انرژی الکتریکی تنها انرژی است که براحتی قابل انتقال بوده و به سادگی به سایر انرژی های مورد مصرف قابل تبدیل است. از نظر محیط زیست ، از پاک ترین انواع انرژی است و در زندگی آتی بشر به تدریج جایگزین انواع دیگر انرژی ها خواهد شد. 

 

هم اکنون شاهد هستیم که بزودی موتور های درون سوز که با سوخت فسیلی کار میکنند با موتور های الکتریکی جایگزین خواهند شد. نمونه آن تلاشی است که برای برقی کردن اتوموبیل ها در جریان است. 

 

البته تا کنون بیشترین منشاء انرژی برق همان سوخت های فسیلی بوده است. ولی تلاش های زیادی جهت جایگزینی انرژی های تجدید پذیر و پاک نظیر انرژی خورشیدی ، باد و امواج  ، به جای سوخت های فسیلی ، در جریان است. 

آنچه که خیلی مشخص است ، نیاز بشر به انرژی برق ، روز به روز بیشتر شده و زندگی ما در تمام ابعاد به آن وابسته تر میگردد. به طوریکه حتی،  تصور قطع برق  برای ساعتی، وحشت آفرین می‌گردد. 

 

 برای رساندن این برق به دست مصرف کننده ، نیاز به شبکه توزیع  و در نتیجه شبکه کابلي خواهیم داشت . 

آیا امکان دارد که در سال های آتی با تغييرات شدید تکنولوژی که در حال وقوع است ، سیستم های توزیع دستخوش تغیيرات اساسی شوند به طوری که دیگر نیازی به کابل های قدرت نباشد؟ 

جواب به این سوال اگرچه مشکل است ، و نمی‌توان با قاطعیت به آن جواب داد ، ولی بررسی  چشم انداز های موجود ، می‌تواند راه گشا باشد. 

 

یکی از چشم انداز های پیش رو انتقال انرژی از طریق امواج و بدون سیم است. 

 

تحقیقات دراین مورد از سالهای 1970 شروع شده است . انتقال انرژی از طریق امواج مایکرویو و یا لیزر امکان پذیر است ولی محدودیت و مشکلات خاص خود را دارد. هم اکنون پروژه هایی برای نصب نیروگاه های خورشیدی در خارج از جو ، و در مدار کره زمین ، و انتقال انرژی آن از طریق امواج ماکرویو به ایستگاه زمینی ، توسط ناسا در دست بررسی است. 

 

انتقال انرژی از طریق امواج ( مايكروويو و یا لیزر ) دارای محدودیت های زیادی می‌باشد  از جمله اینکه  دو ایستگاه فرستنده و گیرنده باید دید مستقیم داشته باشند.

 

دیگر اینکه باید توجه داشت که امواج الکترومغناطیس با شدت بیش از 1mW/cm²  برای موجودات زنده و محیط زیست می‌تواند خطرناک باشد. بنابراین انتقال انرژی در حجم زیاد نیاز به یک کانال وسیع انتقال خواهد داشت. 

 

مثلا برای یک نیروگاه خورشیدی  نصب شده در مدار زمین با توان 750 MW قطر آنتن فرستنده 1 کیلومتر و قطر آنتن گیرنده آن در زمین حدود 10 کیلومتر خواهد بود. همین محدودیت ها نشان میدهد که انتقال انرژی در سطح زمین از طریق امواج  هنوز  از فاز اجرایی بسیار فاصله دارد.

 

بسیاربعید به نظر میرسد که آنچه در صنعت مخابرات ، در مورد تلفن های همراه اتفاق افتاد و باعث از رونق افتادن کابل های مخابراتی مسی شد، برای کابل های قدرت پیش آید.  

 

 

 

 

یکی از چشم انداز های دیگر برای جایگزینی کابل های قدرت، کاربرد سوپر کانداکتور ها در این صنعت است. 

تحقیقات در این مورد نیز از سال 1970 شروع شده بود و ساخت آلیاژ های سوپر کانداکتیو ( ابر رسانا ) با مقاومت اهمی نزدیک به صفر در دهه 80 میلادی قرن بیستم عملی گردید .

 

در ابتدا امید های زیادی برای جایگزینی آنها با رسانا های مسی در صنعت کابلسازی به وجود آمد.  در صورت کار برد موفقیت آمیز این عنصر جدید، کلا صنعت کابلسازی می‌توانست دچار دگرگونی اساسی گردد. کابل های ابر رسانا قادر خواهند بود هزاران آمپر جریان برق را در یک رسانای با سطح مقطع بسیار کوچک ( با غلظت 100A/mm² )  هدایت کنند. 

 

 تحقیقات گسترده‌ای در بسیاری از شرکت های پیشرو در صنعت کابل ، طی 20 سال آخر قرن گذشته و دهه اول قرن 21 میلادی ، در زمینه بهبود شرایط بهره برداری از ابررسانا ها،  و رفع محدودیت از آنها،  در جریان بوده است.

 

متاسفانه پیشرفت در این زمینه آنطور که در ابتدا فکر می‌شد، عملی نشد.  نهایتا آلیاژ های ابررسانا ها که  دردرجه حرارتی کمتر از منفی 135 درجه سانتیگراد عملکرد خوبی دارند ،  در درجه حرارت بالا تر از آن ، قابلیت خود را از دست میدهند.  برای کابل های قدرت که در محیط های مختلف و با درجه حرارت های بالا ( بالاتر از محیط کاربری ) باید قادر به انتقال برق باشند ، این محدودیت کمی نیست.  

 

بنابراين تمامی کابل های ابر رسانا نیاز به یک تاسیسات خنک کننده دارند که قادر باشد دمای رسانای آنها را کمتر از منفی 135 درجه حفظ نماید.   تحقیقات در این چندین سال نشان داده که  به نظر نمیرسد این محدودیت قابل رفع باشد. 

 

ساخت کابل های با طول بلند(بیشتراز یک کیلومتر) و ایجاد محیطی با دمای منفی 135 درجه در تمام طول آن ، نه اقتصادی  و نه بدون چالش خواهد بود.  

به همین خاطر امروزه کابل های با رسانای سوپر کانداکتور در شرایط خاص و نهایتا طول های کوتاه ( حداکثر یک کیلومتر ) ساخته و مورد بهره برداری قرار میگیرند.  بنابراین حل سریع مسایل کابل های ابررسانا( سوپر کانداکتیو) و جایگزینی آنها بجای کابل های قدرت معمولی ،  خیلی بعید به نظرمی‌‌رسد. 

 

با توجه به موارد فوق و اینکه تا کنون هیچ ایده‌ای بجز ایده های فوق ، برای جایگزینی کابل های قدرت مسی( آلومینومی )  مطرح نیست . بنابراین هر موقع صحبت از افزایش مصرف برق شود، می‌توان با اطمینان ،  نیاز بیشتر به  کابل های قدرت را، نتیجه گرفت . 

 

 

 

و اما نگاهی گذرا به وضعیت آتی شبکه برق کشور 

_____________________________________________

 

هم اکنون مجموعه تاسیسات نیروگاهی نصب شده در ایران ، حدود 88 هزار مگا وات و پیک مصرف، نزدیک 60 هزار مگاوات می‌باشد. قطعی برق در تابستان سال گذشته و امسال ، نشان از 10 هزار مگاوات  کمبود تولید ، دارد. 

البته به دلیل ارزان بودن قیمت برق نسبت به سایر اقلام مصرفی ، مقداری از این کمبود كاذب است.   با واقعی تر شدن قیمت این کالا نسبت به سبد کالا های مصرفی ، انتظار می‌رود روند مصرف برق منطقی تر شده و نیاز کاذب که اکنون وجود دارد، حذف گردد. 

 

رشد مصرف برق در ایران طی سالهای 1388 الی 1398 ( بر اساس آمار وزارت نیرو ) بطور متوسط سالاته 4.2% بوده است. 

 

با توجه به اینکه هم اکنون روزانه 70 تا 80 میلیون لیتر بنزین برای سوخت اتومومبیل ها مصرف میگردد و چنانچه تا 20 سال دیگرفقط 50% این اتوموبیل ها برقی شوند ( با نظر محافظه انگارانه ) شبکه برق برای تامین آنها می‌بایست 15 هزار مگاوات دیگر ،  برق به تولیدات اضافه کند. ویا به عبارتی تاسیسات نصب شده میبایست حدود 25 هزار مگاوات افزایش ، فقط برای  این منظور،  داشته باشد. 

 

با این حساب میتوان انتظار داشت که تاسیسات شبکه برق تا 20 سال آینده باید به مقدار 225 هزار مگاوات افزایش یابد. این در شرایطی است که شرایط رشد اقتصادی کشور در حد پائین ده سال گذشته باقی بماند. با افزایش رشد اقتصادی و سرمایه گذاری های جدید مسلما رشد مصرف برق نیز افزایش خواهد یافت. 

 

رقم فوق بما میگوید طی 20 سال آینده تاسیسات برقی کشور حدود 2.5 برابر خواهد شد. و این خود بهترین گواه برای نیاز آتی شبکه برق به کابل های قدرت است. 

بنابراین آینده این صنعت بسیار روشن است  ولی تهدیدات آن  چیست ؟ 

ظاهرا به نظر میرسد که در کشور ما بیش از حد نیاز برای تولید سیم و کابل سرمایه گذاری شده است. همچنین ظاهرا در کشور ما نزدیک به 200 موسسه و شرکت به امر تولید سیم و کابل مشغول هستند.

ولی متاسفانه وقتی به آمار تولیدی مجموع آنها نگاه کنیم، متوجه خواهیم شد که جمع این تولیدات در کشور ما،  از تولید حتی یک کارخانه ، در مقیاس جهانی کمتر است.

 

برای مثال در همین منطقه خاورمیانه در کشور عربستان شرکت کابل ریاض Riyadh Cable Group Company (RCGC)  با پنج شرکت زیر مجموعه‌اش بیش از مجموع کل کابلسازی های ما تولید و فروش دارد.

این شرکت در سال 2020 بالغ بر 1.8 میلیارد دلار فروش کابل و خدمات داشته است. در صورتیکه ارزش کل تولیدات کابل کشور ما دراین سال بیش از 1.5 میلیارد دلار  نبوده است.

 

مجموع مس مصرفی کل کابلسازی های کشور در سال 99 حدود 100 هزارتن مس به علاوه حدود 60 هزارتن آلومینوم بوده است. البته به جز آلومینوم مصرف شده جهت خطوط هوائی .   

در صورتیکه من خود در سال 2000 ( حدود 22 سال پیش )  شاهد بودم که کارخانه کابلسازی LG کره که اکنون اسم آن LS Cable است ، بيش از 150 هزار تن مس به تنهائی مصرف میکرد.  یعنی 1.5 برابر کل مصرف امروز ما .

اجازه دهید معیاری ساده بیان کنم :   بطور معمول  در سطح جهانی به ازای هر نفر در شرکت های کابلسازی حدود 5 تا 6 تن مس در ماه تبدیل به کابل می‌شود. یعنی شرکتی که 100 نفر پرسنل دارد  حدود 600 تن مس در ماه تبدیل به کابل مينمايد . 

 

 لطفا این عدد را مقایسه فرمائید با مقدار تولید کارخانجات خود. ( تولید کنندگانی که بخشی از تولیداتشان با رسانای آلومینومی است، وزن آلومینوم مصرفی را می‌بایست ضربدر 3 نموده با وزن مس مصرفی جمع نمایند. ) .  طبق آماری که من دارم این عدد متاسفانه در ایران بطور متوسط حدود 1.5 تا 2 تن به ازای هر نفر است. یعنی 30% اشل جهانی آن ، چرآ؟ 

بررسی این نقطه ضعف در صنعت کابل جای بحث و گفتگوی بسیار دارد.

البته شرایط اقتصادی کشورو تنگنا های ایجاد شده بر اثر تحریم های ناجوانمردانه بین المللی در این امر بی تاثیر نیستتند. ولی همه مسئله این نیست . به عقیده نويسنده بخش زیادی از این پائین بودن راندمان تولیدی در سازمان های تولیدی ما، منشاء داخلی داشته  و یا به بیان دیگر ناشی از نحوه مدیریت این شرکت ها است.

 

بخش عمده‌ای از کارخانجات بزرگ کابلسازی ما در دهه 60 و حتی 70 هنوز دارای مدیریت دولتی بودند که ساختار تشکیلاتی آنها را بیمار گونه کرده بود. بخش خصوصی ما از سالهای 70 کم کم شکل گرفته ولی متاسفانه در این بخش خصوصی هم هنوز بسیاری ازساختارهای تشکیلاتی،   بشکل سنتی و یا خانوادگی اداره می‌شوند و هنوز مرز و تمایز بین مالکیت و مدیریت روشن نیست.

 

مدیران پرورش یافته ، حرفه‌ای ، آشنا با این صنعت و مجرب (سال ها کارکرده در این صنعت ) بسیار نادرند.  ارزیابی سیستم های مدیریتی حاکم بر صنعت کابلسازی موضوع بحثی بسیارجدی ای است که از حوصله این بحث خارج است . 

 

این موضوعی بسیار حیاتی است ، که باید هر چه سریعترتوسط مدیریت ارشد شرکت ها ، مورد توجه قرار گیرد.  قبل از اینکه همین امکان زیست  نیمه فعال نیز از ما سلب شود. 

 

سالها شرکت های کابلسازی به لطف سوبسید های مواد اولیه ( مس و پلیمر ) و ارز دولتی توانستند ارتزاق کنند. خوشبختانه و یا از دید بعضی متاسفانه این سوبسید ها چند سالی است که قطع شده است. ولی هنوز ما از سوبسید های پنهان دیگری نظیر انرژی ارزان و نیروی کار ارزان ، نسبت به رقبای منطقه‌ای خود، بهره می‌بریم .

با حذف ارز دولتی از کالاهای مصرفی و تصمیم دولت در متعادل سازی قیمت حامل های انرژی ، بزودی این سوبسید های پنهان نیز اثر خود را از دست می‌دهند. آن وقت صنعت ما با این راندمان پائین تولید  چطور می‌تواند با رقبای منطقه‌ای خود به رقابت ادامه دهد؟ 

 

قطعا از هم اکنون صدای خرد شدن استخوان شرکت هائي را میتوان شنیدکه به روش های سنتی خود سخت چسبیده‌اند و حاضر نيستند به مدیریت های علمی تن داده و راندمان تولید خود را بهبود بخشند .

به هوش باشيم !! 

 

 _____________________________________________________

تهديه و تدوين توسط :

كميته صنعت ، معدن و تجارت 

كانون مهندسين دانشكده فني دانشگاه تهران

سخنراني مهندس مسعود آسا ( برق ٥٤ ) ، عضو كميته صنعت ، معدن و تجارت كانون

در كنگره ساليانه صنعت سيم و كابل ايران ( تير ماه ١٤٠١ )