژی – (EE) Energy Efficiency
- برنامههای پاسخگویی بار – (DR) Demand Response
افزایش بهرهوری انرژی
افزایش بهرهوری انرژی، استفاده از انرژی کمتر برای تأمین سطح یکسان و یا بهبود یافتهای از خدمات برای مصرفکننده با یک روش مناسب اقتصادی میباشد. به عبارتی افزایش بهرهوری انرژی به معنای کاهش مصرف انرژی در تمامی بازههای زمانی و نه تنها در ساعات اوج بار میباشد. این کاهش مصرف از طریق تغییر در مسائل فنی و بهرهبرداری مانند استفاده از لامپها و وسایل کممصرف، بهبود مصرف برق تجهیزات گرمایشی، سرمایشی و سایر وسایل قابل حصول میباشد.
پاسخگویی بار
پاسخگویی بار به طور کلی به عنوان مشارکت مصرفکنندگان کوچک در بازار برق، روبرو شدن آنها با قیمتهای لحظهای بازار و پاسخگویی به آن تعریف میشود.
به عبارت دیگر پاسخگویی بار میتواند شکل مصرف انرژی الکتریکی را به نحوی تغییر دهد که بار پیک سیستم کاهش یافته و مصارف به ساعات غیر پیک منتقل شوند. شکل زیر تأثیر برنامههای پاسخگویی بار بر منحنی بار مصرفی مصرفکنندگان را نشان میدهد.
تعریف ارائه شده از سمت U.S. Department of Energy (DOE):
“پاسخگویی بار، تغییر در مصرف انرژی الکتریکی توسط مصرفکنندگان از مقدار عادی الگوی مصرف در پاسخ به تغییر در قیمت برق در طی زمان و یا هزینههای تشویقی تعیین شده برای کاهش مصرف برق، در ساعاتی که قیمت برق در بازار بالا و یا قابلیت اطمینان سیستم در خطر است، میباشد.”
انواع برنامههای پاسخگویی بار
برنامههای پاسخگویی زمان استفاده (TOU) –Time of Use
این برنامه از متداولترین برنامههای تعرفه متغیر در زمان میباشد. این روش از طریق تغییر در قیمت برق در ساعات مختلف مشتریان را به بهبود الگوي مصرف برقشان (مصرف در ساعات غیرپیک و کاهش مصرف در ساعات پیک) تشویق میکند.
در روش TOU تعرفهی برق به صورت قیمتهای مختلف برای بازههای زمانی مختلف یک روز تعیین میشود. این تعرفه به طور معمول به صورت میانگین هزینهی تولید و انتقال توان در هر بازهی زمانی در نظر گرفته میشود. تعرفهی TOU معمولاً از یک بازهی زمانی به بازهی دیگر طی یک روز و یا فصل به فصل تغییر میکند و معمولاً برای چند ماه و یا چند سال از پیش تعیین میشود. در این روش، قیمت انرژی معمولاً در سه حالت پرباری، میانباری و کمباری براساس قیمت متفاوت انرژی در هر حالت محاسبه و دریافت میشود. نمونهای از این قیمتگذاری در شکل زیر نشان داده شده است.
شایان ذکر است که لازمهی استفاده از روش پاسخگویی زمان (TOU)، مجهز بودن به دستگاه اندازهگیری مناسب که قابلیت ثبت میزان مصرف در هر بازه را داشته باشد، دارد. کنتورهای سنتی و همچنین کنتورهای با قابلیت خواندن مصرف از راه دور برای این برنامهها چندان مناسب نمیباشند اما پیشرفت تکنولوژی اندازهگیری به سمت AMI شرایط مناسب برای ایجاد این برنامهها فراهم کرده است.
تجربه نشان میدهد که استفاده از این تعرفهها در بخش خانگی، سبب صافتر شدن منحنی مصرفشان از طریق کاهش مصرف در دورههای با قیمت بالا و افزایش مصرف در دورههای با قیمت پایین میشود.
برنامههای قیمتگذاری زمان واقعی (RTP) –Real Time Pricing
در این روش قیمت برق متناسب با قیمت بازار عمدهفروشی در طول روز متغیر میباشد. این حالت برخلاف TOU و CPP میباشد که قیمت برق در آنها از پیش تعیین میشود. اقتصاددانان عقیده دارند که RTP مستقیمترین و مناسبترین برنامهی پاسخگویی بار برای بازار برق رقابتی میباشد. قیمت برق در این حالت متفاوت از روش TOU میباشد. چرا که در روش TOU قیمت برق به صورت میانگین هر بازهی زمانی در نظر گرفته میشد ولی در این روش قیمت برق در تمامی ساعات متغیر و انعکاس دهندهی قیمت بازار است. اقتصاددانان میگویند کارایی اقتصادی بیشتری با اعمال دقیق قیمت متغیر با زمان به مصرفکنندگان حاصل میشود.
RTP با فراهم کردن انگیزهی لازم در بارها برای پاسخگویی به قیمتهای بالای بازار سبب بهبود وضعیت بازار میشود، زیرا میتواند سبب جلوگیری از اعمال قدرت بازار، تثبیت قیمت متغیر بازار و تقویت قابلیت اطمینان سیستم شود. همچنین RTP میتواند همانند سایر روشهای پاسخگویی بار سبب کاهش و یا انتقال پیک بار شود. پر واضح است که این روش و سایر روشهای پاسخگویی بار برای بارهایی که قابلیت انعطافپذیری و تغییر میزان مصرف خود را ندارند، کاربرد نخواهد داشت. بیشترین کاربرد روش RTP برای مصرفکنندگان بزرگ میباشد، چرا که مواجه شدن با این قیمتهای واقعی بازار عمدهفروشی در عمل برای مصرفکنندگان خانگی امری دشوار میباشد.
برنامههای قیمتگذاری زمان پیک بحرانی (CPP) –Critical Peak Pricing
همانطور که گفته شد برخی بارها توانایی به اجرا در آوردن روش RTP را دارا نمیباشند. این در حالیست که روبرو شدن بارها با قیمت واقعی بازار به ویژه در ساعات پیک بسیار با اهمیت میباشد. در روش TOU دیدیم که این روش به نوعی نوسانات قیمت را در قالب چند تعرفهی کلی به بارها اعمال میکند.
به منظور برآورده کردن نیاز به کاهش مصرف در ساعات بحرانی سال که در آن ساعات مصرف برق بسیار بالا (به عنوان مثال گرمای بسیار شدید) و یا قابلیت اطمینان سیستم در خطر است (وقوع یک پیشامد اتفاقی) و یا قیمت بازار عمدهفروشی بسیار بالا میباشد، استفاده از قیمتگذاری زمان بحرانی راهحل مناسبی به نظر میرسد. تعرفهی CPP در واقع تعرفهای است که در ساعات بحرانی به برنامهی قیمتگذاری ثابت و یا TOU اضافه میشود. شکل زیر نمونهای از قیمتگذاری CPP را نشان میدهد.
جمعبندی
از آنجایی که استفاده درست و بهجا از انرژی، حفظ منابع با ارزش انرژی و مدیریت صحیح مصرف آن یکی از مهمترین موضوعات در تمام کشورهای جهان میباشد، کلیه سیاستگذاران، دولتمردان و دستاندرکاران بخش انرژی را بر آن داشته تا چارهای جهت رویارویی با مشکل افزایش بیرویه مصرف و در نتیجه کنترل هزینههای انرژی بیاندیشند.
از جمله موضوعاتی که میتواند کل چرخه تولید، توزیع تا مصرف انرژی را تحت کنترل داشته و به بهترین نحو ممکن از این منابع گرانبها استفاده کرد ”مدیریت انرژی“ است که امروزه مهمترین ابزار جهت مواجهه با افزایش بیرویه مصرف و جلوگیری از هدررفت است، به طوری که استقرار و بهکارگیری آن متضمن بهینهسازی مصرف و به معنای انتخاب الگوی صحیح و عملی سیاستهای درست در مصرف انرژی است که علاوه بر اینکه میتواند تضمینی بر استمرار رشد اقتصادی باشند، موجب کاهش تخریب منابع انرژی و نیز کاهش اثرات سوء ناشی از استفاده ناصحیح از آن بر محیط زیست و جامعه میگردند.
این مطلب نیز با هدف افزایش آگاهی، ایجاد فرهنگ صحیح و در نتیجه آن مدیریت صحیح بر منابع و مصارف انرژی نگارش شده است.
منابع
https://corporate.enelx.com/en/question-and-answers/what-is-demand-side-management
