بحران آب پشت دیوار نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌ها/ صنعت انرژی چقدر آب مصرف می‌کند؟
به گزارش خبرنگار انرژی تابناک، بحران آب ایران فقط در سد‌های کم‌آب، افت سفره‌های زیرزمینی یا محدودیت مصرف شهروندان خلاصه نمی‌شود. بخشی از آب در فرآیند‌های صنعتی مصرف می‌شود که بدون آنها تولید برق، پالایش نفت و فعالیت مجتمع‌های پتروشیمی امکان‌پذیر نیست؛ از خنک‌کاری نیروگاه‌ها و تولید بخار گرفته تا شست‌وشوی تجهیزات، فرایند‌های پالایش و تصفیه محصولات.
پژوهش‌های علمی از تفاوت چشمگیر مصرف آب میان فناوری‌های تولید برق و ظرفیت قابل‌توجه کاهش مصرف در پالایشگاه‌ها حکایت دارند؛ مسئله‌ای که در مناطق دچار تنش آبی، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. اینکه صنعت انرژی ایران در مجموع چقدر آب مصرف می‌کند را نمی‌توان به یک عدد ساده محدود کرد. نیروگاه برق، پالایشگاه نفت، مجتمع پتروشیمی و تأسیسات بالادستی نفت و گاز الگو‌های متفاوتی از مصرف آب دارند. بخشی از آب برداشت‌شده ممکن است به محیط بازگردد و بخشی دیگر در فرایند‌هایی مانند تبخیر از دسترس خارج شود.
بیشتر بخوانید:
زمستان، آزمون سخت وزرای حوزه انرژی!
افزون بر این، مصرف آب در تولید برق با مصرف آب در استخراج و فرآوری سوخت یکسان نیست و جمع‌زدن آمار این بخش‌ها بدون بررسی هم‌پوشانی و روش محاسبه، می‌تواند تصویری نادرست از وضعیت کشور ایجاد کند.
بررسی مطالعات منتشرشده درباره ایران نشان می‌دهد که دست‌کم در بخش تولید برق و پالایش نفت، هم تفاوت‌های جدی میان فناوری‌ها وجود دارد و هم ظرفیت‌هایی برای کاهش مصرف آب شناسایی شده است. با این حال، تبدیل این ظرفیت‌ها به نتیجه واقعی نیازمند انتشار آمار عملکرد واحد‌های صنعتی است.
تفاوت چشمگیر مصرف آب در تولید برق
نیروگاه‌های حرارتی برای تولید برق به دفع حرارت نیاز دارند و نوع سامانه خنک‌کاری آنها بر میزان آب موردنیاز اثر می‌گذارد. در سامانه‌های خنک‌کاری تر، بخشی از آب به‌ویژه از طریق تبخیر مصرف می‌شود؛ در حالی که سامانه‌های خنک‌کاری خشک عمدتاً از هوا برای دفع حرارت استفاده می‌کنند و می‌توانند نیاز به آب را کاهش دهند. البته خنک‌کاری خشک ممکن است هزینه سرمایه‌گذاری را افزایش دهد و در دمای بالای هوا بر راندمان تولید اثر بگذارد.
مطالعه‌ای که در اکتبر ۲۰۲۵ در نشریه علمی ساینتفیک ریپورتز منتشر شده، شدت مصرف آب تعدادی از نیروگاه‌های ایران را با استفاده از داده‌های دوره ۲۰۰۷ تا ۲۰۱۷ بررسی کرده که نتایج این پژوهش نشان می‌دهد اختلاف مصرف آب به ازای تولید برق، میان نیروگاه‌های مختلف قابل‌توجه است.
| ردیف | نیروگاه یا گروه نیروگاهی | نوع نیروگاه | شدت مصرف آب (مترمکعب به ازای هر مگاوات‌ساعت) |
|---|---|---|---|
| ۱ | رامین | بخاری | ۲٫۰۴ |
| ۲ | نکا | بخاری | ۲٫۶۵ |
| ۳ | بندرعباس | بخاری | ۲٫۴۹ |
| ۴ | مفتح | بخاری | ۲٫۰۰ |
| ۵ | نیشابور | سیکل ترکیبی | ۰٫۱۸ |
| ۶ | قم | سیکل ترکیبی | ۱٫۱۸ |
| ۷ | گیلان | سیکل ترکیبی | ۱٫۳۳ |
| ۸ | منتظر قائم | سیکل ترکیبی | ۱٫۴۵ |
اهمیت انتشار آمار به‌روز مصرف آب نیروگاه‌ها
این مقایسه نشان می‌دهد که در نمونه‌های بررسی‌شده، شدت مصرف آب در برخی نیروگاه‌های بخاری و سیکل ترکیبی با خنک‌کاری تر، چند برابر نیروگاه‌های سیکل ترکیبی با شدت مصرف پایین‌تر است. پژوهش، شدت مصرف حدود ۰.۱۸ مترمکعب به ازای هر مگاوات‌ساعت را برای چند نیروگاه سیکل ترکیبی گزارش می‌کند و مصرف بالاتر برخی واحد‌ها را به استفاده از فناوری خنک‌کاری‌تر مرتبط می‌داند.
این اختلاف، اهمیت فناوری و شرایط بهره‌برداری را نشان می‌دهد؛ اما به‌تنهایی ثابت نمی‌کند که همه نیروگاه‌های یک گروه، در تمام شرایط عملکرد یکسانی دارند. شدت مصرف واقعی به نوع تجهیزات، دمای محیط، میزان تولید، کیفیت آب و شیوه بهره‌برداری وابسته است. همین مطالعه، متوسط مصرف سالانه آب نیروگاه رامین را در دوره ۲۰۰۷ تا ۲۰۱۷ حدود ۲۲.۴ میلیون مترمکعب و نیروگاه نکا را حدود ۲۶.۵ میلیون مترمکعب برآورد کرده است. برای نیروگاه بندرعباس رقم ۱۶.۳ میلیون مترمکعب و برای نیروگاه مفتح حدود ۹ میلیون مترمکعب در سال گزارش شده است.
این ارقام، داده‌های تاریخی‌اند و نمی‌توان آنها را بدون دریافت اطلاعات جدیدتر، مصرف قطعی این نیروگاه‌ها در سال‌های ۱۴۰۳ یا ۱۴۰۴ دانست. با این حال، بزرگی ارقام تاریخی نشان می‌دهد که چرا انتشار آمار به‌روز مصرف آب نیروگاه‌ها، به‌ویژه در مناطق دارای محدودیت منابع آبی، اهمیت دارد.
مصرف آب در فرایند‌های پنهان تولید سوخت
در پالایشگاه‌های نفت، آب فقط برای خنک‌کاری تجهیزات استفاده نمی‌شود. تولید بخار، برخی فرایند‌های جداسازی و پالایش، شست‌وشوی تجهیزات و تأمین نیاز‌های جانبی نیز به آب وابسته‌اند. نوع نفت خام، فناوری پالایش، کیفیت محصول نهایی و طراحی شبکه آب و فاضلاب، بر مقدار آب موردنیاز اثر می‌گذارند.
مطالعه‌ای منتشر شده در سال ۲۰۲۴ در مجله منابع آب و صنعت(Water Resources and Industry)، امکان کاهش مصرف آب شیرین در یک پالایشگاه ایرانی را با استفاده از روش «تحلیل پینچ آب» بررسی کرده است. در این روش، جریان‌های مختلف آب و پساب از نظر کیفیت و امکان استفاده مجدد ارزیابی می‌شوند تا مشخص شود چه مقدار آب تازه را می‌توان با بازچرخانی جایگزین کرد.
ضرورت ارائه اطلاعات قابل اتکا درباره صنعت پالایش ایران
نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که در سناریو‌های مدل‌سازی‌شده، مصرف آب شیرین می‌توانست حدود ۷۹ مترمکعب در ساعت، معادل تقریباً ۴۵ درصد یا در سناریوی دیگر حدود ۹۹ مترمکعب در ساعت، معادل تقریباً ۵۶ درصد، کاهش یابد. این سناریو‌ها همچنین کاهش تولید پساب روغنی و بهداشتی را در محدوده ۳۱ تا ۵۲ مترمکعب در ساعت برآورد کرده‌اند.
این اعداد، صرفه‌جویی بالقوه در یک مطالعه موردی‌اند؛ نه آمار عملکرد همه پالایشگاه‌های کشور و نه اثبات اینکه این میزان کاهش در عمل محقق شده، با این حال یافته‌ها نشان می‌دهد که کاهش نیاز به آب تازه فقط به ساخت تجهیزات جدید وابسته نیست و بازطراحی شبکه مصرف، جداسازی جریان‌های پساب و استفاده مجدد از آب در فرایند‌های سازگار نیز می‌تواند مؤثر باشد.
برای تبدیل این ظرفیت به اطلاعات قابل اتکا درباره صنعت پالایش ایران، لازم است شرکت‌های بهره‌بردار میزان آب تازه مصرفی، حجم پساب تولیدشده، سهم بازچرخانی و نتایج پروژه‌های کاهش مصرف را به تفکیک پالایشگاه و سال منتشر کنند.
پتروشیمی و زنجیره نفت و گاز؛ چرا یک عدد ملی کافی نیست؟
پتروشیمی‌ها و تأسیسات فرآوری نفت و گاز نیز در زنجیره انرژی قرار دارند، اما نمی‌توان میزان مصرف آب آنها را بدون تفکیک فرایند‌ها با مصرف نیروگاه‌ها یا پالایشگاه‌ها جمع کرد. نوع محصول، مقیاس تولید، فناوری مورد استفاده و روش تأمین آب، از عوامل تعیین‌کننده در مصرف این واحدهاست.
در این بخش باید میان آب موردنیاز برای تولید محصول، آب مصرفی در سامانه‌های خنک‌کاری، آب مورد استفاده برای تولید بخار و آب ورودی به واحد‌های تصفیه فاضلاب تفاوت گذاشت. همچنین ممکن است آب در چند مرحله از یک زنجیره صنعتی استفاده شود؛ بنابراین، جمع‌زدن ارقام واحد‌های مختلف بدون بررسی احتمال دوباره‌شماری می‌تواند نتیجه را مخدوش کند.
پژوهش‌های مربوط به پساب مجتمع‌های پتروشیمی در ایران نیز نشان می‌دهند که کیفیت خروجی صنعتی باید به‌صورت دقیق بررسی شود. پساب یک واحد صنعتی صرفاً به دلیل تصفیه‌شدن، الزاماً برای استفاده مجدد در همه فرایند‌ها مناسب نیست؛ برخی کاربرد‌ها به تصفیه تکمیلی برای کنترل شوری، مواد آلی یا سایر آلاینده‌ها نیاز دارند. در نتیجه، ارزیابی مصرف آب در زنجیره نفت، گاز و پتروشیمی باید هم حجم آب ورودی و هم کیفیت و سرنوشت آب خروجی را در نظر بگیرد. بدون چنین تفکیکی، نه میزان فشار بر منابع آب مشخص می‌شود و نه می‌توان سهم واقعی بازچرخانی را ارزیابی کرد.
ظرفیت ملی در برابر نیاز صنایع
یکی از راه‌های کاهش برداشت از منابع متعارف، استفاده از پساب تصفیه‌شده شهری و صنعتی است. این گزینه، به‌ویژه در مناطقی که واحد‌های صنعتی در نزدیکی تصفیه‌خانه‌ها قرار دارند، می‌تواند بخشی از نیاز آب فرایندی یا خنک‌کاری را تأمین کند؛ البته به شرط تناسب کیفیت پساب با مصرف موردنظر و توجیه‌پذیری هزینه انتقال و تصفیه تکمیلی.
بر اساس اظهارات یکی از مسئولان شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور، روزانه حدود ۶.۳ میلیون مترمکعب فاضلاب در بیش از ۳۰۰ شهر و روستا جمع‌آوری و تصفیه می‌شود. در این گزارش، تعداد تأسیسات تصفیه فاضلاب ۳۲۲ واحد اعلام شده و سهم صنعت از پساب تولیدی، بسیار اندک توصیف شده است.
این آمار، ظرفیت کلی تصفیه فاضلاب کشور را نشان می‌دهد؛ اما مشخص نمی‌کند چه میزان از پساب تصفیه‌شده در دسترس صنایع انرژی قرار دارد، چه حجمی به نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌ها تحویل می‌شود و این مقدار چه سهمی از کل آب مورد نیاز آنها را تشکیل می‌دهد.
برای سنجش نتیجه واقعی، باید میان ظرفیت اسمی تصفیه‌خانه، حجم پساب قابل استفاده، مقدار قراردادی و حجم واقعی تحویل‌شده به صنعت تفاوت گذاشت. علاوه بر این، باید مشخص شود استفاده از پساب تا چه میزان باعث کاهش برداشت آب سطحی، زیرزمینی یا شبکه شهری شده است. صرف اعلام اجرای یک طرح انتقال پساب، به‌تنهایی اثبات‌کننده کاهش فشار بر منابع آب نیست.
عملکرد صنایع چطور باید سنجیده شود؟
آیین‌نامه اجرایی جزء ۱ بند «ب» ماده ۳۹ قانون برنامه هفتم پیشرفت، به استفاده صنایع آب‌بر از آب‌های متعارف و نامتعارف می‌پردازد. در ضوابط مربوط به سال نخست اجرای آیین‌نامه، واحد‌های صنعتی، معدنی، نفت، گاز، پتروشیمی و تولید انرژی و برق با مصرف بیش از ۳۰۰ هزار مترمکعب در سال در شمار واحد‌های آب‌بر قرار گرفته‌اند.
این چارچوب قانونی، مدیریت آب صنایع بزرگ را به موضوعی قابل پیگیری تبدیل می‌کند؛ اما وجود قانون یا تعیین تکلیف برای استفاده از منابع نامتعارف، به‌خودی‌خود نشان‌دهنده کاهش مصرف آب متعارف نیست. نتیجه اجرای مقررات باید با آمار برداشت واقعی، سهم پساب در تأمین نیاز، میزان بازچرخانی و تغییرات مصرف هر واحد سنجیده شود. انتشار منظم این شاخص‌ها می‌تواند مشخص کند که آیا سیاست‌های مدیریت آب به کاهش واقعی برداشت منجر شده‌اند یا صرفاً در سطح برنامه و تعهد باقی مانده‌اند.
کمبود آمار یکپارچه برای امکان مقایسه
بررسی منابع علمی و اطلاعات عمومی نشان می‌دهد که برای برخی نیروگاه‌ها داده‌های مشخصی از شدت مصرف آب وجود دارد و درباره یک پالایشگاه ایرانی نیز ظرفیت کاهش مصرف آب با روش‌های فنی برآورد شده است. اما این داده‌ها، به‌تنهایی پاسخگوی پرسش درباره کل مصرف آب صنعت انرژی ایران نیستند.
برای محاسبه یک رقم ملی قابل دفاع، باید آمار نیروگاه‌های حرارتی، پالایشگاه‌های نفت، مجتمع‌های پتروشیمی و دیگر واحد‌های مرتبط، با سال آماری مشخص و تعاریف یکسان گردآوری شود. سپس باید روشن باشد که ارقام از برداشت آب حکایت دارند یا مصرف خالص؛ آیا آب برگشتی و بازچرخانی‌شده در آنها لحاظ شده؛ آیا مصرف آب در بخش‌های مختلف زنجیره سوخت دوباره‌شماری می‌شود یا خیر.
در نبود چنین مجموعه‌ای، اعلام یک عدد کلی برای کل صنعت انرژی می‌تواند بیش از آنکه واقعیت را روشن کند، به برداشت نادرست از مقیاس مصرف منجر شود. از همین رو، انتشار داده‌های تفکیک‌شده و قابل راستی‌آزمایی، بخشی از پاسخ به مسئله مدیریت آب در این بخش است.
مطالبه مشخص از وزارت نیرو و وزارت نفت
برای روشن‌شدن سهم صنعت انرژی از فشار بر منابع آب کشور، وزارت نیرو، شرکت‌های تولید برق، وزارت نفت و بهره‌برداران پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها باید اطلاعات زیر را به تفکیک واحد و سال منتشر کنند:
- حجم برداشت آب از منابع سطحی، زیرزمینی، شبکه شهری و پساب تصفیه‌شده.
- میزان مصرف خالص و حجم آب بازگشتی به محیط یا شبکه.
- شدت مصرف آب به ازای هر مگاوات‌ساعت برق یا هر واحد محصول.
- نوع فناوری خنک‌کاری و تغییرات آن در سال‌های اخیر.
- حجم پساب تولیدی، سهم آب بازچرخانی‌شده و میزان واقعی استفاده از پساب شهری.
- محل استقرار واحد و وضعیت منبع یا حوضه آبریز تأمین‌کننده آن.
- میزان صرفه‌جویی واقعی حاصل از طرح‌های بهینه‌سازی، در مقایسه با خط مبنای پیش از اجرای طرح.
این اطلاعات امکان می‌دهد مصرف آب صنایع انرژی در کنار وضعیت منابع محلی سنجیده شود و تفاوت میان وعده‌های صرفه‌جویی و نتایج واقعی مشخص شود.
سنجش صنعت انرژی با شاخص آب
نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها و مجتمع‌های پتروشیمی برای ادامه فعالیت به آب نیاز دارند؛ اما میزان این نیاز ثابت نیست و به فناوری، شرایط اقلیمی، نوع محصول و شیوه مدیریت آب وابسته است. داده‌های تاریخی نیروگاه‌های ایران تفاوت مصرف میان واحد‌ها را نشان می‌دهند و یک مطالعه موردی در صنعت پالایش نیز از امکان کاهش قابل‌توجه مصرف آب شیرین از طریق بازچرخانی و اصلاح فرایند حکایت دارد.
با این حال، هنوز برای پاسخ دقیق به این پرسش که کل صنعت انرژی ایران در یک سال مشخص چه میزان آب برداشت و مصرف می‌کند، باید آمار تازه و هم‌سنخ واحد‌های مختلف در دسترس باشد. تا آن زمان، ارقام مربوط به چند نیروگاه یا یک پالایشگاه نمی‌توانند جایگزین آمار ملی شوند.
در شرایط تنش آبی، ارزیابی عملکرد صنعت انرژی نباید تنها بر ظرفیت تولید برق، میزان پالایش نفت یا حجم تولید محصولات پتروشیمی متکی باشد. شدت مصرف آب، سهم پساب، میزان بازچرخانی و فشار بر منابع محلی نیز باید در کنار شاخص‌های تولید قرار گیرند. معیار نهایی، نه صرفاً اعلام برنامه‌های مدیریت آب، بلکه کاهش قابل‌اندازه‌گیری برداشت از منابع متعارف و انتشار داده‌هایی است که امکان بررسی مستقل این کاهش را فراهم می‌کنند.
