دروس مستفادة من الدول الصناعية لمعالجة عجز الكهرباء في إيران

تجمع إيران تحديات هذه الدول: من كندا، بُعد مراكز الإنتاج الكبيرة عن مراكز الاستهلاك؛ ومن الصين، الاتساع الجغرافي وعدم التناسق المكاني بين الإنتاج والطلب؛ ومن أمريكا، الحاجة إلى نقل حجم كبير من الكهرباء؛ ومن اليابان، ضرورة التخطيط لاحتياجات المستقبل؛ ومن ألمانيا، ضرورة دراسة عدة تقنيات في آن واحد بدلًا من الاعتماد على حل واحد.

السفير عرجان؛ ماجد اري نجاد؛ باحث في مجال الطاقة والاقتصاد

"مقدمة: سلسلة ملاحظات حول الطاقة والاقتصاد" هي عبارة عن مجموعة من الملاحظات المستقلة حول الطاقة والاقتصاد في إيران والعالم؛ تلاحظ أن كل منها يدرس موضوعًا مستقلاً بنظرة تحليلية ومفهومة للجمهور. دراسة كل ملاحظة لا تتطلب الرجوع إلى المادة السابقة.

إن اختلال توازن الكهرباء في إيران لا يرجع فقط إلى نقص الإنتاج؛ كما يلعب الامتداد الجغرافي للبلاد وتشتت مراكز الإنتاج والاستهلاك ومحدودية قدرة النقل دورًا في ذلك. مع تغير الفصول، تنتقل مراكز العرض والطلب على الكهرباء ولا تتمكن شبكة الكهرباء في البلاد دائمًا من نقل الكهرباء من المناطق ذات الإنتاج الزائد إلى المناطق المحتاجة للاستهلاك. وتشير تقديرات وزارة الطاقة إلى أن قدرة النقل في بعض المحاور الرئيسية لشبكة 230 و400 كيلوفولت تواجه حداً يبلغ نحو 4300 ميغاواط؛ فيما تستهدف خطط التطوير زيادة هذه القدرة إلى نحو 10 آلاف ميجاوات في المرحلة الأولى و20 ألف ميجاوات في المرحلة التالية.

ولذلك، فإن زيادة قدرة النقل ودراسة الخيارات مثل خطوط 765 كيلوفولت كانت على جدول أعمال صناعة الكهرباء في إيران لسنوات عديدة. وتواجه البلدان الصناعية تحدياً مماثلاً لعقود من الزمن، وقد تراكمت لديها تجارب من أمريكا الشمالية وروسيا إلى اليابان وألمانيا والصين. توضح هذه التجارب كيفية تقليل قيود النقل واستخدام سعة شبكة الطاقة بشكل أكثر كفاءة.

ولكن ما هي الدروس التي تحملها هذه التجربة الممتدة على مدى 60 عاماً لإيران، وما هي الحلول التي تتوافق مع الظروف الفنية والاقتصادية والعملياتية للبلاد؟

لماذا ذهب العالم إلى الفولتية الأعلى؟

يجب العثور على الإجابة الأولى في كندا. في الستينيات، واجهت مقاطعة كيبيك نموًا سريعًا في استهلاك الكهرباء وتطوير محطات الطاقة الكهرومائية في المناطق البعيدة عن مراكز الاستهلاك. لم تعد شبكة 315 كيلوفولت كافية لنقل كميات جديدة. وكانت النتيجة أول خط تجاري في العالم بقدرة 735 كيلوفولت في عام 1965؛ خط تم إنشاؤه لنقل الكهرباء من محطات توليد الكهرباء البعيدة إلى مناطق الاستهلاك. أوضحت HydroQuebec لاحقًا أن خطًا واحدًا بقدرة 735 كيلو فولت يمكن أن يحل محل أربعة خطوط بقدرة 315 كيلو فولت تقريبًا من حيث سعة النقل.

إن الدرس الذي تعلمه كندا لإيران واضح: عندما تكون مصادر الإنتاج بعيدة عن مراكز الاستهلاك وتتزايد أحجام النقل باستمرار، فإن زيادة القدرة من خلال إضافة الخطوط الحالية إلى ما لا نهاية ليست دائما الحل الأفضل. في بعض الأحيان يكون من الضروري تغيير "مستوى جهد الإرسال".

كما اتبعت أميركا مساراً مماثلاً، ولكن بشروط مختلفة. بدأت شركة American Electric Power (AEP) باختبار 765 كيلوفولت في منشأة الاختبار الخاصة بها في عام 1961، وبعد سنوات من البحث، وضعت أول خط في العالم بقدرة 765 كيلوفولت قيد التشغيل في عام 1969. واليوم، تغطي شبكة الشركة بقدرة 765 كيلوفولت أكثر من 2200 ميل. والأهم من ذلك، أن AEP لم يرسم حدودًا لهذه التكنولوجيا فحسب؛ قام المختبر بتطوير معايير التصميم، واختبار المعدات والدراية الهندسية الخاصة.

تحمل هذه التجربة رسالة أساسية لإيران: إن تطوير شبكة النقل بجهود أعلى ليس مجرد مشروع مدني وإنشائي؛ بل يتطلب قفزة تكنولوجية ومجموعة مترابطة من المعرفة التقنية، والمعدات المتخصصة، والمعايير، ومختبرات الضغط العالي، والقدرات الهندسية.

ولدى روسيا درس مختلف: مستويات الجهد العالي ليست أفضل دائما

كان الاتحاد السوفييتي يعمل على نقل الطاقة عند مستويات 600-750 كيلوفولت منذ الخمسينيات. ومن النقاط المهمة في هذا المسار ما حدث في عام 1967؛ عندما دخل خط كوناكوف-موسكو بقوة 750 كيلو فولت، ويبلغ طوله حوالي 90 كم، إلى الدائرة. لم يكن المقصود أن يؤدي خط بطول 90 كيلومترًا وحده إلى حل مشكلة نقل الطاقة السوفيتية. وكانت أهميتها الرئيسية هي اختبار تقنية 750 كيلوفولت على النطاق الحقيقي للشبكة؛ يجب قياس سلوك الخط ومعدات المحطات الفرعية والعزل والكورونا والخسائر والقضايا التشغيلية وسيتم إرجاع نتائج هذه التجربة إلى التصاميم التالية. ثم في عام 1975، تم تشغيل خط لينينغراد-كوناكوف بقوة 750 كيلو فولت وبطول حوالي 525 كم.

وكان الاتحاد السوفييتي أكثر طموحًا، حيث وصل إلى 1150 كيلو فولت في الثمانينيات. تم تشغيل خط إيكيباستوز - كوكتشيتاف - كوستاناي في عام 1985. ولكن بعد انهيار الاتحاد السوفيتي وتغير الظروف الاقتصادية، لم يستمر التشغيل عند مستوى 1150 كيلو فولت وتم تخفيض الخط إلى 500 كيلو فولت.

ربما تكون هذه التجربة أكثر أهمية بالنسبة لإيران من تكنولوجيا 1150 كيلوفولت نفسها: يجب بناء البنية التحتية الكبيرة وفقًا لاقتصاد البلاد وأنماط الإنتاج والاستهلاك والمستقبل المنظور. إن بناء شبكة ضخمة دون التأكد من أن هناك حاجة إليها بالفعل بعد عقود من الآن يمكن أن يحول استثمارًا ضخمًا إلى أصول غير مستغلة بالقدر الكافي.

اليابان؛ الاستعداد للمستقبل، دون استغلال فوري

وفي السبعينيات، بدأت اليابان دراسة جادة لشبكة نقل ذات قدرة فائقة، وفي الثمانينيات، قامت ببناء خطوط بتصميم 1000 كيلو فولت. تم بناء خطوط غرب غونما وجنوب نيغاتا وشرق غونما وجنوب إيواكي في الفترة من أواخر الثمانينيات إلى التسعينيات؛ ولكن الشيء المثير للاهتمام هو أن هذه الخطوط، على الرغم من تصميمها لجهد 1000 كيلوفولت، تم تشغيلها في أقسام ذات جهد 500 كيلوفولت.

والحقيقة أن اليابان تعلمنا درساً ذكياً للغاية: فنحن لا نحتاج إلى استهلاك كل طاقات الغد اليوم؛ ويمكن إعداد البنية التحتية للمستقبل.

وفي إيران، إذا تم اقتراح بناء ممرات ذات قدرة عالية للغاية في يوم من الأيام، فإن التصميم المرحلي يمكن أن يمنع الاستثمار المحفوف بالمخاطر؛ بحيث يكون جزء من البنية التحتية جاهزاً للتطوير المستقبلي منذ البداية، على أن يتم الاستغلال حسب الحاجة الفعلية.

لقد أظهرت ألمانيا أن الإجابة لا تكون دائمًا عند الفولتية الأعلى

لقد اختارت ألمانيا مساراً مختلفاً. وفي شبكة البلاد، لا يزال جهد 380 كيلوفولت يلعب دورًا مهمًا، ولنقل كميات كبيرة من الكهرباء في المحور الشمالي الجنوبي، خاصة مع نمو محطات طاقة الرياح في الشمال، فإن تطوير خطوط تيار مباشر ذات قدرة عالية هو على جدول الأعمال. في عام 2025، تم إصدار تصاريح رئيسية لأربعة "طرق سريعة كهربائية" تربط بين الشمال والجنوب، بما في ذلك SuedLink وSuedOstLink.

ولعل الدرس الذي تعلمته ألمانيا لإيران هو الدرس الأكثر أهمية: فلا ينبغي ربط المشكلة بتكنولوجيا محددة مقدماً.

في بعض الأحيان يكون تعزيز 400 كيلو فولت هو الحل الأفضل؛ في بعض الأحيان خط جديد، وأحيانا تيار مباشر، وأحيانا تعويض وتحكم أفضل في الشبكة، وأحيانا ممر 765 كيلو فولت.

لكن الصين استجابت لنقطة أخرى: النطاق

ربما تكون الصين واحدة من أقرب الأمثلة لإيران من حيث جغرافية الطاقة. ويتركز أكثر من 80% من موارد الطاقة في الغرب والشمال، ويتركز أكثر من 70% من استهلاك الكهرباء في الشرق والوسط. وعلى هذا فإن مشكلة الصين لم تكن تقتصر على إنتاج الكهرباء؛ نقل كميات هائلة من الطاقة من مناطق الإنتاج إلى مراكز الاستهلاك.

وفي عام 2009، بدأت الصين تشغيل أول مشروع للتيار المتردد بقدرة 1000 كيلو فولت، ثم قامت بتطوير شبكات تيار مباشر فائقة القدرة. اليوم، تمتلك هذه الدولة واحدة من أكبر شبكات نقل الجهد العالي في العالم.

لكن تجربة الصين لا تقتصر فقط على رقم الجهد. لقد قاموا في الوقت نفسه بتطوير المعدات والتصميم والتصنيع والاختبار والتشغيل وتدريب القوى العاملة وسلسلة التوريد. أي أنهم لم "يستوردوا" التكنولوجيا؛ لقد حولوها تدريجياً إلى قوة صناعية.

والدرس الذي يتعين على الصين أن تتعلمه من إيران هو أن تطوير شبكات الطاقة ذات الجهد العالي يصبح بمثابة ميزة استراتيجية عندما يكون مصحوباً بتنمية القوة الصناعية والتكنولوجية في البلاد؛ وهذا يعني أنه بدلاً من الاعتماد على استيراد المعدات والمعرفة التقنية، ينبغي إنشاء القدرة على التصميم الداخلي والتصنيع والاختبار والتشغيل تدريجياً.

إيران هي أكثر مماثلة لأي بلد؟

وتواجه إيران مجموعة من التحديات التي تواجهها هذه البلدان: من كندا، المسافة بين مصادر الإنتاج الكبيرة ومراكز الاستهلاك؛ ومن الصين، النطاق الجغرافي وعدم الاتساق المكاني للإنتاج والطلب؛ ومن أمريكا الحاجة إلى نقل كمية كبيرة من الكهرباء؛ ومن اليابان ضرورة التخطيط للاحتياجات المستقبلية؛ ومن ألمانيا ضرورة فحص تقنيات متعددة في نفس الوقت بدلا من الاعتماد على حل واحد.

لكن الفارق المهم بين إيران هو القيود الناجمة عن العقوبات وصعوبة الوصول إلى بعض المعدات والتكنولوجيا والخدمات المتخصصة والتمويل. في هذه الحالة، اعتمادًا على نوع البضائع والتكنولوجيا وأطراف المعاملات، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تعقيد توفير بعض المعدات والخدمات. ولذلك، فإن التحدي لا يقتصر فقط على شراء محول أو مفتاح ضغط؛ يعد الوصول المستقر إلى قطع الغيار وخدمات الشركات المصنعة والبرامج المتخصصة والاختبارات الفنية والمعرفة الهندسية أمرًا مهمًا أيضًا. وهذا الواقع يضاعف من ضرورة تعزيز القدرة على التصميم والتصنيع والاختبار والصيانة الداخلية.

قوة إيران الصناعية؛ لا الاكتفاء الذاتي الخطابي! لا الاعتماد الدائم!

تتمتع صناعة الكهرباء في إيران بخبرة كبيرة في مجالات التصميم، وتصنيع المعدات، وهندسة المحطات الفرعية، وتنفيذ الخطوط، وخدمات التركيب والتشغيل. ومع ذلك، فإن القدرة الحالية على مستوى 400 كيلوفولت لا تعني تلقائيًا الاستعداد الكامل لتصميم وتصنيع جميع المعدات المطلوبة على مستوى 765 كيلوفولت. ويتطلب هذا التحول تقييماً دقيقاً للقدرات الحالية، والاختبارات المعملية، ووضع المعايير، وفحص الفجوات التكنولوجية.

كما يمكن للعقوبات والقيود التجارية أن تجعل من الصعب الوصول إلى بعض المعدات المتخصصة أو البرامج أو الخدمات الهندسية أو التعاون التكنولوجي. في مثل هذه الحالة، فإن الإستراتيجية المناسبة هي عدم الاعتماد بشكل كامل على الواردات أو الإصرار على التصنيع الفوري لجميع المكونات داخل البلاد. ويمكن أن يعتمد المسار الواقعي على مزيج من القدرات المحلية، والتعاون التكنولوجي المتاح، والمشتريات المستهدفة لمعدات محددة، والنقل التدريجي للدراية الفنية.

ولتحقيق هذا الهدف، يمكن تحديد برنامج خطوة بخطوة: أولا، تقييم مفصل لقدرة المصنعين والمختبرات المحلية؛ ثم تحديد المعدات التي يمكن بناؤها بالداخل وتلك التي تتطلب إمدادًا خارجيًا؛ وبعد ذلك يتم إجراء الدراسات التفصيلية والاختبارات اللازمة؛ وأخيرًا، تنفيذ مشروع محدود وقابل للتقييم، بشرط إثبات المبررات الفنية والاقتصادية. وينبغي أن يعتمد قرار التوسع أكثر على نتائج هذه الخطوات، وليس فقط على الاستهداف الأولي.

شبكة النقل وفرصة التبادل الإقليمي

كما يمكن أن يساعد تطوير شبكة النقل على زيادة إمكانية تبادل الكهرباء مع الدول المجاورة على المدى الطويل؛ لكن هذا الهدف لا يتحقق تلقائياً من خلال إنشاء خطوط الضغط العالي داخل البلاد. ويعتمد التبادل الإقليمي على القدرة الفعلية للشبكات على جانبي الحدود، ومتطلبات توافق الترددات والاستقرار، وتنسيق الحماية والسيطرة، وقدرة الطرق الداخلية، والعقود التجارية واتفاقيات التشغيل.

ومن وجهة النظر هذه، ينبغي التحقيق في الاتصال المحتمل لشبكة إيران مع دول المنطقة، بما في ذلك الجيران الشماليين والخليج الفارسي، في شكل خطة طويلة الأجل لتطوير الشبكة وتبادل الطاقة. بالنسبة لمثل هذه الخطة، بالإضافة إلى قدرة النقل الداخلي، يجب أيضًا تقييم الطرق الحدودية ومراكز الاتصال واستقرار الشبكة وآليات التسوية التجارية والمخاطر السياسية والاقتصادية.

ملخص؛ الجهد العالي، فقط عندما يحل المشكلة

إن تجربة حوالي ستة عقود من تطوير خطوط الجهد العالي في العالم لها رسالة مشتركة: زيادة الجهد يمكن أن تزيد من قدرة النقل، وفي ظل الظروف المناسبة، تقلل الحاجة إلى بناء خطوط متعددة؛ لكن هذه التكنولوجيا لا تحقق النتيجة المرجوة إلا عندما تكون متناغمة مع الحاجة الحقيقية للشبكة والمبرر الاقتصادي والتخطيط طويل المدى والقدرة على التشغيل.

بالنسبة لإيران، فإن القضية الرئيسية المتمثلة في الاختيار بين 400 و765 كيلوفولت ليست مجردة. يجب تحديد القيود التي يمكن التغلب عليها من خلال تعزيز الشبكة الحالية، وما هي الطرق التي تتطلب المزيد من سعة النقل، وتحت أي ظروف يمكن أن توفر خطوط الجهد العالي أو تكنولوجيا التيار المباشر العالي الجهد (HVDC) ميزة. وفي الوقت نفسه، ينبغي أن يستمر تطوير القدرة الصناعية على أساس التقييم الحقيقي لقدرة الشركات المصنعة، واختبار المعدات، والمعايير الفنية وإمكانية التوريد المستقر للأجزاء.