نقشه راه انرژی ایران در برنامه هفتم: جهش فناورانه برای تحول صنعت نفت، گاز، برق و آب

مقدمه

تحقق این اهداف مستلزم بهره‌گیری گسترده از فناوری های پیشرفته در تمام بخش های صنعت انرژی است. گزارش نیازمندی های فناورانه کلیدی در هر بخش را شناسایی و تشریح می کند. همچنین آیین نامه های حمایت از تولید دانش بنیان در صنایع نفت و نیرو با اهداف برنامه هفتم تطبیق داده شده اند. یافته ها نشان می دهد این آیین نامه ها با اهداف کلان همسو هستند اما نیاز به تدقیق بیشتر دارند. گزارش بر ضرورت تدوین نقشه راه ملی فناوری، تقویت زیست بوم نوآوری و همکاری صنعت و دانشگاه تاکید می کند. در صورت موفقیت در این مسیر، ایران می تواند به قطب فناوری انرژی در منطقه تبدیل شود و جایگاه خود را در بازارهای جهانی انرژی ارتقا دهد. این گزارش در هفت بخش اصلی تنظیم شده است. بخش اول به بررسی نقشه راه توسعه بالادست صنعت نفت می پردازد. بخش دوم و سوم به ترتیب صنایع پالایش و پتروپالایش و پتروشیمی را مورد بحث قرار می دهند. بخش چهارم به صنعت برق اختصاص دارد. بخش پنجم مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی را بررسی می کند. بخش ششم به صنعت آب می پردازد. بخش هفتم دیپلماسی انرژی را مورد بحث قرار می دهد. در پایان، دو بخش تکمیلی به بررسی تطبیقی آیین نامه های حمایت از تولید دانش بنیان در صنایع نفت و نیرو با اهداف برنامه هفتم اختصاص یافته است.

گزینه ها

برنامه هفتم توسعه با رویکردی جامع و فناورانه، افزایش چشمگیر تولید و بهره‌وری در تمام بخش‌های صنعت انرژی، گسترش زنجیره ارزش، بهینه‌سازی مصرف، و تقویت دیپلماسی انرژی را هدف‌گذاری کرده تا جایگاه ایران را در بازارهای جهانی انرژی ارتقا دهد.

آیین‌نامه‌های حمایت از تولید دانش‌بنیان و فناور در صنایع نفت و نیرو، با ارائه چارچوب‌های اجرایی برای توسعه زیست‌بوم نوآوری، تجاری‌سازی فناوری، تکمیل زنجیره ارزش، تأمین مالی و پوشش ریسک، و تعریف طرح‌های پیشران، مسیر عملیاتی شدن سیاست‌های کلان برنامه هفتم در حوزه انرژی را هموار می‌کنند.

برای تحقق کامل اهداف برنامه هفتم در حوزه انرژی، تعیین اهداف کمی دقیق‌تر، ارائه زمان‌بندی مشخص برای اجرای طرح‌ها، ایجاد سازوکارهای نظارتی قوی‌تر، و تقویت هماهنگی بین‌بخشی در صنایع مختلف انرژی ضروری است.

نقشه راه توسعه بالادست صنعت نفت ایران در افق برنامه هفتم توسعه: نیازمندی‌های فناورانه

برنامه هفتم توسعه با هدف ارتقای جایگاه ایران در بازارهای جهانی انرژی و بهره برداری حداکثری از ظرفیت های نفت و گاز، نقشه راه جامعی را برای توسعه بخش بالادستی صنعت نفت ترسیم کرده است. تحقق اهداف کمی پیش بینی شده در این برنامه از جمله افزایش ظرفیت تولید نفت خام به ۴۴۵۰ هزار بشکه در روز، گاز خام به ۱۲۳۹ میلیون مترمکعب در روز و میعانات گازی به ۸۰۴ هزار بشکه در روز تا پایان برنامه هفتم و نیز افزایش تولید نفت از طریق روش های ازدیاد برداشت تا سقف ۱۵% کل تولید، مستلزم بهره گیری از فناوری های پیشرفته و صنایع دانش بنیان است.

یکی از این فناوری های کلیدی، روش های ازدیاد برداشت[۱] و بهبود تولید[۲] است. این روش ها شامل تزریق گازهای هیدروکربنی مانند گاز طبیعی، نیتروژن و دی اکسیدکربن، تزریق آب، روش های حرارتی مانند تزریق بخار و احتراق درجا، و روش های شیمیایی مانند تزریق پلیمرها، سورفکتانت‌ها و عوامل فعال سطحی هستند. بکارگیری این فناوری های پیشرفته می تواند ضریب بازیافت نفت از مخازن را تا ۲۰ درصد افزایش دهد. بنابراین برای تحقق هدف افزایش تولید نفت از این طریق تا ۱۵ درصد، لازم است با حمایت از شرکت های دانش بنیان، فرایند بومی سازی و توسعه این فناوری‌ها در کشور تسریع شود.

در عرصه اکتشاف، تصویربرداری و مدل‌سازی مخازن نیز فناوری های روزآمدی مانند لرزه نگاری سه بعدی پیشرفت[۳]، لرزه نگاری چهار بعدی[۴]،  ثقل‌سنجی از راه دور[۵]، مغناطیس سنجی هوابرد[۶]، پردازش و تفسیر پیشرفته داده‌های لرزه ای[۷] و برداشت های الکترومغناطیسی[۸] مورد استفاده قرار می گیرند. این فناوری ها دقت تصویربرداری از مخازن و پیش‌بینی مشخصات آنها را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهند و نقش مهمی در افزایش ضریب موفقیت اکتشاف و بهینه سازی تولید دارند. بنابراین انتقال و بکارگیری گسترده این فناوری ها در فعالیت های اکتشافی کشور ضروری است.

فناوری‌های نوین حفاری و تکمیل چاه‌ها نیز نقش کلیدی در تحقق اهداف تولید دارند. فناوری هایی مانند حفاری چاه‌های با طول بلند[۹]، حفاری جهت‌دار[۱۰]، حفاری افقی[۱۱] و چند شاخه، حفاری چاه‌های هوشمند، روش‌های نوین شکاف هیدرولیکی[۱۲] برای توسعه میادین نامتعارف[۱۳] و فناوری های تکمیل چاه‌های هوشمند منجر به افزایش تولید، کاهش هزینه‌ها و بهبود ضریب بازیافت می شوند. بومی سازی و گسترش این فناوری ها در میادین در حال توسعه به ویژه میادین مشترک، باید در اولویت قرار گیرد.

مدیریت و بهینه سازی تولید نیز نیازمند بکارگیری فناوری های جدیدی در زمینه اندازه گیری، کنترل، پایش و تحلیل داده ها است. سیستم های کنترل و بهینه سازی تولید میادین هوشمند[۱۴]، سنسورهای فیبر نوری[۱۵] درون چاهی برای پایش برخط فشار و دما و ترکیب سیالات، کنتورهای هوشمند چند فازی[۱۶]، سیستم های نظارت و جمع آوری داده‌ها[۱۷] و نرم‌افزارهای بهینه‌سازی تولید بر پایه هوش مصنوعی از جمله این فناوری‌ها هستند. استقرار سامانه یکپارچه اندازه‌گیری و پایش لحظه‌ای که در برنامه هفتم بر آن تاکید شده، مستلزم بکارگیری این فناوری های دیجیتال است.

با توجه به اهمیت ذخیره سازی گاز طبیعی در مدیریت تقاضا و پایداری عرضه، بکارگیری فناوری های پیشرفته ذخیره‌سازی گاز در مخازن زیرزمینی مانند آبخوان‌ها[۱۸]، میادین متروکه و گنبدهای نمکی[۱۹] ضروری است. فناوری هایی مانند شبیه سازی مخازن ذخیره‌سازی، تزریق و تولید توأم، پایش چرخه عمر و یکپارچگی مخازن، کنترل جریان درون چاهی، عملیات اسیدکاری و شکاف هیدرولیکی برای آماده سازی مخازن، نقش مؤثری در توسعه موفقیت آمیز سایت های ذخیره سازی و دستیابی به هدف ۱۲۰ میلیون مترمکعب برداشت روزانه از این مخازن در پایان برنامه هفتم دارند.

در مجموع می توان گفت دستیابی به اهداف بلندپروازانه برنامه هفتم توسعه در بخش بالادستی صنعت نفت، جز در سایه بکارگیری فناوری های پیشرفته و صنایع دانش بنیان میسر نخواهد بود. روش های ازدیاد برداشت، فناوری های نوین اکتشاف و تصویربرداری مخازن، فناوری های جدید حفاری و تکمیل چاه ها، سیستم های هوشمند مدیریت تولید و فناوری های پیشرفته ذخیره سازی، حلقه های کلیدی زنجیره فناوری در این صنعت استراتژیک هستند. سرمایه گذاری در توسعه این فناوری ها، حمایت همه جانبه از شرکت های دانش بنیان و تسریع فرایند انتقال فناوری های روز دنیا، پیش شرط تحقق نقشه راه ترسیم شده در برنامه هفتم و شکل گیری اقتصاد دانش بنیان انرژی محور در کشور است. بدون تردید، تبدیل شدن ایران به یک قطب فناوری در صنعت نفت و گاز منطقه، گامی بلند در مسیر تحقق الگوی پیشرفت اسلامی-ایرانی خواهد بود.

نقشه راه توسعه صنعت پالایش و پتروپالایش ایران در افق برنامه هفتم توسعه: نیازمندی‌های فناورانه

برنامه هفتم توسعه با هدف افزایش ظرفیت پالایش و پتروپالایش، ارتقای کیفیت فرآورده های نفتی و گسترش زنجیره ارزش، نقشه راه جامعی را برای توسعه صنایع پالایشی و پتروپالایشی کشور ترسیم کرده است. تحقق اهداف کمی پیش‌بینی شده در این برنامه از جمله افزایش ظرفیت پتروپالایش به میزان ۳۰۰ هزار بشکه در روز، افزایش تولید بنزین به ۱۲۹ میلیون لیتر و نفت گاز به ۱۳۰ میلیون لیتر در روز، ارتقای استاندارد ۷۵ درصد بنزین و نفت گاز تولیدی به یورو ۴ و بالاتر و کاهش سهم نفت کوره به کمتر از ۱۳ درصد، نیازمند بهره گیری گسترده از فناوری های پیشرفته پالایشی است.

یکی از فناوری‌های کلیدی در این عرصه، فرایندهای تبدیل کاتالیستی مانند هیدروکراکینگ، هیدروتریتینگ و ایزومریزاسیون است. این فرایندها امکان شکست مولکول‌های سنگین نفتی و تبدیل آنها به فرآورده‌های سبک‌تر با ارزش افزوده بالاتر مانند بنزین، نفت گاز و سوخت هوایی را فراهم می کنند. استفاده از کاتالیست‌های پیشرفته با عملکرد بالا، انتخاب‌پذیری مناسب و طول عمر زیاد در این واحدها بسیار حیاتی است. بنابراین انتقال فناوری های تولید و بهینه سازی کاتالیست های مورد نیاز این فرایندها و تجاری سازی آنها توسط شرکت های دانش بنیان، برای افزایش تولید فرآورده های با کیفیت بالا ضروری است.

فناوری‌های مربوط به حذف یا کاهش آلاینده ها و بهبود مشخصات فرآورده ها نیز از اهمیت بسزایی برخوردارند. واحدهایی مانند گوگردزدایی از بنزین، نفت گاز و نفت کوره، کاهش بنزن و آروماتیک ها در بنزین، کاهش الفین ها و بهبود نقطه ابری نفت گاز، از جمله فناوری های لازم برای ارتقای کیفیت فرآورده‌ها و تطابق با استانداردهای زیست محیطی روز دنیا هستند. برای اینکه ۷۵ درصد بنزین و نفت گاز تولیدی کشور به استاندارد یورو ۴ و بالاتر برسند، استفاده از این فناوری‌های پیشرفته پالایشی در پالایشگاه‌ها و پتروپالایشگاه‌های جدید و بهینه سازی واحدهای قدیمی امری اجتناب ناپذیر است.

در کنار این فناوری‌های فرایندی، سیستم‌های هوشمند کنترل و بهینه سازی عملیات پالایشگاه ها[۲۰] نقش مؤثری در ارتقای بهره‌وری، کاهش هزینه‌های عملیاتی و حداکثرسازی تولید فرآورده‌های باکیفیت دارند. این سیستم ها با استفاده از دیتاهای آنلاین و تکنیک های هوش مصنوعی و یادگیری عمیق، تنظیمات عملیاتی واحدهای پالایشی را به طور لحظه‌ای بهینه می کنند. بکارگیری این سیستم‌های پیشرفته کنترل فرایند در پالایشگاه‌ها می تواند بهره‌وری عملیاتی را تا ۵ درصد بهبود بخشد و برای دستیابی به اهداف تولیدی برنامه هفتم بسیار موثر خواهد بود.

توسعه فناوری‌های شبیه‌سازی، طراحی و مهندسی فرایندهای پیچیده پالایشی و پتروپالایشی با استفاده از نرم‌افزارهای پیشرفته و داده‌های دقیق و اختصاصی مربوط به خوراک‌های نفتی ایران نیز برای طراحی پالایشگاه‌ها و پتروپالایشگاه‌های نسل جدید و بهینه بومی ضروری است. تسلط بر این فناوری‌های مهندسی فرایند و تقویت شرکت‌های دانش بنیان فعال در این حوزه، علاوه بر صرفه جویی‌های قابل توجه ارزی، سرعت و انعطاف پذیری بیشتری را در توسعه طرح های جدید پالایشی فراهم خواهد کرد.

فناوری گسترش زنجیره ارزش و تولید محصولات با ارزش افزوده بالا در پتروپالایشگاه ها نیز نقش چشمگیری در تحقق اهداف برنامه هفتم دارد. یکپارچه‌سازی فرایندهای پالایشی و پتروشیمیایی و استفاده از خوراک های میان تقطیر پالایشگاه‌ها برای تولید محصولات با ارزش، مستلزم بکارگیری فناوری‌های جدید تبدیل و فراوری است. فرایندهای تولید پروپیلن و اتیلن از نفتا و میعانات گازی، تبدیل متانول به الفین ها، آروماتیک‌سازی و تولید پارازایلین از ریفرمیت، از جمله این فناوری‌های مهم هستند که باید در پتروپالایشگاه‌های آینده کشور پیاده‌سازی شوند.

در مجموع، دستیابی به اهداف بلندپروازانه برنامه هفتم در صنعت پالایش و پتروپالایش کشور، جز در سایه بهره‌گیری از فناوری‌های نوین و تقویت بنیه فناورانه و دانش‌بنیان، میسر نخواهد بود. فناوری‌های کاتالیستی تبدیل، فناوری‌های کاهش آلاینده‌ها، سیستم‌های هوشمند کنترل و بهینه‌سازی عملیات، فناوری‌های پیشرفته مهندسی و طراحی فرایند و فناوری های تولید محصولات با ارزش افزوده بالا، حلقه‌های کلیدی زنجیره فناوری در این صنعت راهبردی هستند. بدون بهره گیری مؤثر از این فناوری ها و محصولات شرکت های دانش بنیان، افزایش کمی و کیفی تولید فرآورده های نفتی، کاهش خام فروشی و تحقق نقشه راه ترسیم شده در برنامه هفتم با چالش های جدی مواجه خواهد شد.

سرمایه‌گذاری در توسعه این فناوری‌های کلیدی، ارتقای توان فناورانه شرکت‌های دانش بنیان و تسریع فرایند بومی سازی و انتقال فناوری های مدرن، اقدامی استراتژیک برای تبدیل ایران به یک قدرت تأثیرگذار در حوزه فناوری های پالایشی در منطقه و گامی بلند در مسیر خودکفایی، مقاوم سازی اقتصاد و جهش صنعت نفت و انرژی کشور خواهد بود. حمایت همه جانبه حاکمیت و وزارت نفت از این فرایند و ترسیم نقشه راه ملی توسعه فناوری های صنعت پالایش و پتروپالایش ضرورتی انکارناپذیر است.

نقشه راه توسعه صنعت پتروشیمی ایران در افق برنامه هفتم توسعه: نیازمندی‌های فناورانه

برنامه هفتم توسعه با هدف جهش در ظرفیت تولید محصولات پتروشیمی به ۱۳۱.۵ میلیون تن و تکمیل زنجیره ارزش[۲۱] در کلیه حلقه ها اعم از تولید خوراک، محصولات میانی، محصولات نهایی و محصولات پایین دستی با ارزش افزوده بالا، نقشه راه جامعی را برای توسعه صنعت پتروشیمی کشور ترسیم کرده است. تحقق اهداف کمی پیش‌بینی شده در این برنامه از جمله افزایش ظرفیت تولید پروپیلن و زنجیره پروپیلن به ۱۱.۶ میلیون تن، ظرفیت تولید پایین‌دستی زنجیره متانول به ۰.۷ میلیون تن، پایین‌دستی زنجیره اتیلن (به جز پلی اتیلن) به ۳.۳ میلیون تن، پلی اتیلن به ۸.۶ میلیون تن و ظرفیت تولید پایین‌دستی آروماتیک به ۳ میلیون تن، مستلزم بهره گیری گسترده از فناوری های پیشرفته در تمام حلقه های زنجیره ارزش است.

یکی از فناوری های کلیدی در این عرصه، فناوری های تولید مونومرهای پایه[۲۲] مانند اتیلن، پروپیلن، بوتادین، بنزن، تولوئن و زایلن ها از منابع مختلف خوراک شامل گاز طبیعی، نفتا، میعانات گازی و ترکیبات میان تقطیر است. استفاده از فناوری های نوین شکست کاتالیستی[۲۳]، کراکینگ با بخار[۲۴]، کراکینگ نفتا[۲۵]، تبدیل متانول به الفین [۲۶]و تبدیل گاز به پروپیلن [۲۷]و غیره برای تولید خوراک صنایع پایین دستی ضروری است. بومی سازی، توسعه و به کارگیری این فناوری ها برای استفاده بهینه از خوراک‌های متنوع و ارزان کشور و افزایش تولید محصولات با ارزش بالاتر اهمیت راهبردی دارد.

تولید گریدهای مختلف محصولات میانی و نهایی پتروشیمی از جمله انواع پلی اتیلن (PE)، پلی پروپیلن (PP)، پلی وینیل کلراید (PVC)، پلی استایرن (PS)، ABS، پلی کربنات (PC)، پلی اتیلن ترفتالات (PET) و انواع الاستومرها و پلیمرهای مهندسی نیز نیازمند استفاده از فناوری های پلیمریزاسیون پیشرفته مانند پلیمریزاسیون تعلیقی[۲۸]، پلیمریزاسیون فاز گازی[۲۹]، پلیمریزاسیون محلولی[۳۰]، رآکتورهای لوپ و تکنولوژی‌های کاتالیستی جدید زیگلر-ناتا و متالوسن[۳۱] است. بهره گیری از دانش فنی روز دنیا در زمینه کاتالیست ها، فرایندها و تجهیزات پیشرفته پلیمریزاسیون برای تولید محصولات میانی و نهایی متنوع با کیفیت و بازدهی بالا ضروری است.

گسترش تولید محصولات تخصصی و کاربردی در حوزه پایین دستی و تکمیل زنجیره ارزش نیز نیازمند استفاده از فناوری‌های نوین فرایندهای تبدیلی است. فناوری هایی مانند کراکینگ کاتالیستی، ایزومریزاسیون[۳۲]، آلکیلاسیون[۳۳]، الیگومریزاسیون[۳۴]، اکسایش، هیدروژناسیون، استری شدن، آمیناسیون و نظایر آن برای تبدیل محصولات میانی به انواع حلال ها، روان کننده ها، پلاستی سایزرها، آنتی اکسیدان ها، ضدیخ ها، شوینده ها، رزین ها، چسب ها، رنگ ها، الیاف، قطعات خودرو و لوازم خانگی مورد نیاز هستند. بسیاری از این فناوری های تبدیلی پیشرفته هنوز در کشور بومی سازی نشده اند و برای تحقق هدف تکمیل زنجیره ارزش باید در اولویت برنامه های تحقیق و توسعه و انتقال فناوری قرار گیرند.

در کنار این فناوری های فرایندی، فناوری های دیجیتال و هوشمندسازی نقش روزافزونی در بهینه سازی و کنترل واحدهای پتروشیمی ایفا می کنند. بکارگیری سامانه های مدیریت یکپارچه تولید [۳۵]مبتنی بر هوش مصنوعی، اینترنت اشیا صنعتی [۳۶]، سیستم های کنترل پیشرفته فرایند[۳۷]، همزادهای دیجیتال [۳۸]و تحلیل لحظه ای تولید برای بهینه سازی مصرف انرژی و خوراک، افزایش بهره وری عملیاتی، نگهداری و تعمیرات پیش بینانه، ایمنی فرایندی و کاهش خطای انسانی در مجتمع های پتروشیمی آینده ضروری خواهد بود. استقرار فناوری های دیجیتال منجر به افزایش ۲۰ تا ۳۰ درصدی بهره وری عملیاتی، کاهش ۵ تا ۱۰ درصدی مصرف انرژی و کاهش ۱ تا ۳ درصدی هزینه های تعمیر و نگهداری می شود.

توسعه فناوری های شبیه‌سازی پیشرفته فرایندهای شیمیایی و پلیمریزاسیون، مدل‌سازی رآکتورها و شبکه‌های عصبی مصنوعی برای بهینه‌سازی فرمولاسیون و مدیریت زنجیره تامین مواد شیمیایی و پلیمرها نیز برای طراحی محصولات نوآورانه و کاهش هزینه های تولید کاربردهای زیادی دارند. فناوری های محاسبات سریع و پردازش موازی به کمک ابَررایانه ها و توسعه نرم افزارهای اختصاصی شبیه سازی فرایندها نقش کلیدی در طراحی بهینه مجتمع های جدید پتروشیمی و توسعه محصولات دانش بنیان در کشور دارند.

در مجموع، صنعت پتروشیمی برای تحقق اهداف جهش گونه پیش‌بینی شده در برنامه هفتم و تبدیل شدن به موتور رشد اقتصاد غیرنفتی کشور، نیازمند تزریق گسترده فناوری‌های نوین در همه حلقه‌های زنجیره ارزش است. فناوری‌های تولید مونومرها، پلیمرها و محصولات تخصصی پایین‌دستی از طریق فرایندهای تبدیلی پیشرفته، به همراه هوشمندسازی و دیجیتالی‌سازی گسترده و به کارگیری فناوری‌های شبیه‌سازی برای طراحی محصول و بهینه‌سازی فرایندها از ضروریات است.

سرمایه‌گذاری در توسعه این فناوری های کلیدی، تقویت شرکت‌های دانش‌بنیان، جذب دانش فنی روز دنیا و تسریع فرایند انتقال و بومی‌سازی فناوری‌های اولویت‌دار، استراتژی مهمی برای خلق ارزش افزوده بیشتر، کاهش وابستگی به خام فروشی و ورود جدی ایران به باشگاه کشورهای صاحب فناوری‌های نوین پتروشیمی است. تحقق حداکثری ظرفیت‌های توسعه صنعت عظیم پتروشیمی در گرو ترسیم یک نقشه راه ملی فناوری، حمایت همه جانبه دولت از فرایند نوآوری و تحقیق و توسعه و هم‌افزایی حداکثری میان صنعت، دانشگاه و شرکت‌های دانش‌بنیان خواهد بود.

نقشه راه توسعه صنعت برق ایران در افق برنامه هفتم توسعه: نیازمندی‌های فناورانه

برنامه هفتم توسعه با هدف گذاری‌های کمی بلندپروازانه برای افزایش ظرفیت نیروگاهی به ۱۲۴۴۸۵ مگاوات شامل ۱۰۰۰۰ مگاوات نیروگاه تجدیدپذیر[۳۹]، افزایش تولید برق به ۴۸۹۲۹۵ میلیون کیلووات ساعت، بهبود راندمان نیروگاه ها به ۴۴ درصد، کاهش تلفات شبکه به ۱۲ درصد و افزایش تبادلات برق با کشورهای منطقه به ۲۰۰۰۰ میلیون کیلووات ساعت، نقشه راه جامعی را برای توسعه کمی و کیفی صنعت برق کشور ترسیم کرده است. تحقق این اهداف بدون تزریق فناوری‌های نوین در تولید، انتقال، توزیع و مصرف برق و تقویت توان فناورانه داخلی میسر نخواهد بود.

یکی از فناوری‌های کلیدی در حوزه تولید برق، فناوری‌های نیروگاه‎های حرارتی پیشرفته شامل نیروگاه‌های سیکل ترکیبی با راندمان بالا (بیش از ۶۰%)، نیروگاه های با آلایندگی بسیار پایین[۴۰]، نیروگاه های انعطاف‌پذیر با قابلیت تغییر سریع بار [۴۱]و نیروگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی حرارتی [۴۲]است. بکارگیری این فناوری‌ها علاوه بر افزایش بازدهی، موجب کاهش مصرف سوخت، انتشار آلاینده ها و قابلیت انطباق بیشتر با تغییرات بار شبکه می شود. بنابراین برای تحقق اهداف افزایش راندمان و ظرفیت نیروگاهی، لازم است با حمایت از شرکت‌های دانش‌بنیان، فرایند بومی‌سازی و به کارگیری این فناوری‌ها تسریع شود.

در عرصه انرژی‌های تجدیدپذیر، فناوری‌های فتوولتائیک خورشیدی نسل سوم و چهارم مانند سلول‌های چندلایه[۴۳]، پرووسکایت[۴۴]، سلول های آلی[۴۵]، فناوری های نیروگاه های بادی فراساحلی شناور و ثابت[۴۶]، توربین های بادی با ظرفیت بالا (بیش از ۱۰ مگاوات)، فناوری های زمین گرمایی پیشرفته[۴۷]، نیروگاه های خورشیدی حرارتی متمرکز[۴۸] و سیستم های ذخیره سازی انرژی مقیاس بزرگ مانند باتری های جریان، باتری های سدیم-گوگرد، ذخیره سازی هیدروژنی و ذخیره سازی هوای فشرده کاربردهای روزافزونی پیدا کرده اند. بومی سازی و بکارگیری گسترده این فناوری ها برای دستیابی به هدف ۱۰ هزار مگاوات ظرفیت نیروگاهی تجدیدپذیر تا پایان برنامه هفتم اجتناب ناپذیر است.

در بخش انتقال و توزیع نیز گسترش فناوری های شبکه هوشمند[۴۹] شامل سیستم های مانیتورینگ و جمع آوری داده ها[۵۰]، زیرساخت های اندازه گیری پیشرفته[۵۱]، خطوط انتقال جریان مستقیم ولتاژ بالا[۵۲]، سیستم های انتقال انعطاف پذیر[۵۳]، ادوات کلیدزنی خودکار[۵۴]، ترانسفورماتورهای هوشمند دیجیتال و سیستم های حفاظت تطبیقی و دیجیتال برای بهبود کیفیت، پایداری، کنترل‌پذیری، اتوماسیون و کاهش تلفات شبکه انتقال و فوق توزیع ضروری است. سرمایه‌گذاری در تولید و بکارگیری تجهیزات و نرم افزارهای شبکه هوشمند منطبق با شرایط شبکه برق ایران می تواند نقش بسزایی در تحقق هدف کاهش تلفات به ۱۲ درصد داشته باشد.

در سمت تقاضا نیز گسترش فناوری‌هایی مانند شبکه‌های هوشمند محلی[۵۵]، سیستم‌های مدیریت انرژی ساختمان[۵۶] و سیستم های مدیریت انرژی کارخانه[۵۷]، اینترنت اشیا و سنسورهای هوشمند لوازم خانگی و تجهیزات صنعتی، سیستم‌های مدیریت سمت تقاضا[۵۸] مانند پاسخگویی بار و قیمت‌گذاری پویا، و زیرساخت های شارژ خودروهای برقی[۵۹] برای مدیریت بار و بهینه‌سازی مصرف حیاتی است. بکارگیری این فناوری‌های هوشمندسازی و مدیریت سمت تقاضا علاوه بر افزایش بهره‌وری و کاهش اوج بار، ثبات شبکه را در برابر نوسانات پذیرش بالای انرژی‌های تجدیدپذیر افزایش می‌دهد.

در مجموع، تحقق اهداف کمی و کیفی ترسیم شده برای صنعت برق در برنامه هفتم توسعه، جز در سایه تزریق این فناوری‌های مدرن در عرصه‌های تولید با راندمان بالا، انرژی‌های تجدیدپذیر، شبکه‌های هوشمند و مدیریت مصرف میسر نخواهد بود. این فناوری‌ها، حلقه‌های کلیدی زنجیره فناوری برای پاسخگویی به نیاز روزافزون کشور به برق پایدار، مطمئن و پاک هستند. سرمایه‌گذاری در توسعه این فناوری‌ها، حمایت همه جانبه از شرکت های دانش‌بنیان، تسریع فرایند انتقال فناوری های روزآمد دنیا و ایجاد یک زیست بوم فناوری و نوآوری پیشرفته در صنعت برق، پیش شرط تحقق نقشه راه برنامه هفتم توسعه و بهره‌برداری از ظرفیت‌های عظیم کشور در این حوزه راهبردی است. بدون تردید، تبدیل شدن ایران به یک قطب فناوری های پیشرفته صنعت برق در منطقه و جهان، گامی بلند در مسیر تحقق آرمان های سند چشم انداز و الگوی اسلامی-ایرانی پیشرفت است.

نقشه راه مدیریت و بهینه‌سازی مصرف انرژی در ایران در افق برنامه هفتم توسعه: نیازمندی‌های فناورانه

برنامه هفتم توسعه با هدف گذاری کاهش ۱۲۸۵ هزار بشکه معادل نفت خام مصرف انرژی در روز از طریق طرح های بهینه سازی و صرفه جویی ۳۰۰۰ میلیون کیلووات ساعت در مصرف نهایی برق، نقشه راه جامعی را برای اصلاح الگوی مصرف انرژی و ارتقای بهره وری در بخش های مختلف ترسیم کرده است. تحقق این اهداف بلندپروازانه نیازمند بهره گیری گسترده از فناوری های کارآمد انرژی و هوشمندسازی فرایند مصرف است.

یکی از حوزه های کلیدی، فناوری های صرفه جویی و بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها است که بیش از ۴۰ درصد انرژی کشور را مصرف می کنند. بکارگیری فناوری هایی مانند دیوارهای عایق حرارتی و سرمایشی[۶۰]، پنجره های انرژی-کارا، روشنایی LED با بهره وری بالا، پمپ های حرارتی زمین گرمایی[۶۱] و هوا به آب[۶۲]، چیلرهای جذبی خورشیدی، سیستم های مدیریت هوشمند انرژی ساختمان (BEMS)، نماهای فتوولتائیک ساختمانی (BIPV) و شیشه های هوشمند الکتروکرومیک و ترموکرومیک تأثیر شگرفی در کاهش شدت انرژی بخش ساختمان خواهند داشت. بومی سازی و استفاده گسترده از این فناوری ها در ساختمان های جدید و بازسازی ساختمان های قدیمی، لازمه تحقق اهداف برنامه هفتم در این بخش است.

در حوزه صنعت که بیش از یک سوم انرژی کشور را به خود اختصاص می دهد، بهینه سازی فرایندهای تولید و ارتقای فناوری تجهیزات انرژی بر نقش محوری دارد. بکارگیری فناوری های پیشرفته ای مانند پیش‌گرمکن‌های هوای احتراق[۶۳]، بویلرهای بازیافت حرارت، سیستم های مدیریت انرژی کارخانه، کوره های القایی، کمپرسورهای هوای کارآمد، الکتروموتورها و درایوهای کنترل دور متغیر[۶۴]، کوره های تابشی، پمپ ها و فن های دور متغیر و سیستم های مدیریت هوشمند روشنایی و کنترل فرآیند، تأثیر چشمگیری در کاهش شدت انرژی بخش صنعت خواهد داشت. ترویج و الزام به استفاده از تجهیزات و فناوری های کم مصرف در صنایع انرژی بر می تواند نقش مهمی در تحقق هدف ۱۲۸۵ هزار بشکه صرفه جویی انرژی داشته باشد.

در بخش حمل و نقل نیز فناوری های نوین خودروهای الکتریکی و هیبریدی، فناوری های پیشرانه کارآمد مانند موتورهای احتراق داخلی پیشرفته[۶۵]، گیربکس های اتوماتیک کارآمد، سیستم های بازیافت انرژی ترمز، فناوری های کاهش وزن بدنه و مقاومت غلتشی تایرها و سوخت های جایگزین مانند هیدروژن و سلول های سوختی نقش بسزایی در بهبود بهره وری سوخت ایفا می کنند. توسعه زیرساخت های حمل و نقل عمومی برقی مانند مترو و اتوبوس های تمام برقی و برقی سازی تدریجی ناوگان خودروهای سواری از جمله نیازمندی های فناورانه کلیدی برای کاهش شدت انرژی در این بخش هستند.

در حوزه خانگی نیز بکارگیری لوازم برقی با مصرف انرژی بهینه مانند یخچال های اینورتر، ماشین های لباسشویی کم مصرف، تهویه مطبوع های سرمایشی-گرمایشی دور متغیر، اجاق های القایی[۶۶]، ظرفشویی های کم مصرف آب، تلویزیون های LED و لامپ های کم مصرف نقش تعیین کننده ای در اصلاح الگوی مصرف و تحقق هدف صرفه جویی ۳۰۰۰ میلیون کیلووات ساعت مصرف برق دارند. ارتقای استانداردهای مصرف انرژی لوازم خانگی، برچسب گذاری مصرف انرژی و حمایت از تولید و ترویج تجهیزات کم مصرف از ملزومات دستیابی به این اهداف است.

فناوری های هوشمندسازی شبکه برق و استقرار زیرساخت های اندازه گیری هوشمند نیز از اهمیت ویژه ای برخوردارند. این فناوری ها با فراهم ساختن امکان پایش لحظه ای مصرف، مدیریت بار، تعرفه گذاری پویا و مشارکت مشترکین در پاسخگویی بار، کمک شایانی به بهینه سازی مصرف، بهبود پایداری شبکه و حداکثرسازی بهره برداری از منابع انرژی تجدیدپذیر می کنند.

همچنین توسعه فناوری های پیشرفته مدیریت سوخت و کاهش گازهای مشعل [۶۷]در بخش بالادستی صنعت نفت و گاز، علاوه بر کاهش هدررفت، به حفظ محیط زیست و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کمک شایانی خواهد نمود.

در مجموع، برای تحقق اهداف جهش گونه برنامه هفتم توسعه در حوزه مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی، نیازمند تزریق گسترده این فناوری های کارآمد، هوشمند و بهره ور در بخش های مختلف مصرف هستیم. بخش ساختمان، صنعت، حمل و نقل و خانگی به عنوان بزرگترین مصرف کنندگان انرژی، کانون توجه برای پیاده سازی و نهادینه ساختن این فناوری های صرفه جویی هستند. تسریع فرآیند بومی سازی و انتقال فناوری، تقویت شرکت های دانش بنیان فعال در این حوزه، باز طراحی سازوکارهای حمایتی و تشویقی مانند تعرفه گذاری، استانداردگذاری و برچسب گذاری انرژی و سرمایه گذاری های زیرساختی برای هوشمندسازی شبکه های انرژی، نیازمندی های اجتناب ناپذیر تحقق نقشه راه بهینه سازی انرژی در برنامه هفتم است.

بدون تردید، تبدیل شدن ایران به الگوی بهره وری انرژی در منطقه و جهان، مستلزم ترسیم یک نقشه راه ملی فناوری در این عرصه، اولویت بندی برنامه های تحقیق و توسعه، ایجاد هماهنگی میان دستگاهی و مشارکت حداکثری ذینفعان در پیاده سازی آن است. این مسیر، هرچند دشوار اما گریزناپذیر است و طی کردن آن، گامی بلند در تحقق آرمان های اقتصاد مقاومتی، ارتقای بهره وری عوامل تولید و دستیابی به الگوی اسلامی-ایرانی پیشرفت خواهد بود.

نقشه راه توسعه صنعت آب ایران در افق برنامه هفتم توسعه: نیازمندی‌های فناورانه

برنامه هفتم توسعه با هدف گذاری های بلندپروازانه ای مانند افزایش آب تامین شده از آب های سطحی به ۴۳.۴ میلیارد مترمکعب و از آب های زیرزمینی به ۳۶.۷ میلیارد مترمکعب، افزایش سهم آب های نامتعارف به ۱.۷۷ میلیارد مترمکعب، جبران کسری مخازن آب زیرزمینی به میزان ۱۵ میلیارد مترمکعب و تامین حقابه زیست محیطی تالاب ها به میزان ۱۰.۷ میلیارد مترمکعب، نقشه راه جامع و پیچیده ای را برای مدیریت یکپارچه، حفاظت و بهره برداری پایدار از منابع آب کشور ترسیم کرده است. تحقق این اهداف مستلزم بهره گیری گسترده از فناوری های نوین در عرصه های مختلف چرخه آب اعم از استحصال، انتقال، تصفیه، توزیع، مصرف و تصفیه پساب است.

یکی از حوزه های کلیدی، فناوری های نوین استحصال و بهره برداری از منابع آب های سطحی و زیرزمینی است. بکارگیری فناوری های مانند سدهای زیرزمینی [۶۸]، آب شیرین کن های خورشیدی[۶۹]، سیستم های برداشت مه[۷۰]، روش های برداشت آب باران[۷۱] و فناوری های نوین تغذیه مصنوعی آبخوان ها[۷۲] با پخش سیلاب و تزریق پساب[۷۳] برای افزایش آب تامین شده و احیای سفره های زیرزمینی ضروری است. تجهیز چاه های کشاورزی به کنتورهای هوشمند و سامانه های کنترل از راه دور برای جلوگیری از اضافه برداشت و نیز استفاده از سیستم های کنترل و بهینه سازی پمپاژ مبتنی بر داده کاوی، برای مدیریت بهینه بهره برداری از منابع آب زیرزمینی اجتناب ناپذیر است.

در حوزه آب های نامتعارف، فناوری های نوین شیرین سازی آب دریا مانند آب شیرین کن های غشایی پیشرفته[۷۴]، سیستم های نمک زدایی با انرژی خورشیدی و بادی، و فناوری های پیشرفته تصفیه و بازیافت پساب مانند بیوراکتورهای غشایی[۷۵]، اسمز معکوس[۷۶]، تصفیه پیشرفته و گندزدایی با UV و ازن، نقش کلیدی در تامین منابع آب جدید و تکمیل چرخه آب ایفا می کنند. احداث شبکه های دوگانه فاضلاب برای جداسازی آب خاکستری و استفاده مجدد از پساب تصفیه شده در آبیاری فضای سبز و کشاورزی از زیرساخت های فناورانه ضروری برای بازچرخانی آب و کاهش فشار بر منابع آب شیرین است.

در زمینه انتقال آب نیز بکارگیری فناوری هایی مانند خطوط انتقال آب با جنس و پوشش های نانویی کاهنده اصطکاک و تبخیر، ایستگاه های پمپاژ با پمپ های کم مصرف و درایوهای سرعت متغیر [۷۷]، شیرآلات کنترل از راه دور و سیستم های پایش آنلاین کیفیت آب، می تواند راندمان انتقال را افزایش داده و هدررفت آب را به حداقل برساند. در سیستم های آبرسانی شهری نیز هوشمندسازی شبکه ها با استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیا، کنتورهای دیجیتال و شیرهای کنترل فشار [۷۸]نقش تعیین کننده ای در کاهش هدررفت، مدیریت فشار و بهینه سازی مصرف آب ایفا می کند.

در بخش کشاورزی به عنوان بزرگترین مصرف کننده آب، سیستم های آبیاری تحت فشار و میکرو مانند قطره ای و بابلر، سامانه های کنترل هوشمند آبیاری مبتنی بر سنجش رطوبت خاک و گیاه [۷۹]، سیستم های تصمیم یار مدیریت کشاورزی بر اساس تجزیه و تحلیل داده[۸۰]و روش های نوین کم آبیاری مانند خشکی جزئی منطقه ریشه[۸۱] برای افزایش بهره وری مصرف آب نقشی حیاتی دارند. کاربرد فناوری های پیشرفته کشاورزی دقیق، اصلاح الگوی کشت به سمت محصولات کم آب بر و مقاوم به خشکی و شوری، و استفاده از روش های نوین آبیاری مبتنی بر اقلیم[۸۲] از ضروریات تحقق هدف ۱۱ درصد کاهش مصرف آب کشاورزی مندرج در برنامه هفتم است.

در حوزه پایش و حفاظت کمی و کیفی منابع آب، فناوری های سنجش از دور ماهواره ای، پهپادها، ایستگاه های هیدرومتری خودکار، سامانه های پایش آنلاین کیفیت آب[۸۳]، مدل های پیش بینی سیلاب و خشکسالی مبتنی بر هوش مصنوعی و ابزارهای مدیریت دانش[۸۴] برای تصمیمات بهینه تخصیص آب برای دستیابی به اهداف جبران کسری مخازن زیرزمینی و تامین حقابه تالاب ها قابل بکارگیری هستند.

توسعه زیرساخت های ICT و پایگاه های داده یکپارچه منابع و مصارف آب برای مدیریت به هم پیوسته آب در سطح حوضه های آبریز و استقرار سامانه های پشتیبانی تصمیم گیری مبتنی بر مدل های بهینه سازی و هوش مصنوعی برای تخصیص بهینه آب از جمله نیازهای فناورانه پیش روی وزارت نیرو برای تحقق اصلاحات ساختاری و استقرار نظام نوین حکمرانی آب در کشور هستند.

در مجموع، برای غلبه بر چالش های کم آبی و جهش در شاخص های کلیدی منابع آب مندرج در برنامه هفتم، نیازمند تزریق گسترده فناوری های نوین در همه اجزای چرخه آب از جمله بهره برداری و تامین پایدار از منابع متعارف و نامتعارف، کنترل کمی و کیفی منابع، انتقال و توزیع هوشمند با حداقل تلفات، مصرف بهینه و بهره وری بالا در بخش های شرب، کشاورزی و صنعت، و بازچرخانی و استفاده مجدد از پساب ها هستیم. تسریع فرایند توسعه و انتقال این فناوری ها، تقویت شرکت های دانش بنیان، بازنگری مکانیزم های اقتصادی آب مانند تعرفه گذاری حجمی، بازار مبادله و تجارت آب، سرمایه گذاری در ایجاد زیرساخت های پایش و مدیریت هوشمند و انسجام نهادی نظام حکمرانی آب اقدامات اجتناب ناپذیر برای عملیاتی شدن نقشه راه صنعت آب در برنامه هفتم هستند.

بدون شک تبدیل وضعیت منابع آب ایران از یک تهدید به یک فرصت برای توسعه پایدار کشور، در گرو تدوین یک نقشه راه ملی توسعه فناوری های آب و محیط زیست، اولویت بندی برنامه های تحقیق و توسعه، ایجاد هم افزایی میان دستگاه های ذیربط و تشویق مشارکت بخش خصوصی در سرمایه گذاری و بهره برداری است. پایبندی عملی به اصول اقتصاد سبز و مدیریت تقاضا محور آب و ارتقای فرهنگ مصرف و صرفه جویی، رکن دیگر این استراتژی برای دستیابی به اهداف بلندپروازانه برنامه هفتم است. پیمودن چنین مسیر پرفراز و نشیبی به رهبری قاطع و همگرایی ملی نیاز دارد ولی دستاوردهای آن، یعنی افزایش امنیت آبی، حفظ و احیای تالاب ها و رودخانه ها و ورود پایدار ایران به دوران فراوانی آب، گامی بلند در مسیر تحقق اهداف سند چشم انداز و الگوی اسلامی-ایرانی پیشرفت خواهد بود.

نقشه راه توسعه دیپلماسی انرژی ایران در افق برنامه هفتم توسعه: نیازمندی‌های فناورانه

براساس متن مورد بحث، برنامه هفتم توسعه با هدف گذاری هایی بلندپروازانه مانند افزایش حجم صادرات گاز به ۴۰ میلیارد مترمکعب، سوآپ فرآورده های نفتی[۸۵] به ۲۰۰ هزار بشکه در روز و تبادلات برق به ۲۰ میلیارد کیلووات ساعت، نقشه راهی جامع برای تحول در دیپلماسی انرژی و ایفای نقش محوری ایران در بازارهای انرژی منطقه ترسیم کرده است. تحقق این اهداف نیازمند توسعه زیرساخت های سخت افزاری و نرم افزاری و بکارگیری فناوری های مدرن در حوزه تولید، انتقال و تبادل انرژی با کشورهای همسایه و منطقه است.

در حوزه گاز طبیعی که محور اصلی دیپلماسی انرژی کشور است، ایجاد و توسعه خطوط لوله انتقال گاز با ظرفیت و فشار بالا برای صادرات به کشورهای همسایه از جمله عراق، ترکیه، پاکستان، افغانستان، ارمنستان و کشورهای حاشیه خلیج فارس و دریای عمان یک نیاز زیرساختی مهم است. بکارگیری فناوری های پیشرفته ای مانند خطوط لوله کامپوزیتی فشار بالا[۸۶]، توربواکسپندرها و ایستگاه های تقویت فشار گاز (Compressor stations) برای افزایش ظرفیت و فاصله انتقال گاز ضرورت دارد. همچنین برای مقاصد دورتر، فناوری های مایع سازی و تولید LNG شامل واحدهای مایع سازی کوچک مقیاس[۸۷] و همچنین کشتی های حمل LNG از اهمیت حیاتی برخوردار است.

در عرصه برق نیز برای تحقق هدف تبادل ۲۰ میلیارد کیلووات ساعت برق منطقه ای، نیازمند گسترش خطوط انتقال برق فوق توزیع و فشار قوی[۸۸] به کشورهای همسایه هستیم. استفاده از فناوری های نوین انتقال مانند سیستم های انتقال انعطاف پذیر (FACTS) و ادوات HVDC برای بهبود پایداری، کنترل پذیری و کاهش تلفات شبکه برق منطقه ای ضروری است. ایجاد مراکز کنترل هماهنگی منطقه ای [۸۹]برای بهینه سازی بهره برداری و افزایش امنیت و اطمینان پذیری شبکه های به هم پیوسته برق حائز اهمیت است.

توسعه پایانه ها و تأسیسات بندری ویژه صادرات و سوآپ نفت خام و فرآورده های نفتی به ویژه در سواحل جنوبی کشور و جزایر خلیج فارس نیز یکی از زیرساخت های ضروری تقویت دیپلماسی انرژی است. استفاده از فناوری های پیشرفته ذخیره سازی نفت و فرآورده ها، سکوهای دریایی بارگیری و تخلیه، خطوط لوله دریایی و شناورهای پهلوگیری تک‌نقطه ای[۹۰] می تواند ظرفیت و انعطاف پذیری تجارت منطقه ای فرآورده های نفتی را افزایش دهد.

علاوه بر این، بکارگیری فناوری های دیجیتال و هوشمند مانند پلتفرم های تجارت و مبادله آنلاین انرژی، پایگاه های داده مشترک منطقه ای، سیستم های پیش بینی تقاضا و قیمت انرژی و فناوری های بلاک چین برای امنیت و شفافیت معاملات، چارچوب نهادی و نرم افزاری دیپلماسی فعال انرژی را تقویت خواهد کرد. سیستم های پیشرفته اندازه گیری و پایش لحظه ای برای گاز و برق صادراتی نیز برای مدیریت قراردادها و کاهش ریسک های تجاری مهم است.

در مجموع، برای تحقق اهداف بلندپروازانه برنامه هفتم در زمینه دیپلماسی انرژی و پیشبرد منافع اقتصادی، سیاسی و امنیتی کشور در منطقه، نیازمند تزریق گسترده این فناوری های نوین در حلقه های مختلف زنجیره صادرات و مبادلات انرژی اعم از تولید، انتقال و تجارت هستیم. بدون توسعه این زیرساخت های نرم افزاری و سخت افزاری، تبدیل شدن ایران به هاب و بازیگر اصلی در بازارهای انرژی منطقه و منافع سرشار حاصل از آن در حد یک رؤیا باقی خواهد ماند.

تدوین یک نقشه راه ملی برای توسعه فناوری های کلیدی دیپلماسی انرژی و پیوست فناوری برای پروژه های اولویت دار، ایجاد هماهنگی و انسجام میان دستگاه های ذیربط، افزایش سرمایه گذاری در تکمیل زنجیره تأمین فناوری و تجهیزات موردنیاز و تقویت بنیه علمی و فناورانه شرکت های دانش بنیان و صنعتی فعال در این عرصه مهم، از جمله ملزومات تحقق این نقشه راه خواهد بود. رصد دقیق و هوشمندانه تحولات فناورانه و ژئوپلیتیک انرژی در جهان و منطقه به منظور درک به موقع فرصت ها و تهدیدها و اتخاذ سیاست های پویا و منعطف نیز باید مدنظر باشد.

بدون شک تبدیل ایران به قطب فناوری های انتقال و تجارت انرژی در غرب آسیا و نقش آفرینی هوشمندانه در ژئوپلیتیک و ژئواکونومی انرژی منطقه، علاوه بر منافع اقتصادی قابل توجه، جایگاه سیاسی کشور در معادلات منطقه ای و جهانی را ارتقا بخشیده و امنیت، صلح و ثبات پایدار را برای ایران و همسایگان به ارمغان خواهد آورد و گام بلندی در مسیر تحقق “ایران قوی” و تمدن نوین اسلامی خواهد بود.

بررسی تطبیقی آیین‌نامه حمایت از تولید، دانش‌بنیان و فناور در صنعت نفت با اهداف برنامه هفتم توسعه: ارزیابی همسویی و راهکارهای تکمیلی

آیین‌نامه حمایت از تولید، دانش‌بنیان و فناور و اشتغال‌آفرین در صنعت نفت، سندی راهبردی است که با هدف ارتقای توان فناورانه و نوآورانه صنعت نفت ایران تدوین شده است. این آیین‌نامه با تمرکز بر پنج محور اصلی شامل توسعه زیست‌بوم نوآوری، تجاری‌سازی فناوری، تکمیل حلقه‌های مفقوده زنجیره ارزش، تامین مالی و پوشش ریسک، و تعریف طرح‌های پیشران، به دنبال ایجاد تحولی اساسی در ساختار فناورانه صنعت نفت کشور است. در ادامه به بررسی تطبیقی این آیین‌نامه با اهداف و سیاست‌های کلان برنامه هفتم توسعه در حوزه نفت و انرژی می‌پردازیم.

اهداف و سیاست‌های کلیدی برنامه هفتم توسعه در حوزه نفت و انرژی شامل افزایش ظرفیت تولید نفت خام به ۴۴۵۰ هزار بشکه در روز، افزایش تولید گاز خام به ۱۲۳۹ میلیون مترمکعب در روز، افزایش تولید میعانات گازی به ۸۰۴ هزار بشکه در روز، افزایش تولید نفت از طریق روش‌های ازدیاد برداشت تا سقف ۱۵% کل تولید، افزایش ظرفیت پتروپالایش به میزان ۳۰۰ هزار بشکه در روز، ارتقای استاندارد ۷۵ درصد بنزین و نفت گاز تولیدی به یورو ۴ و بالاتر، افزایش ظرفیت تولید محصولات پتروشیمی به ۱۳۱.۵ میلیون تن، و توسعه فناوری‌های پیشرفته در حوزه‌های اکتشاف، استخراج، پالایش و پتروشیمی است.

توسعه زیرساخت‌ها و حمایت‌های قانونی توسعه زیست‌بوم نوآوری – آیین‌نامه با تأکید بر توسعه زیست‌بوم نوآوری، گام‌های مهمی در راستای تحقق اهداف فناورانه برنامه هفتم برداشته است. تدوین دستورالعمل توسعه زیست‌بوم نوآوری و فناوری (ماده ۲) و برگزاری رویدادهای فناورانه و اعلام نیازهای فناورانه صنعت نفت (ماده ۳) می‌تواند به شناسایی و توسعه فناوری‌های مورد نیاز برای افزایش تولید نفت و گاز کمک کند. بازنگری در ساختارها و فرآیندهای مرتبط با پژوهش و فناوری و استقرار نظام نوآوری باز (ماده ۴) نیز زمینه را برای مشارکت گسترده‌تر شرکت‌های دانش‌بنیان در توسعه فناوری‌های پیشرفته فراهم می‌کند. این اقدامات می‌توانند به توسعه فناوری‌های ازدیاد برداشت و دستیابی به هدف افزایش تولید نفت از این طریق تا ۱۵% کل تولید کمک کنند.

تجاری‌سازی فناوری – در زمینه تجاری‌سازی فناوری، آیین‌نامه راهکارهای مهمی را ارائه کرده که می‌تواند به تحقق اهداف برنامه هفتم کمک کند. استانداردسازی محصولات دانش‌بنیان صنعت نفت و گاز (ماده ۱۴) می‌تواند به ارتقای کیفیت فرآورده‌های نفتی و دستیابی به هدف تولید ۷۵ درصد بنزین و نفت گاز با استاندارد یورو ۴ و بالاتر کمک کند. تأسیس مراکز ارزیابی فناوری و آزمایشگاه‌های مرجع (ماده ۱۵) نیز می‌تواند به ارزیابی دقیق و معتبر فناوری‌های جدید در حوزه پالایش و پتروشیمی کمک کند. این اقدامات می‌توانند در تحقق هدف افزایش ظرفیت پتروپالایش به میزان ۳۰۰ هزار بشکه در روز مؤثر باشند.

تکمیل حلقه‌های مفقوده زنجیره ارزش – آیین‌نامه با تمرکز بر تکمیل حلقه‌های مفقوده زنجیره ارزش، به دنبال تحقق اهداف برنامه هفتم در زمینه افزایش ارزش افزوده در صنعت نفت و گاز است. ظرفیت‌سازی برای تولید دانش فنی با قابلیت صدور (ماده ۱۳) می‌تواند به توسعه فناوری‌های بومی در حوزه‌های مختلف صنعت نفت کمک کند. بازنگری مصوبه تولید بار اول اقلام راهبردی و تحریمی نیز می‌تواند به تکمیل زنجیره تأمین تجهیزات و مواد مورد نیاز صنعت کمک کند. این اقدامات می‌توانند در تحقق هدف افزایش ظرفیت تولید محصولات پتروشیمی به ۱۳۱.۵ میلیون تن مؤثر باشند.

تامین مالی و پوشش ریسک – آیین‌نامه با ارائه راهکارهای متنوع برای تامین مالی و پوشش ریسک، زمینه را برای سرمایه‌گذاری گسترده در پروژه‌های توسعه‌ای فراهم می‌کند. استفاده از سازوکارهای قانون رفع موانع تولید رقابت‌پذیر (ماده ۶) و ضمانت تسهیلات دریافتی شرکت‌های دانش‌بنیان (ماده ۱۰) می‌تواند به تامین منابع مالی مورد نیاز برای پروژه‌های افزایش تولید نفت و گاز کمک کند. طراحی سازوکار بیمه‌ای نوین (ماده ۱۷) نیز می‌تواند ریسک استفاده از فناوری‌های جدید را کاهش دهد. این اقدامات می‌توانند در تحقق اهداف کمی برنامه هفتم مانند افزایش ظرفیت تولید نفت خام به ۴۴۵۰ هزار بشکه در روز مؤثر باشند.

طرح‌های پیشران –  آیین‌نامه با تعریف طرح‌های پیشران متعدد، مسیر روشنی را برای تحقق اهداف برنامه هفتم ترسیم کرده است. طرح‌هایی مانند افزایش ضریب بازیافت از طریق احیای چاه‌های غیرفعال و کم بازده، گسترش فعالیت‌های اکتشافی، و توسعه دانش‌های فنی حوزه تولید LNG مستقیماً با اهداف برنامه هفتم در زمینه افزایش تولید نفت و گاز و توسعه فناوری‌های پیشرفته همخوانی دارند. این طرح‌ها می‌توانند به تحقق اهداف کمی مانند افزایش تولید گاز خام به ۱۲۳۹ میلیون مترمکعب در روز کمک کنند.

نتیجه‌گیری –  آیین‌نامه حمایت از تولید، دانش‌بنیان و فناور و اشتغال‌آفرین در صنعت نفت، در مجموع می‌تواند به عنوان یک چارچوب اجرایی مناسب برای تحقق اهداف برنامه هفتم در حوزه نفت و انرژی عمل کند. این آیین‌نامه با جامعیت، تمرکز بر نوآوری و فناوری، توجه به زنجیره ارزش، ارائه حمایت‌های مالی و ریسکی، و انطباق با اهداف کمی برنامه هفتم، می‌تواند تا حد زیادی ترجمه سیاست‌گذاری‌های کلان این برنامه باشد. با این حال، برای اطمینان از انطباق کامل با سیاست‌گذاری‌های کلان برنامه هفتم، نیاز به تدقیق برخی جنبه‌ها مانند تعیین اهداف کمی دقیق‌تر، زمان‌بندی مشخص، سازوکارهای نظارتی قوی‌تر و ایجاد هماهنگی بین‌بخشی بیشتر وجود دارد. با اعمال این اصلاحات، آیین‌نامه می‌تواند به طور کامل و مؤثر در خدمت تحقق اهداف برنامه هفتم توسعه در حوزه نفت و انرژی قرار گیرد.

بررسی تطبیقی آیین‌نامه حمایت از تولید، دانش‌بنیان و فناور در صنعت آب و برق با اهداف برنامه هفتم توسعه: ارزیابی همسویی و راهکارهای تکمیلی

 آیین‌نامه حمایت از تولید، دانش‌بنیان و فناور و اشتغال‌آفرین در صنعت آب و برق، سندی راهبردی است که با هدف ارتقای توان فناورانه و نوآورانه این صنعت تدوین شده است. این آیین‌نامه با تمرکز بر پنج محور اصلی شامل توسعه زیست‌بوم نوآوری، تجاری‌سازی فناوری، تکمیل حلقه‌های مفقوده زنجیره ارزش، تامین مالی و پوشش ریسک، و تعریف طرح‌های پیشران، به دنبال ایجاد تحولی اساسی در ساختار فناورانه صنعت آب و برق کشور است.

اهداف و سیاست‌های کلیدی برنامه هفتم توسعه در حوزه آب و برق شامل افزایش ظرفیت نیروگاهی به ۱۲۴۴۸۵ مگاوات (شامل ۱۰۰۰۰ مگاوات نیروگاه تجدیدپذیر)، افزایش تولید برق به ۴۸۹۲۹۵ میلیون کیلووات ساعت، بهبود راندمان نیروگاه‌ها به ۴۴ درصد، کاهش تلفات شبکه به ۱۲ درصد، افزایش تبادلات برق با کشورهای منطقه به ۲۰۰۰۰ میلیون کیلووات ساعت، افزایش آب تامین شده از منابع مختلف، و بهبود بهره‌وری در مصرف آب است.

توسعه زیرساخت‌ها و حمایت‌های قانونی توسعه زیست‌بوم نوآوری –  آیین‌نامه با تأکید بر توسعه زیست‌بوم نوآوری، گام‌های مهمی در راستای تحقق اهداف فناورانه برنامه هفتم برداشته است. راه‌اندازی و تجهیز پارک علم و فناوری نیرو (ماده ۴) و راه‌اندازی کارخانه‌های نوآوری آب و آبفا و برق و انرژی (ماده ۹) می‌تواند به توسعه فناوری‌های پیشرفته در این حوزه‌ها کمک کند. حمایت از ایجاد واحدهای تحقیق‌وتوسعه و شتاب‌دهنده‌ها (ماده ۱۰) و مطالعه برای استقرار نظام نوآوری باز (ماده ۱۵) نیز زمینه را برای نوآوری‌های بیشتر فراهم می‌کند. این اقدامات می‌توانند به توسعه فناوری‌های مورد نیاز برای افزایش ظرفیت تولید برق و بهبود راندمان نیروگاه‌ها کمک کنند.

تجاری‌سازی فناوری –  در زمینه تجاری‌سازی فناوری، آیین‌نامه راهکارهای متنوعی ارائه کرده است. ایجاد سازوکارهای حمایتی مانند پوشش ریسک تجاری‌سازی، ارائه تسهیلات خطرپذیر، بیمه، و خرید تضمینی (ماده ۲) می‌تواند به تسریع فرآیند تجاری‌سازی فناوری‌های جدید کمک کند. اعطای حق بهره‌برداری علمی-پژوهشی به شرکت‌های دانش‌بنیان (ماده ۱۶) نیز انگیزه بیشتری برای تجاری‌سازی ایجاد می‌کند. این اقدامات می‌توانند در تحقق اهداف برنامه هفتم مانند توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر و بهبود بهره‌وری در مصرف آب مؤثر باشند.

تکمیل حلقه‌های مفقوده زنجیره ارزش – آیین‌نامه با تشویق مدیران و کارکنان به حمایت از زنجیره ارزش در تولید محصولات دانش‌بنیان (ماده ۲) و حمایت از ایجاد واحدهای تحقیق‌وتوسعه (ماده ۱۰)، به دنبال تکمیل حلقه‌های مفقوده زنجیره ارزش است. این اقدامات می‌توانند به توسعه فناوری‌های بومی در حوزه‌های مختلف صنعت آب و برق کمک کنند و در تحقق اهداف برنامه هفتم مانند کاهش تلفات شبکه و افزایش بهره‌وری در تولید و مصرف آب مؤثر باشند.

تامین مالی و پوشش ریسک – آیین‌نامه راهکارهای متنوعی برای تامین مالی و پوشش ریسک ارائه کرده است. افزایش سرمایه صندوق پژوهش و فناوری صنعت برق و انرژی (ماده ۵)، ایجاد زیرساخت بیمه محصولات فناورانه (ماده ۶)، و تخصیص بهینه تسهیلات خطرپذیر (ماده ۸) می‌توانند به تامین منابع مالی و کاهش ریسک پروژه‌های نوآورانه کمک کنند. اختصاص ۲% از درآمدهای شرکت‌های تابعه به برنامه‌های دانش‌بنیان (ماده ۱۴) نیز منابع مالی قابل توجهی برای این حوزه فراهم می‌کند. این اقدامات می‌توانند در تسریع اجرای پروژه‌های توسعه‌ای و دستیابی به اهداف کمی برنامه هفتم مؤثر باشند.

طرح‌های پیشران – آیین‌نامه طرح‌های پیشران متعددی را تعریف کرده که با اهداف برنامه هفتم همخوانی دارند. توسعه بهینه‌سازی آب و برق، ارتقای بهره‌وری در تولید و توزیع، توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر، ذخیره‌سازی انرژی، و هوشمندسازی صنعت آب و برق (ماده ۱۲) مستقیماً با اهداف برنامه هفتم مرتبط هستند. این طرح‌ها می‌توانند به تحقق اهداف کمی مانند افزایش ظرفیت نیروگاهی تجدیدپذیر و بهبود راندمان نیروگاه‌ها کمک کنند.

نتیجه‌گیری –  آیین‌نامه حمایت از تولید، دانش‌بنیان و فناور در صنعت آب و برق، در مجموع می‌تواند به عنوان یک چارچوب اجرایی مناسب برای تحقق اهداف برنامه هفتم در این حوزه عمل کند. این آیین‌نامه با جامعیت، تمرکز بر نوآوری و فناوری، توجه به زنجیره ارزش، ارائه حمایت‌های مالی و ریسکی، و تعریف طرح‌های پیشران منطبق با اهداف برنامه هفتم، می‌تواند تا حد زیادی ترجمه سیاست‌گذاری‌های کلان این برنامه باشد. با این حال، برای اطمینان از انطباق کامل با سیاست‌گذاری‌های کلان برنامه هفتم، موارد زیر باید مورد توجه قرار گیرند: تعیین اهداف کمی دقیق‌تر برای هر یک از حوزه‌های مورد نظر، ارائه زمان‌بندی مشخص برای اقدامات و طرح‌های پیشران، تعیین مکانیزم‌های دقیق‌تر برای نظارت و ارزیابی میزان تحقق اهداف، و ایجاد سازوکارهایی برای هماهنگی بیشتر میان بخش‌های مختلف صنعت آب و برق و سایر بخش‌های اقتصادی. با اعمال این اصلاحات، آیین‌نامه می‌تواند به طور کامل و مؤثر در خدمت تحقق اهداف برنامه هفتم توسعه در حوزه آب و برق قرار گیرد و زمینه را برای توسعه پایدار و فناورانه این صنعت حیاتی فراهم سازد.

چشم انداز تحول فناورانه صنعت انرژی ایران: الزامات و پیامدها

گزارش حاضر نقشه راه توسعه صنعت انرژی ایران در برنامه هفتم توسعه را با تمرکز بر نیازمندی های فناورانه مورد بررسی قرار می دهد. برنامه هفتم توسعه با هدف گذاری های بلندپروازانه ای در حوزه های مختلف انرژی شامل نفت، گاز، پتروشیمی، برق و آب، چشم انداز جامعی را برای ارتقای جایگاه ایران در بازارهای جهانی انرژی ترسیم کرده است. تحقق این اهداف که شامل افزایش چشمگیر ظرفیت تولید در بخش های مختلف، بهبود کیفیت محصولات، گسترش زنجیره ارزش، ارتقای بهره وری و تقویت دیپلماسی انرژی است، مستلزم بهره گیری گسترده از فناوری های پیشرفته و نوآورانه در تمام بخش های صنعت انرژی می باشد.

این گزارش با بررسی دقیق هر یک از بخش های صنعت انرژی، نیازمندی های فناورانه کلیدی برای دستیابی به اهداف برنامه هفتم را شناسایی و تشریح می کند. در بخش بالادستی صنعت نفت و گاز، فناوری هایی مانند روش های پیشرفته ازدیاد برداشت، فناوری های نوین اکتشاف و تصویربرداری مخازن، حفاری هوشمند و سیستم های مدیریت یکپارچه میادین مورد توجه قرار گرفته اند. در حوزه پایین دستی و صنایع پتروشیمی، بر فناوری های کاتالیستی پیشرفته، سیستم های کنترل هوشمند فرایندها، و فناوری های تولید محصولات با ارزش افزوده بالا تاکید شده است. در بخش برق، توسعه نیروگاه های با راندمان بالا، انرژی های تجدیدپذیر، شبکه های هوشمند و فناوری های مدیریت مصرف از اولویت های اصلی به شمار می روند. در حوزه آب نیز، فناوری های نوین استحصال، تصفیه، انتقال و مصرف بهینه آب مورد بررسی قرار گرفته اند.

علاوه بر شناسایی نیازمندی های فناورانه، گزارش به بررسی تطبیقی آیین نامه های حمایت از تولید دانش بنیان در صنایع نفت و نیرو با اهداف برنامه هفتم پرداخته است. یافته ها نشان می دهد که این آیین نامه ها با ارائه چارچوب های اجرایی برای توسعه زیست بوم نوآوری، تجاری سازی فناوری، تکمیل زنجیره ارزش، تامین مالی و پوشش ریسک، و تعریف طرح های پیشران، تا حد زیادی با اهداف کلان برنامه هفتم همسو هستند. با این حال، برای اثربخشی بیشتر، نیاز به تدقیق برخی جنبه ها مانند تعیین اهداف کمی دقیق تر، ارائه زمان بندی مشخص برای اجرای طرح ها، ایجاد سازوکارهای نظارتی قوی تر و تقویت هماهنگی بین بخشی در صنایع مختلف انرژی وجود دارد.

در نهایت، گزارش بر ضرورت تدوین یک نقشه راه ملی فناوری در حوزه انرژی، تقویت زیست بوم نوآوری و ایجاد هم افزایی میان صنعت، دانشگاه و شرکت های دانش بنیان تاکید می کند. موفقیت در این مسیر می تواند ضمن تحقق اهداف برنامه هفتم، زمینه را برای تبدیل ایران به قطب فناوری انرژی در منطقه فراهم سازد و جایگاه کشور را در بازارهای جهانی انرژی به طور چشمگیری ارتقا دهد.

[۱] Enhanced Oil Recovery (EOR

[۲] Improved Oil Recovery (IOR)

[۳] Advanced 3D Seismic

[۴] 4D Seismic

[۵] Remote Gravity Surveying

[۶] Airborne Magnetic Surveying

[۷] Advanced Seismic Data Processing and Interpretation

[۸] Electromagnetic Surveys

[۹] Extended Reach Drilling (ERD)

[۱۰] Directional drilling

[۱۱] Horizontal drilling

[۱۲] Hydraulic fracturing

[۱۳] Unconventional fields

[۱۴] Intelligent Fields (I-Field)

[۱۵] Fiber optic sensors

[۱۶] Smart multiphase flow meters

[۱۷] Supervisory Control and Data Acquisition systems (SCADA)

[۱۸] Aquifers

[۱۹] Salt domes

[۲۰] Advanced Process Control or APC systems

[۲۱] Value chain

[۲۲] Base monomers

[۲۳] Catalytic cracking

[۲۴] Steam cracking

[۲۵] Naphtha Cracking

[۲۶] Methanol to olefins (MTO)

[۲۷] Gas to propylene (GTP)

[۲۸] Slurry polymerization

[۲۹] Gas phase polymerization

[۳۰] Solution polymerization

[۳۱] Metallocene catalysts

[۳۲] Conversion processes

[۳۳] Isomerization

[۳۴] Oligomerization

[۳۵] Production Integrated Management Systems (PIMS)

[۳۶] Industrial Internet of Things (IIoT)

[۳۷] Advanced Process Control systems (APC)

[۳۸] Digital twins

[۳۹] Renewable power plant

[۴۰] Ultra-low emission

[۴۱] Flexible generation

[۴۲] Thermal Energy Storage power plants (TES)

[۴۳] Multijunction cells

[۴۴] Perovskite

[۴۵] Organic Solar Cells

[۴۶] Floating and Fixed Offshore Wind

[۴۷] Thermal Energy Storage power plants (TES)

[۴۸] Concentrated Solar Power plants (CSP)

[۴۹] Smart Grid

[۵۰] SCADA

[۵۱] Advanced Metering Infrastructure (AMI)

[۵۲] High Voltage Direct Current transmission lines (HVDC)

[۵۳] Flexible AC Transmission Systems (FACTS)

[۵۴] Voltage Source Converter (VSC)

[۵۵] Microgrid

[۵۶] Building Energy Management Systems (BEMS)

[۵۷] Factory Energy Management System (FEMS)

[۵۸] Demand Side Management systems (DSM)

[۵۹] Electric Vehicle charging infrastructure (EV)

[۶۰] Thermally insulated and heat-reflective walls

[۶۱] Ground Source Heat Pump (GSHP)

[۶۲] Air-to-Water Heat Pump (AWHP)

[۶۳] Air preheater

[۶۴] Variable Frequency Drive (VFD)

[۶۵] Advanced Internal Combustion Engine (AICE)

[۶۶] Induction cooktops

[۶۷] Flare gas recovery

[۶۸] Underground dams

[۶۹] Solar desalination plants

[۷۰] Fog Collector

[۷۱] Rainwater Harvesting

[۷۲] Artificial aquifer recharge

[۷۳] Aquifer Storage & Recovery

[۷۴] Membrane desalination plants

[۷۵] Membrane bioreactors (MBR)

[۷۶] Reverse osmosis

[۷۷] Variable Frequency Drives (VFD)

[۷۸] Pressure Reducing Valves (PRV)

[۷۹] Sensor-based Irrigation

[۸۰] Farm Management Information Systems (FMIS)

[۸۱] Partial Root-Zone Drying (PRD)

[۸۲] Climate-smart Irrigation

[۸۳] Decision Support Systems (DSS)

[۸۴] Decision Support Systems (DSS)

[۸۵] Oil product swap

[۸۶] High-pressure composite pipelines

[۸۷] Mini-LNG plants

[۸۸] Super & Ultra-High Voltage transmission lines

[۸۹] Regional Coordination Centers

[۹۰] Single Point Mooring buoys (SPM)

پژوهشگر حوزه انرژی