اقتصاد دانش بنیان

طرح کلان ملی؛ طراحی و ساخت سیستم تولید همزمان برق و حرارت CHP

مهندسی توسعه انرژی شهر پایدار

یک شرکت ایرانی موفق به ایجاد دانش فنی طراحی و ساخت سیستم تولید همزمان برق و حرارت CHP شده است که می‌تواند برق و حرارت مورد نیاز ساختمان‌های مسکونی، اداری، تجاری، صنایع کوچک، هتل‌ها، بیمارستان‌ها و مراکز ورزشی را تامین کند. معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، این شرکت‌ دانش‌بنیان را که موفق به کسب دانش فنی طراحی و ساخت سیستم‌های تولید همزمان برق و حرارت شده است، مورد حمایت قرار داده تا سیستم تولید همزمان برق و حرارت بومی‌سازی شود. در به ثمر رسیدن این طرح کلان ملی فناوری، پژوهشگاه نیرو نیز همکاری داشته است. سیستم تولید همزمان برق و حرارت CHP، سیستمی است که در آن ضمن تولید برق توسط یک محرک اولیه مانند موتور احتراق داخلی گازسوز، حرارت تلف شده در موتور بازیافت شده و جهت گرمایش ساختمان، تامین آب گرم، تامین سرمایش یا تولید آب شیرین استفاده می‌شود. با توجه به بازیافت حرارت اتلافی در سیستم‌های تولید همزمان برق و حرارت، راندمان کل این سیستم‌ها بالا بوده به نحوی که بیش از 85 درصد است.
سوخت مورد نیاز این سیستم‌ها گاز شهری است و البته می‌تواند با سوخت بیوگاز نیز عمل کند. مصرف گاز این سیستم متناسب با قدرت موتور است؛ به نحوی که معمولا به ازای مصرف یک مترمکعب گاز در ساعت، 5/3 کیلووات توان الکتریکی و حدود 5/4 کیلووات توان حرارتی تولید می‌‌شود. با توجه به مصرف گاز طبیعی در این سیستم‌ها و کنترل مناسب ترکیب سوخت و هوا، آلایندگی زیست‌محیطی این سیستم‌ها نسبت به سیستم‌های سنتی تامین گرمایش ساختمان‌ها بسیار کمتر است.
اولین شرکتی که چنین سیستم‌هایی را با توجه به شرایط اقلیمی کشور و به صورت بومی طراحی و فعالیت خویش را از سال 1389 شروع نموده، شرکت مهندسی توسعه انرژی شهر پایدار است، به طوری که پس از دو سال فعالیت و نمونه‌سازی و انجام تست‌های لازم، در سال 1391 با توجه به نوآوری و به‌کارگیری موتور ملی (EF7) در سیستم تولید همزمان برق و حرارت موفق به ثبت اختراع شده و در سال 1392 براساس تجربیات کسب شده قبلی، به عنوان مجری طرح کلان ملی فناوری و نوآوری «کسب دانش فنی طراحی و ساخت سیستم تولید همزمان برق و حرارت CHP» از طرف معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری انتخاب شده و این طرح با همکاری پژوهشگاه نیرو به انجام رسیده است.
درحال حاضر طراحی، ساخت و انجام تست‌های مورد نیاز نمونه‌های مهندسی این طرح کلان ملی فناوری در توان‌های 40، 110 و 190 کیلوواتی با حمایت معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و با همکاری پژوهشگاه نیرو به اتمام رسیده و در مرحله برنامه‌ریزی برای تجاری‌سازی و تولید انبوه است.
قیمت تمام شده این سیستم‌ها حدودا 30 تا 40 درصد کمتر از نمونه‌های مشابه خارجی است و با توجه به دانش فنی کسب شده در این زمینه، این شرکت قابلیت ساخت سیستم‌های تولید همزمان برق و حرارت تا توان هزار کیلووات را داراست و با تجاری‌سازی سیستم‌های تولید همزمان برق و حرارت تا توان فوق‌الذکر می‌توان نیاز بخش اعظمی از کشور را برطرف کرد که منجر به صرفه‌جویی در مصرف انرژی، اشتغال‌زایی و عدم خروج ارز از کشور می‌شود.
مصرف‌کنندگان سیستم تولید همزمان برق و حرارت، می‌توانند ضمن تامین برق و حرارت مورد نیاز مجموعه خویش، مازاد برق تولیدی را براساس قوانین کشور به صورت خرید تضمینی و با قیمت مناسب به شرکت‌های توزیع برق و شرکت توانیر بفروشند.
ساختمان‌های مسکونی، اداری، تجاری، صنایع کوچک، هتل‌ها، بیمارستان‌ها و اماکن ورزشی می‌توانند از این امکان به‌خوبی بهره ببرند. امنیت توزیع انرژی الکتریکی در شرایط بحرانی از مزیت‌های این سیستم است. همچنین سیستم تولید همزمان برق و حرارت مجهز به کانوپی (کیس صداگیر) بوده که یکی از مزایای آن به شمار می‌رود و می‌تواند به‌راحتی در مکان‌هایی که آلودگی صوتی بایستی از استانداردهای خاصی پیروی کند، مورد استفاده قرار گیرد.  به عنوان مثال یکی از سیستم‌های تولید همزمان برق و حرارت ساخت این شرکت که توان الکتریکی آن 110 کیلووات است، می‌تواند برق و حرارت مورد نیاز یک مجموعه مسکونی ۱۲۰۰ مترمربعی یا ۱۲ واحد ۱۰۰ متری که در شرایط اقلیمی شهر تهران است، تامین ‌کند و مازاد برق را نیز به شبکه برق بفروشد. از لحاظ اقتصادی نیز با توجه به فروش برق به شبکه و صرفه‌جویی انجام شده در مصرف انرژی اولیه، برای چنین سیستمی می‌توان دوره بازگشت سرمایه در حدود 2 تا 5/2 سال را در نظر گرفت.
با توجه به این‌که یکی از بحران‌های کشور ما بحران تامین آب است و از سوی دیگر نیز در تامین برق مصرفی با مشکل روبه‌رو هستیم، می‌توان از این سیستم‌ها به منظور تولید همزمان برق و آب ‌شیرین‌ استفاده کرد. به نحوی که حدودا به ازای هر کیلووات توان الکتریکی می‌توان 125 لیتر آب شیرین در شبانه‌روز تولید کرد. با توجه به این‌که طی ۱۰ سال گذشته قوانین، مقررات و شرایط به‌کارگیری سیستم‌های تولید همزمان برق و حرارت در کشور، تهیه و تدوین شده و همچنین به عنوان سیاست‌های کلان در بخش اصلاح الگوی مصرف از طرف مقام معظم رهبری نیز ابلاغ شده است، انتظار می‌رود در راستای اعتلای سیاست‌های اقتصاد مقاومتی و حمایت از کالای ساخت داخل، وزارت‌خانه‌ها و ارگان‌های مسئول از جمله وزارت نیرو، وزارت مسکن و شهرسازی، نفت، سازمان بهینه‌سازی سوخت، وزارت صنایع، سازمان نظام مهندسی کشور، شهرداری‌ها، دانشگاه‌ها و مراکز آموزشی از این محصول به عنوان اولین مصرف‌کنندگان سیستم تولید همزمان برق و حرارت استفاده کنند و همچنین در جهت فرهنگسازی استفاده از این سیستم‌ها پیش‌قدم باشند.
حمایت‌های مورد انتظار شرکت که مدیرعاملی آن را احد جهاندیده بر عهده دارد، از مسئولین در استفاده از سیستم‌های CHPبه این شرح است:
- پیش‌قدم شدن مراکز دولتی در استفاده از این سیستم‌ها جهت فرهنگسازی و جلب اعتماد مشتریان
- ایجاد شرایط دریافت تسهیلات مالی کم‌بهره برای مشتریان جهت سهولت سرمایه‌گذاری
- برقراری سیاست‌های تشویقی برای مصرف‌کنندگان از قبیل کاهش تعرفه گاز مصرفی سیستم‌ها
- تدوین برنامه هدفدار توسط صدا و سیما جهت فرهنگسازی
- حمایت از محصولات این شرکت و ممانعت از ورود کالاهای مشابه خارجی

منبع: مجله دانش بنیان