در میان مراکز عمده مصرف انرژی در کشور، نیروگاه‌ها با مصرف 30 درصد از کل حامل‌های انرژی، بزرگترین مصرف‌کنندۀ انرژی‌های فسیلی کشور هستند که با متوسط بازده 37 درصد، برق تولید می‌کنند.

در این مراکز  بیش از 63% از انرژی ورودی به نیروگاه‌ها در همان مرحله تولید برق به صورت گرما از بین می‌رود و به عنوان بزرگترین مراکز اتلاف‌کننده انرژی کشور شناخته شده‌اند. در ادامه بازده انواع نیروگاه‌های حرارتی کشور نشان داده شده است.

شکل(1) بازده انواع نیروگاه‌های حرارتی کشور

بیشترین بازده نیروگاهی مربوط به نیروگاه‌های سیکل ترکیبی است که دارای بازده حدود 45% هستند. و کمترین بازده نیز برای نیروگاه‌های گازی است که دارای بازده 30% هستند. نیروگاه‌های گازی با کمترین بازده در میان انواع نیروگاه‌های حرارتی کشور دارای بیشترین ظرفیت نصب شده در کشور نیز هستند.

در شکل(2) توزیع انواع نیروگاه‌های نصب شده در کشور در سال 1393 نشان داده شده است.

شکل(2): توزیع ظرفیت انواع نیروگاه‌های حرارتی کشور

برای افزایش بازده نیروگاه‌های گازی کشور دو راهکار عمده وجود دارد که عبارتند از:

1.     اضافه شدن بخش بخار به نیروگاه گازی و تبدیل شدن به نیروگاه سیکل ترکیبی: در این روش با استفاده از حرارت خروجی توربین گاز، بخار آب تولید می‌شود و این بخار به عنوان ورودی توربین بخار برای تولید برق مورد استفاده قرار می‌گردد. با انجام این کار، بازدهی نیروگاه از 30 درصد به 45 درصد می رسد.

2.     اضافه شدن بخش بخار و واحدهای شیرین‌سازی آب به نیروگاه‌های گازی: در این روش نیز با استفاده از حرارت خروجی توربین گاز، بخار آب تولید می‌شود و این بخار به عنوان ورودی توربین بخار برای تولید برق مورد استفاده می‌گردد. همچنین از بخار خروجی توربین بخار برای تبخیر و سپس میعان نمودن آب دریا برای تولید آب شیرین استفاده می‌گردد. با انجام این کار، بازدهی نیروگاه از 30 درصد به 80 درصد می‌رسد. در این روش علاوه بر افزایش ظرفیت تولید برق کشور، می‌توان نیاز آب شیرین مناطق ساحلی جنوب کشور را که با مشکل تامین آب روبرو هستند نیز برطرف کرد.

در صورت اضافه شدن واحدهای شیرین‌سازی آب به نیروگاه‌های گازی بازده مجموعه تولید آب و برق جدید به بالای 80% خواهد رسید. با استفاده از این روش علاوه بر جلوگیری از اتلاف انرژی، می‌توان آب شیرین مورد نیاز استانهای اطراف دریا یا رودخانه‌های بزرگ را تامین نمود. در کشور حدود 26هزار مگاوات نیروگاه گازی فعال هستند که حدود 18 هزار مگاوات از این ظرفیت در نزدیکی(کمتر از 100 کیلومتر) خلیج فارس، دریای عمان و دریای خزر هستند و قابلیت تولید 4 میلیون مترمکعب آب شیرین در روز معادل 1.5 برابر آب مصرفی شهر تهران بدون مصرف انرژی دارد. در همین راستا لازم است از این ظرفیت برای افزایش بازدهی نیروگاه‌های کشور و تولید آب شیرین استفاده نمود.

یادداشت: مسعود احمدی؛ کارشناس ارشد مکانیک دانشگاه صنعتی شریف