طبق گزارش چشم‌انداز بین‌المللی انرژی که در سال ۲۰۱۶ منتشر شد (IEO۲۰۱۶)، تولید برق در جهان تا سال ۲۰۴۰ معادل ۶۹ درصد افزایش خواهد یافت و از ۶/ ۲۱ تریلیون کیلووات ‌ساعت در سال ۲۰۱۲ به ۸/ ۲۵ تریلیون کیلووات ‌ساعت در سال ۲۰۲۰ و به ۵/ ۳۶ تریلیون کیلووات ساعت در سال ۲۰۴۰ می‌رسد. سیستم‌های برق، رو به توسعه هستند و از نیروگاه‌های کوچک به نیروگاه‌های بسیار بزرگ که در بازارهای بین‌المللی فعالیت می‌کنند تبدیل شده‌اند. رشد اقتصادی یکی از عوامل مهم در رشد تقاضای برق است. اگرچه رشد تولید ناخالص داخلی در جهان در سال ۲۰۱۶ که گزارش تهیه شد، سرعت پایینی در مقایسه با رشد اقتصادی جهان در دو دهه قبل از ۲۰۱۶ داشت، اما تقاضای برق همچنان رو به افزایش است و این افزایش به ویژه در اقتصادهای نوظهوری که عضو OECD نیستند (کشورهایی همچون هند و چین و ویتنام) کاملاً مشهود است. در سال ۲۰۱۲، تولید برق در کشورهایی که عضو OECD نیستند، به بیش از نصف تقاضای برق در جهان پاسخ می‌داد. اگر روند رشد اقتصادی در این کشورها ادامه یابد، سهم آنها در پاسخ‌دهی به تقاضای برق جهان تا سال ۲۰۴۰ به ۶۱ درصد افزایش می‌یابد (پیش‌بینی می‌شود که تولید برق کشورهایی که عضو OECD نیستند تقریباً دو برابر شود و از ۳/ ۱۱ تریلیون کیلووات ساعت در سال ۲۰۱۲ به ۳/ ۲۲ تریلیون کیلووات ساعتدر سال ۲۰۴۰ برسد).

تقاضا و تولید

به‌طور کلی، پیش‌بینی می‌شود که رشد تقاضای برق در کشورهای عضو OECD که در آنجا بازار برق به خوبی عمل می‌کند و الگوهای مصرف برق نیز به نسبت سایر نقاط جهان کارایی بیشتری دارند، در مقایسه با رشد تقاضای برق در کشورهایی که عضو OECD نیستند، کمتر باشد. پیش‌بینی می‌شود که تولید ناخالص داخلی OECD به اندازه دو درصد در سال افزایش یابد که بسیار کمتر از پیش‌بینی رشد ۲/ ۴درصدی تولید ناخالص داخلی کشورهایی است که عضو OECD نیستند. طبق پیش‌بینی گزارش منتشرشده از سوی چشم‌انداز بین‌المللی انرژی در سال ۲۰۱۶، تولید برق OECD از سال ۲۰۱۲ تا سال ۲۰۴۰ معادل ۳۸ درصد افزایش خواهد داشت و از ۲/ ۱۰ تریلیون کیلووات ساعت در سال ۲۰۱۲ به ۲/ ۱۴ تریلیون کیلووات ساعت در سال ۲۰۴۰ خواهد رسید.

پیش‌بینی‌های IEO۲۰۱۶ بازتاب‌دهنده این است که فعالیت‌های اقتصادی در سراسر جهان به شیوه‌ای پیش خواهد رفت که تقاضای برق را افزایش دهد. اگرچه نرخ رشد مصرف برق در مقایسه با نرخ رشد در GDP کمتر خواهد شد. از سال ۲۰۰۵ تا ۲۰۱۲، GDP جهان ۷/ ۳ درصد در سال افزایش یافت در حالی که تولید برق جهان ۲/ ۳ درصد در سال زیاد شد. در بسیاری از بخش‌های جهان، خط‌مشی‌هایی که با هدف بهبود کارایی در تولید، توزیع و مصرف برق اتخاذ شده‌اند، باعث خواهد شد که در آینده، شکاف میان رشد تقاضای برق و رشد GDP افزایش یابد. پیش‌بینی IEO۲۰۱۶ نشان می‌دهد که از سال ۲۰۱۲ تا ۲۰۴۰، تولید ناخالص داخلی جهان معادل ۳/ ۳ درصد در سال و تولید برق جهان معادل ۹/ ۱ درصد در سال افزایش یابد.

بسیاری از کشورها به ویژه کشورهایی که عضو OECD هستند، به دنبال اتخاذ سیاست‌ها و ایجاد مقرراتی هستند که فشار روی تولیدکنندگان برق را به منظور کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای افزایش دهند و در نظر دارند این کار را از طریق کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی انجام دهند. در نتیجه نقش زغال‌سنگ به عنوان سوخت غالب در نیروگاه‌های تولید برق در حال کاهش است. اصلاحات معناداری در خط‌مشی‌های بین‌المللی به منظور کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای انجام شده است که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: اینکه میزان تولید برق چین از منابع تجدیدپذیر به ۱۵ درصد برسد. همچنین اهداف «چارچوب انرژی اتحادیه اروپا در سال ۲۰۳۰» و تعهد هند به تولید برق از منابع تجدیدپذیر به‌طوری که مقدار آن از واحد مگاوات به گیگاوات برسد از جمله این برنامه‌ها است.

سهم منابع در تولید برق

الگوی مصرفی سوخت‌های اولیه که برای تولید برق در سرتاسر جهان استفاده می‌شود، طی دهه‌های گذشته تغییرات زیادی کرده است. زغال‌سنگ همچنان به عنوان پرمصرف‌ترین سوخت در تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما تغییرات چشمگیری در دیگر منابع تولیدکننده برق به چشم می‌خورد. تولید برق از انرژی هسته‌ای بین دهه ۱۹۷۰ تا ۱۹۸۰ به سرعت افزایش یافت و تولید برق همچنین از گاز طبیعی بعد از دهه ۱۹۸۰ به‌طور قابل توجهی رشد پیدا کرد. در این میان، تولید برق از نفت در اواخر دهه ۱۹۷۰ با افزایش ناگهانی قیمت نفت کاهش یافت که این امر تولیدکنندگان برق را به استفاده از منابع انرژی جایگزین تشویق کرد. در اوایل دهه ۲۰۰۰ تشدید نگرانی‌های مربوط به انتشار گازهای گلخانه‌ای و پیامدهای زیست‌محیطی حاصل از آن، گرایش به سوی توسعه منابع انرژی تجدیدپذیر را افزایش داد که این منابع، انتشار گاز CO۲ را در مقایسه با نفت و زغال‌سنگ به مقدار قابل توجهی کاهش می‌دهد. بر اساس گزارش چشم‌انداز بین‌المللی انرژی ۲۰۱۶ (IEO۲۰۱۶)، از بین منابع انرژی تولیدکننده برق، انرژی‌های تجدیدپذیر با افزایش سالانه به میزان ۹/ ۲ درصد در سال‌های ۲۰۱۲ تا ۲۰۴۰ سریع‌ترین رشد را دارند. از میان منابع مختلف تجدیدپذیر، ظرفیت تولید منابع غیرآبی هم در کشورهای عضو سازمان همکاری‌های اقتصادی و توسعه (OECD) و هم کشورهای غیرعضو OECD با بیشترین سرعت رشد می‌کند. انرژی تجدیدپذیر غیرآبی، پنج درصد از کل تولید برق جهان را در سال ۲۰۱۲ به خود اختصاص داده است که طبق برآورد چشم‌انداز IEO۲۰۱۶ این رقم در سال ۲۰۴۰ به ۱۴ درصد خواهد رسید. پس از منابع انرژی تجدیدپذیر، گاز طبیعی و انرژی هسته‌ای سریع‌ترین رشد را به عنوان منابع تولید برق دارند. تولید برق از گاز طبیعی در سال ۲۰۱۲ تا ۲۰۴۰، به‌طور میانگین سالانه ۷/ ۲ درصد افزایش می‌یابد و تولید برق از انرژی هسته‌ای ۴/ ۲ درصد در سال رشد می‌کند. با در نظر گرفتن رشد سالانه ۸/ ۰ درصد برای تولید برق از زغال‌سنگ، منابع تجدیدپذیر (از جمله منابع آبی و غیرآبی) تا سال ۲۰۴۰ در تولید برق از زغال‌سنگ پیشی می‌گیرد و به بزرگ‌ترین منبع انرژی برای تولید برق تبدیل می‌شود. الگو و چشم‌انداز تولید برق از زغال‌سنگ می‌تواند در آینده با اعمال سیاست‌های ملی یا توافق‌های بین‌المللی برای کاهش یا محدود کردن استفاده از آن تغییر یابد. در ادامه بر اساس گزارش IEO۲۰۱۶ به سهم منابع مختلف انرژی در تولید برق می‌پردازیم.

زغال‌سنگ

طبق گزارش IEO۲۰۱۶، زغال‌سنگ تا سال ۲۰۴۰ همچنان بزرگ‌ترین منبع انرژی برای تولید برق خواهد بود و پس از پایان زمان پیش‌بینی‌شده، منابع انرژی تجدیدپذیر در تولید برق گوی سبقت را از زغال‌سنگ خواهد ربود. زغال‌سنگ که ۴۰ درصد از کل تولید برق جهان را در سال ۲۰۱۲ به خود اختصاص داده است، در سال ۲۰۴۰ با کاهش چشمگیر به رقم ۲۹ درصد خواهد رسید. چین و هند به‌تنهایی ۶۹ درصد از رشد پیش‌بینی‌شده در سرتاسر جهان را در تولید زغال‌سنگ از آن خود کرده‌اند، در حالی که کشورهای عضو OECD همچنان به کاهش وابستگی خود به زغال‌سنگ در تولید برق ادامه می‌دهند. با اجرای طرح انرژی پاک (Clean Power Plan) در آمریکا، تولید زغال‌سنگ در این کشور تا سال ۲۰۳۰ به یک‌سوم خواهد رسید.

گاز طبیعی

مصرف گاز طبیعی در سراسر جهان برای تولید برق در سال‌های ۲۰۱۲ تا ۲۰۴۰ به‌طور متوسط ۷/ ۲ درصد در سال رشد می‌کند. طبق گزارش IEO۲۰۱۶، سهم گاز طبیعی در تولید برق از ۲۲ درصد در سال ۲۰۱۲ به ۲۸ درصد در سال ۲۰۴۰ خواهد رسید. در آمریکا، تولید گاز طبیعی به دلایلی همچون قیمت پایین و ویژگی مطلوب از نظر انتشار گاز گلخانه‌ای مورد حمایت قرار می‌گیرد. زیرا گاز طبیعی کمترین مقدار کربن را بین سوخت‌های فسیلی دارد. اگرچه احتراق گاز طبیعی مانند تمامی سوخت‌های فسیلی، گاز دی‌اکسید کربن منتشر می‌کند، اما مقدار آن تقریباً نیمی از دی‌اکسید کربن آزادشده از زغال‌سنگ است. علاوه بر این، تکنولوژی تولید گاز طبیعی کارایی بیشتری نسبت به تولید زغال‌سنگ در تولید برق دارد. بنابراین، گاز طبیعی می‌تواند در دستیابی به اهداف کاهش CO۲ برای بسیاری از کشورها مفید باشد.

نفت و سایر سوخت‌های مایع

بر اساس گزارش IEO۲۰۱۶، استفاده از نفت و سایر سوخت‌های مایع برای تولید برق به‌طور مداوم در حال کاهش است. سهم تولید برق جهانی از سوخت‌های مایع از پنج درصد در سال ۲۰۱۲ به دو درصد در سال ۲۰۴۰ کاهش می‌یابد. با وجود کاهش قیمت نفت در سال‌های اخیر، انتظار می‌رود که قیمت نفت در بلندمدت سیر صعودی داشته باشد. در نتیجه، سوخت‌های مایع در مقایسه با سایر سوخت‌های مورد استفاده در تولید برق به عنوان یک گزینه گران‌قیمت باقی می‌مانند. بین مناطق مختلف، بیشترین کاهش قابل توجه در استفاده از نفت در تولید برق، برای خاورمیانه، مکزیک و ژاپن پیش‌بینی ‌شده است زیرا سیاستگذاری‌های این مناطق در راستای حذف نفت در بخش‌های تولیدی برق است.

انرژی‌های تجدیدپذیر

یکی از علل افزایش عرضه برق در جهان، توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر است و بر اساس گزارش IEO۲۰۱۶ سریع‌ترین رشد را در تولید برق دارد. به‌طوری که سهم منابع تجدیدپذیر در تولید برق جهان در سال ۲۰۱۲ از ۲۲ درصد در سال ۲۰۱۲ به ۲۹ درصد در سال ۲۰۴۰ افزایش می‌یابد. انرژی خورشیدی سریع‌تر از دیگر منابع تجدیدپذیر در جهان رشد کرده است که به‌طور متوسط به میزان ۳/ ۸ درصد در سال افزایش می‌یابد. الگوی رشد تولید برق از منابع تجدیدپذیر بین کشورهای عضو OECD و کشورهای غیرعضو OECD از دو جهت متفاوت است: میزان نسبی تولید برق از انرژی‌های تجدیدپذیر غیرآبی و افزایش ظرفیت برق‌آبی. کشورهای غیرعضو OECD در استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر غیرآبی به منظور تولید برق تا پایان سال ۲۰۴۰ نسبت به کشورهای OECD پیشی می‌گیرند. تولید خالص کشورهای عضو OECD از انرژی‌های تجدیدپذیر غیرآبی ۳/ ۲ تریلیون کیلووات در ساعت است که این رقم برای کشورهای غیرعضو به ۸/ ۲ تریلیون کیلووات در ساعت رسیده است. علت این تفاوت ابتدا به اهداف بلندپروازانه کشورهایی نظیر هند و چین در حوزه انرژی خورشیدی برمی‌گردد. پتانسیل توسعه برق‌آبی در کشورهای عضو OECD بسیار کمتر از کشورهای غیرعضو OECD است، زیرا اکثر منابع ممکن از نظر اقتصادی در کشورهای عضو OECD از قبل توسعه یافته‌اند. در مقابل، بزرگ‌ترین پتانسیل رشد در تولید انرژی تجدیدپذیر در کشورهای OECD مربوط به منابع غیرآبی مانند باد و خورشید است. بسیاری از کشورهای OECD مخصوصاً کشورهای اروپایی، سیاست‌هایی را اتخاذ کرد که از ساخت امکانات لازم برای تولید برق از انرژی باد و دیگر منابع غیرآبی تجدیدپذیر  حمایت می‌کند.

انرژی هسته‌ای

تولید برق جهانی از انرژی هسته‌ای از ۳/ ۲ تریلیون کیلووات در ساعت در سال ۲۰۱۲ به ۵/ ۴ تریلیون کیلووات در ساعت در سال ۲۰۴۰ افزایش می‌یابد. نگرانی‌های مربوط به امنیت انرژی و محدود کردن انتشار گازهای گلخانه‌ای سبب توسعه ظرفیت هسته‌ای شده است. پس از فاجعه هسته‌ای در فوکوشیمای ژاپن، به‌رغم مخالفت‌های عمومی دو نیروگاه هسته‌ای تحت استانداردهای ایمنی جدید دوباره شروع به کار کردند. در اروپا، آلمان اگرچه از مصرف سوخت‌های فسیلی در تولید فاصله گرفته و به سوی منابع پاک حرکت می‌کند اما نیروگاه‌های هسته‌ای خود را تا سال ۲۰۲۲ تعطیل کرده است. برخلاف تحولات در کشورهای OECD، تولید برق از انرژی هسته‌ای در آسیا به‌طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد و رشد چشمگیری برای چین و هند پیش‌بینی شده است. علاوه بر این، افزایش قابل توجهی در ظرفیت‌های هسته‌ای برای خاورمیانه پیش‌بینی می‌شود.

58

 

59