فرصت‌ها و چالش‌هاي رقابت در صنعت برق

يكي از عوامل مهم و غيرقابل پيش‌بيني، ورود به بازار توليد برق شركتهاي بخش تجاري و صنعتي است. براي نمونه، شركتهاي نفتي و پالايشگاههاي علاقه‌مند در بازار توليد است. شركتهاي سرمايه‌گذاري و تامين مالي و شركتهاي مربوط به حاملهاي انرژي در توسعه بازارهاي مالي برق سهيم‌اند. چنين شركتهايي مي‌توانند با رويكردهاي بسيار متفاوت وارد صنعت برق‌رساني شوند. نظر به اينكه اين شركتها با «اصول رقابت» كاملاً آشنا هستند، بديهي است با روش يا چگونگي رقابت در بازارهاي برق نيز به سرعت آشنا مي‌شوند.

بخشهاي پرهزينه صنعت برق عبارت است از: بخش توليد، انتقال و توزيع نيروي برق. شكل 1
نسبت مولفه‌هاي توليد، انتقال و توزيع در كشورهاي OECD را نشان مي‌دهد. در بيشتر كشورها، بيشترين هزينه صرف بخش توليد مي‌شود، يعني در اكثر كشورها، 6% از هزينه صنعت برق صرف بخش توليد و نزديك به 5% تا 10%  از هزينه كل صرف بخش انتقال مي‌شود.
توسعه دائمي تكنولوژي نيروگاهها در صنعت برق شروع شده است، به ويژه در دو دهه گذشته. (نمودار 2)
همزمان با توسعه نيروگاهها و مدرن كردن آن مي‌بايد موارد زير را نيز درنظر داشت: 1- استفاده بهتر از نيروگاهها و تاسيسات موجود، 2- كاهش هزينه‌هاي بهره‌برداري و تعمير و نگهداري، 3- كاهش هزينه سوخت مصرفي نيروگاهها، 4- ظرفيتهاي جديد، 5- فن‌آوري حفظ محيط زيست و انرژيهاي تجديدپذير، 6- انتقال

استفاده بهتر از نيروگاههاي موجود
شركتهاي برق‌رساني هميشه انگيزه قوي براي استفاده از حداكثر پتانسيل نيروگاهها و توليد برق در حد حداكثر را ندارند.
نظر به اينكه برگشت سرمايه شركتهاي مديريت توليد برق تقريبا ثابت است، در نتيجه، در شركتهاي مديريت توليد، كانون توجه صرفا ساخت نيروگاههاي جديد براي بهبود عملكرد اقتصادي نيروگاههاي موجود است.
نرخ ميانگين بهره‌برداري از ظرفيت نيروگاههاي كشورهاي OECD از 1975 تا 1997، نرخ ميانگين بهره‌برداري از ظرفيت نيروگاههاي OECD فقط حدود 50% است. محدوده مقدار ميانگين مربوط به كشورها بين 40%  تا 60%  است. حداقل مقدار نرخ ميانگين بهره‌برداري در ساير صنايع 75% است كه از نرخ ميانگين بهره‌برداري از ظرفيت نيروگاهها بيشتر است.

كاهش هزينه‌هاي سوخت
در يك سيستم يا نظام غيررقابتي، هزينه‌هاي سوخت به سادگي به مصرف‌كننده منتقل مي‌شود. و اين باعث مي‌شود كه ديگر كوچكترين انگيزه‌اي براي به حداقل رساندن هزينه‌هاي سوخت وجود نداشته باشد. رگولاتوري يا سازمان تنظيم مقررات برق (= هيئت تنظيم بازار برق) در ايتاليا، نبود انگيزه را يكي از علل افزايش هزينه هاي سوخت برشمرده است. در سيستم رقابتي، انگيزه استفاده بهتر از سوخت باعث مي‌شود كه شركتها نتوانند هزينه‌هاي سوخت را به مصرف‌كنندگان يا مشتركين خود تحميل يا منتقل نمايند. كاهش هزينه‌هاي سوخت بدين معنا نيست كه ديگر نيازي به افزايش راندمان نيروگاهها نخواهد بود. بديهي است همزمان با كاهش جدي هزينه‌هاي سوخت نيروگاهها مي‌بايد به فكر روشهاي بهبود راندمان نيروگاهها با استفاده از فن‌آوريهاي جديد بود. بهبود راندمان نيروگاه به هر شكل و در بخشهاي مختلف نيروگاه ضروري است.

راندمان نيروگاه
عمده فعاليتهاي بهبود عملكرد نيروگاههاي موجود مربوط به فن‌آوريهاي توربين بخار و سيكل بخار است. افزايش راندمان توربين از 1% تا 10% عموماً قابل حصول و دستي‌يافتني است، كه باعث افزايش چنددرصدي راندمان نيروگاه مي‌شود. بعضي از فروشندگان و سازندگان توربين، برنامه تعميرات را متحول كرده‌اند و راندمان توربينهاي بخار موجود را افزايش داده‌اند. همچنين هزينه‌هاي نگهداري را كاهش داده‌اند. (مثلاً: 1998 و Giovando). توربينهاي گازي قديمي را نيز ارتقاء داده‌اند. (1999 و Valenti). ارتقاءدادن يا استفاده از سيستمهاي جديد كنترل فرآيند براي نيروگاههاي قديمي مي‌تواند راندمان سوخت را بهبود دهد. سيستمهاي ديجيتالي كنترل پس از مونيتورينگ متغيرها، آن را به برنامه كامپيوتري منتقل مي‌كند كه عملكرد سوخت يا راندمان نيروگاه سنجيده شود. چنانچه راندمان سوخت افت كند، اپراتور نيروگاه يا سيستم كنترل مي‌تواند عمل اصلاحي را انجام دهد.
چنين سيستمهايي مي‌تواند بر بخشهاي مختلف يك نيروگاه مانند بويلر، چرخه بخار، سيستم توربين، سيستمهاي كنترل يا مهار آلودگي و يا سيستمهاي كمكي و اضافي متمركز شود. براي نمونه، درخصوص بويلر، كنترل تميزي لوله‌هاي بويلر و اطمينان از عدم تشكيل لايه‌هاي خاكستر و رسوب براي مدت طولاني يا وجود رسوب داخلي كه اثربخشي بويلر را كاهش مي‌هد. به همين ترتيب، كندانسور را نيز مي‌توان كنترل كرد كه سطوح انتقال حرارت آن سالم است يا خير.

استفاده از زغال‌سنگ ارزان قيمت و با كيفيت پايين
چنانچه در يك نيروگاه براي سوخت بويلر از زغال‌سنگ با كيفيت نازل استفاده شود، البته احتمال كاهش هزينه سوخت وجود دارد، ولي باعث افت راندمان يا خروجي بويلر مي‌شود و نتيجتاً هزينه‌هاي تعمير و نگهداري نيز افزايش خواهد يافت (1998 و Carpenter). جدول زير داده‌هاي نيروگاههاي باقابليت استفاده از چند سوخت را ارائه مي‌كند.
نيروگاهها به شدت درصددند كه همراه سوخت اصلي نيروگاههاي خود از سوختهاي ارزان‌قيمت نيز استفاده كنند، البته بدون آنكه در كاركرد نيروگاه اختلالي بوجود آيد. تايرهاي فرسوده و خردشده اتومبيلها (لاستيكهاي فرسوده و مستعمل)، ضايعات سوختهاي سنگين، ضايعات شهري، ضايعات چوب و ساير مواد ارزان قيمت موسوم به فيدستوك كه به سوخت نيروگاه افزوده مي‌شود. از لاستيكهاي مستعمل حتي در كارخانه‌هاي سيمان نيز استفاده مي‌شود. كك نفت نيز سوختي است كه در نيروگاههاي زغال‌سوز آمريكا بسيار زياد مورد استفاده قرار مي‌گيرد و مصرف آن رشد زيادي داشته است.
ظرفيتهاي جديد نيروگاهي
با توجه به تشكيل بازار برق در جهان و اهميت سرمايه‌گذاري، از گرايش به سوي نيروگاههاي اورسايز مي‌بايد اجتناب كرد. در بازارهاي رقابتي برق، نيروگاهها مي‌بايد ظرفيت واقعي و مورد نياز خود را داشته باشند. احداث هرگونه نيروگاه گران قيمت با راندمان زياد مي‌بايد توجيه فني و اقتصادي منطقي داشته باشد. ساخت نيروگاههاي اضافي و حبس انرژي غيرعقلايي و غيراقتصادي است.
(سايز ظرفيتهاي جديد نيروگاهي): افزايش ظرفيت توليد برق و سايز متوسط واحدهاي نيروگاهي در كشورهاي OECD، از سال 1967 تا 1995.

روشهاي بهبود در نيروگاههاي سيكل تركيبي (در حال توسعه يا با كاركرد تجاري)
* توربينهاي با هواي مرطوب humid air turbines (HAT)
* توربينهاي كاسكاد با هواي مرطوب ascaded humidified-air turbines (CHAT)
* تزريق مستقيم بخار به داخل توربين گازي Lirect injection of steam into the gas turbine (موسوم به STIG)
* بازيافت حرارت و استفاده از آن (CHRISTIG)
 * بازيافت حرارت و استفاده از آن براي آمونياك – آب (چرخه كالينا Kalina)