کنفرانس منطقه ای سیرد

صفحه اصلی / یازدهمین کنفرانس منطقه ای سیرد

بررسی اثر تغییر اقلیم بر مصرف انرژی برق در دوره های آینده تحت مدل CanESM2 (مطالعه موردی: منطقه جنوب و شمال استان کرمان)

نویسندگان :

مهدیه پیرنیا¹ عبدالله پیرنیا² غلامعباس انجم شعاع³ حدیثه سنجری⁴

1- شرکت توزیع نیروی برق جنوب استان کرمان 2- اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری جنوب کرمان 3- شرکت توزیع نیروی برق جنوب استان کرمان 4- شرکت توزیع نیروی برق جنوب استان کرمان

کلمات کلیدی :

انرژی مصرفی برق،تغییر اقلیم

چکیده :

بررسی اثر تغییر اقلیم بر مصرف انرژی برق در دوره های آینده تحت مدل CanESM2 (مطالعه موردی: منطقه جنوب و شمال استان کرمان) 1- مقدمه نوسان میزان مصرف برق در کشور نشان می دهد که عوامل گوناگونی بر مقدار مصرف برق تاثیرگذار هستند. از سوی دیگر گستردگی جغرافیایی ایران با وجود مناطق گوناگون آب و هوایی، سبب شده است استان های مختلف نیازهای گوناگونی برای مصرف برق داشته باشند. با توجه به اینکه مقدار مصرف برق ایران سه برابر مصرف جهانی گزارش شده است و از آنجا که مقدار آن در فصول مختلف در نوسان است، توجه به دما، مهم ترین عنصر اقلیمی که در سال های اخیر با تاثیر از گرمایش جهانی افزایش یافته است، نگرشی جدید در ارتباط بین گرمایش جهانی و مقدار مصرف برق ایجاد می کند. با توجه به اینکه تغییرات اقلیمی پیامدهای جدی بر بخش برق به خصوص بر روی وضعیت عرضه و تقاضای آن در آینده خواهد داشت، شناخت این پدیده و تاثیر آن بر روی سیستم های متاثر از انرژی برق برای سیاست گذاران انرژی در سراسر جهان از اهمیت روزافزونی برخوردار است (1). مطالعات مختلفی در این رابطه در داخل و خارج از ایران انجام گرفته است. یزدیان و سجادی (2) به بررسی مولفه های موثر بر روی روند مصرف انرژی الکتریکی کشور در فصول گرم سال پرداختند و تاثیر هر یک از مولفه های موثر را بر مصرف انرژی برق در مناطق مختلف کشور نشان دادند. بابائیان و همکاران (3) چشم انداز مصرف برق کشور را در آینده بررسی کردند و نشان دادند که در دوره های آتی، دمای میانگین کشور و متعاقب آن مقدار تقاضای مصرف انرژی برق افزایش خواهد یافت. در خارج از کشور نیز مطالعات مختلفی انجام گرفته است و به عنوان مثال می توان به مطالعه چن و لی (4) اشاره کرد که رابطه بین تغییر دما و میزان مصرف انرژی برق را برای آینده نشان دادند. با توجه به اهمیت انرژی مصرفی برق در برنامه ریزی های کلان وزارت نیرو و نقش آن در اقتصاد کشورمان، در این تحقیق میزان انرژی مصرفی برق را در آینده بر اساس تغییرات دما به عنوان یکی از عوامل محیطی موثر مورد ارزیابی قرار دادیم. 2- روش انجام پژوهش 2-1- ارزیابی تغییرپذیری اقلیم در آینده با توجه به وجود برخی محدودیت ها در استفاده از داده های مدل های GCM در ارتباط با استفاده از سناریوهای گزارش پنجم، در این تحقیق از داده های مدل CanESM2 استفاده شده است. همچنین در این تحقیق برای ریزمقیاس نمایی مدل های گردش عمومی جو، از مدل آماری رگرسیونیSDSM . فرآیند ریزمقیاس نمایی با استفاده از مدل SDSM در شکل 1 بصورت ساده و خلاصه نشان داده شده است. شکل 1. فرآیند ریزمقیاس نمایی به وسیله مدل SDSM 2-2- ارتباط بین دما و مصرف برق کشور معادله خط انرژی برق مصرفی منطقه مورد مطالعه بر اساس متغیر مستقل دما به صورت زیر است (3): E = 3.2347*T – 2.896 (1) که در آن E و T به ترتیب انرژی برق مصرفی و دمای نرمالیز شده منطقه مورد مطالعه است. بر اساس معادله فوق، برق مصرفی در دوره مشاهداتی شبیه سازی می شود. پس از ریزمقیاس نمایی مقادیر دمای میانگین برای دوره های آتی، از معادله 1 برای شبیه سازی برق صرفی برای آینده استفاده شد. 3- نتایج 1-3- ریزمقیاس نمایی سناریوهای اقلیمی آینده داده های خروجی مدل CanESM2، به عنوان ورودی مدل SDSM کالیبره شده برای تولید داده های دما در آینده می باشند. بررسی تغییرات دمای میانگین برای دوره زمانی آینده (2020 و 2050) نسبت به دوره آماری پایه نشان داد که میانگین دما در هر سه سناریو افزایش خواهد یافت. این افزایش دما بطور کلی در سناریوی RCP 8.5، شدیدتر از دو سناریوی RCP 2.6 و RCP 4.5 است. زیرا در سناریوی RCP 8.5، رشد جمعیت، استفاده از انرژی و در نهایت تولید گازهای گلخانه ای، بیشترین مقدار را نسبت به سایر سناریوها دارد (5). همچنین مقادیر دما در دوره 2020، بین 0.5 تا 1.5 در سناریوهای مختلف افزایش یافته است. همچنین افزایش مقادیر دما در دوره 2050، بین 1.5 تا 2.5 بر اساس سناریوهای مختلف متغیر است. 2-3- میزان برق مصرفی در آینده نتایج حاکی از آن است که میزان برق مصرفی منطقه جنوب کرمان در دوره 2020 به مقدار 15 تا30 درصد می باشد. همچنین در دوره 2050، افزایش برق مصرفی منطقه بر اساس افزایش دما تحت سناریوهای مختلف، به میزان 25 تا 55 درصد خواهد شد. نتایج در اینجا تنها مربوط به منطقه جنوب کرمان می باشد و در ادامه منطقه شمال کرمان نیز مورد بررسی قرار خواهد گرفت. انتظار می رود که در آنجا برخی تفاوت ها را مخصوصا در انرژی مصرفی شاهد باشیم. و همچنین با تکمیل پژوهش بتوانیم مقایسه جامع و مفیدی در منطقه جنوب و شمال کرمان انجام دهیم که کاملا اقلیم و ساختار مصرف انرژی برق متفاوتی را دارند. 4- بحث و نتیجه گیری بطور کلی نتایج حاکی از آن بود در هر دو دوره 2020 و 2050، مقادیر دما افزایش می یابد که در دوره 2050 بارزتر است. این افزایش از 0.5 تا 2.5 متغیر می باشد. برق مصرفی متعاقب افزایش دما نیز افزایش می یابد که از 15 تا 55 درصد در دوره ها و سناریوهای مختلف متغیر خواهد بود. لازم به ذکر است که در این مطالعه تنها پارامتر دما برای پیش بینی برق مصرفی آینده مورد توجه قرار گرفت در حالیکه عوامل دیگر مانند افزایش جمعیت، افزایش کشاورزی و .... نیز می تواند بطور قابل توجهی بر میزان برق مصرفی منطقه تاثیرگذار باشد. همچنین با توجه به افزایش دما و تاثیر عوامل دیگر که در این مطالعه به آن ها پرداخته نشده است، انتظار می رود که در آینده برق تولیدی کنونی جوابگوی تقاضای روزافزون آن نباشد، به طوریکه بر اساس مطالعات انجام گرفته، کشور ایران در آینده به 20 هزار مگاوات برق هسته ای نیاز دارد. بنابراین باید دنبال تکنولوژی تولید برق هسته ای باشیم که نیاز ما را در آینده تامین کند که این امر از سیاست-های مهم کشور در آینده محسوب می شود. - مراجع [1] Shankar, N., Chandramowli, Frank, A. 2017. Felder impact of climate change on electricity sustem and markets, sustainable energy technologies and assessments journal, volume 5, March 2010, issn 2212-1388. ]2[ یزدیان، ک.، سجادی، س. ح. 1394. بررسی مولفه های موثر بر روی روند مصرف انرژی الکتریکی کشور در فصول گرم سال بر اساس داده کاوی کاربردی بانک های اطلاعاتی مرجع. سی امین کنفرانس بین المللی برق. آبان 1394، تهران. ]3[ بابائیان، ا.، عرفانی، ع.، انتظاری، ع.، باعقیده، م. 1395. چشم انداز مصرف برق کشور در دوره 2100-2011 تحت شرایط تغییر اقلیم با استفاده از ریزمقیاس نمایی برونداد مدل های گردش عمومی جو. مجله علمی پژوهشی جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، (4) 27. 144-131. [4] Chen, G.H. Lie, T.T. 2010. The impact of climate change on New Zealand’s electricity demand. Probability methods applied to power system (PMAPS), pp. 808-813. Singapore: IEEE. ]5[ عزیزآبادی فراهانی، م. بختیاری، ب. قادری.، ک.، رضاپور، م. 1398. ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر منحنی های شدت-مدت-فراوانی با استفاده از کاپولا. مجله علمی پژوهشی تحقیقات آب و خاک، (4) 47، 754-743.