تولید همزمان گرما و برق در گلخانه های ایران مروری جامع بر مبانی، کاربردها و تحلیل اقتصادی-فنی با نگاهی به پژوهش های بومی و الزامات پدافند غیرعامل

افزایش هزینه های انرژی در گلخانه های مدرن و تعدیل تدریجی یارانه های حامل های انرژی در ایران، ضرورت به کارگیری سامانه های با بازده بالا را دوچندان کرده است. سامانه های تولید همزمان گرما و برق (CHP) با بازده کلی بیش از ۸۰ درصد جایگزین مناسبی برای تامین جداگانه گرما و برق هستند. پژوهش های پیشین در ایران در این زمینه عمدتا بر مقیاس های بزرگ بیش از ۲ مگاوات متمرکز بوده و به مزیت راهبردی این سامانه ها در پدافند غیرعامل توجه نکرده اند. این مقاله با مرور پژوهش های مختلف از صنایع عمومی تا کاربرد در گلخانه یک مطالعه موردی محاسباتی برای گلخانه ۵ هکتاری خیار در اقلیم تبریز ارائه می دهد. نیازهای حرارتی بر اساس روش درجه روز-رشد و داده های هواشناسی ایستگاه تبریز برآورد شده است. یک سامانه CHP با موتور گازسوز ۵۰۰ کیلوواتی به عنوان یک واحد پایه در آرایش غیرمتمرکز پیشنهاد شد. نتایج نشان داد با نرخ ارز فعلی و تعرفه های فعلی انرژی، دوره بازگشت سرمایه در سناریوی پایه حدود ۹۱ سال برآورد می شود که به مراتب بیشتر از عمر مفید سامانه است. دلیل این چالش که نکته ای کلیدی محسوب می شود این است که مشکل اصلی نه در فناوری CHP بلکه در ناهمخوانی شدید بین نرخ ارز و تعرفه های تقریبا ثابت انرژی است. این ناهمخوانی تمام زیر بخش های انرژی کشور را درگیر کرده است و نیروگاه های بزرگ مقیاس نیز دچار ناهوخوانی در دوره بازگشت سرمایه و البته به مراتب شدیدتر هستند. مزیت مهم تر سامانه های CHP در شرایط فعلی این است که قابلیت جزیره ای شدن و تامین انرژی اضطراری به طور ذاتی با اصول پدافند غیرعامل همخوانی دارند. معایب اصلی شامل سرمایه گذاری اولیه بالا، نیاز به نگهداری تخصصی و صدای موتور است. این مقاله نشان می دهد که سرمایه گذاری روی CHPهای کوچک مقیاس توسط بخش خصوصی در شرایط فعلی تعرفه گذاری انرژی و نرخ ارز مورد نیاز برای سرمایه گذاری در ایران دچار چالش اساسی هستند، اما با لحاظ مزیت های پدافندی می توانند راهبردی موثر برای ارتقای تاب آوری زیرساخت های حیاتی کشاورزی در شرایط بحران محسوب شوند.

کلیدواژه ها:

تولید همزمان گرما و برق ، بازده انرژی ، تحلیل اقتصادی ، پدافند غیر عامل ، شاخص اسپارک