پایگاه تحلیلی خبری ایراسین؛ گسترش ناترازی‌های ساختاری در حوزه انرژی از یک‌سو و تشدید الزامات زیست‌محیطی بین‌المللی از سوی دیگر، رویکرد مدیریت در صنایع سنگین را با تحولی بنیادین مواجه کرده است. در این زیست‌بوم جدید، انرژی متغیری استراتژیک در تعیین تاب‌آوری عملیاتی و پایداری مالی بنگاه‌ها به شمار می‌رود. پاسخ به این دو چالش مهم، در گرو بازتعریف بازدهی ترمودینامیکی و بکارگیری پلتفرم‌های پیشرفته تولید انرژی نهفته است؛ راهکاری که مهار هدررفت انرژی را به یک مزیت رقابتی ملموس تبدیل می‌سازد. این گزارش تحلیلی با ارزیابی ابعاد فنی تکنولوژی سیکل ترکیبی، منطق اقتصادی و زیست‌محیطی پیاده‌سازی این فناوری را در زنجیره ارزش گروه فولاد مبارکه واکاوی می‌نماید.

سازوکار سیکل ترکیبی و ارتقای راندمان

نیروگاه‌های حرارتی سنتی (سیکل باز گازی) به دلیل ساختار ترمودینامیکی خود، بخش قابل‌توجهی از حرارت حاصل از احتراق را از طریق گازهای خروجی اگزوز با دمایی حدود ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد تلف می‌کنند. این هدررفت سیستماتیک، مرز بازدهی این واحدها را در محدوده ۳۵ تا ۳۸ درصد متوقف می‌سازد.

تکنولوژی سیکل ترکیبی با اتصال دو چرخه مجزا، این انرژی ازدست‌رفته را به مدار تولید بازمی‌گرداند:

• سیکل گازی (برایتون): سوخت فسیلی (گاز طبیعی) پس از ترکیب با هوای فشرده در محفظه احتراق می‌سوزد و توربین گازی را برای تولید مرحله اول برق به حرکت درمی‌آورد.

• بازیافت حرارت: گازهای داغ خروجی از اگزوز توربین گاز به جای تخلیه در اتمسفر، وارد بویلر بازیاب حرارت می‌شوند و آب را بدون نیاز به مصرف سوخت اضافی به بخار فوق‌گرم و پرفشار تبدیل می‌کنند.

• سیکل بخاری (رانکین): بخار تولیدشده، توربین بخار را به حرکت درآورده و مرحله دوم تولید الکتریسیته را محقق می‌سازد.

این هم‌افزایی ساختاری، راندمان کلی سیستم را به بیش از ۶۰ درصد ارتقا می‌دهد که مستقیماً به معنای تولید برق بیشتر با مصرف سوخت پایه کمتر است.

منطق زیست‌محیطی و الزام کاهش ردپای کربن

بازدهی بالای ترمودینامیکی مستقیما با شاخص‌های زیست‌محیطی، اجتماعی و حکمرانی در صنایع سنگین گره می‌خورد. در فرآیند تولید فولاد به روش احیای مستقیم و کوره قوس الکتریکی، برق سهم بالایی در بهای تمام‌شده و ردپای کربن محصول نهایی ایفا می‌کند.

تکنولوژی سیکل ترکیبی دو اثر زیست‌محیطی و اقتصادی همزمان ایجاد می‌کند:

• کاهش شدت انتشار دی‌اکسید کربن: به دلیل تولید حدود یک‌سوم از کل برق خروجی بدون سوزاندن سوخت جدید در بخش بخار، میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای به ازای هر مگاوات ساعت برق تولیدی به طور محسوسی افت پیدا می‌کند.

• صرفه‌جویی در مصرف منابع ملی گاز: ارتقای راندمان به معنای برداشت کمتر از ذخایر گاز طبیعی برای تولید میزان یکسان برق است که این مسئله در شرایط ناترازی سوخت در فصول سرد سال، ارزش راهبردی خلق می‌کند.

رویکرد فولاد مبارکه در احداث نیروگاه سیکل ترکیبی

گروه فولاد مبارکه به عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده فولاد مسطح در منطقه، برای مواجهه با ریسک قطعی‌های مکرر برق در فصل گرم و محدودیت‌های شبکه سراسری، استراتژی خودتأمینی انرژی را در دستور کار قرار داده است. احداث نیروگاه سیکل ترکیبی ۹۱۴ مگاواتی این مجتمع، نمونه‌ای شاخص از تطبیق با الزامات صنعتی روز محسوب می‌شود.

این اقدام را می‌توان از سه زاویه بررسی کرد:

پایداری خطوط تولید: خطوط احیای مستقیم، کوره‌های قوس الکتریکی و نورد گرم فولاد مبارکه به جریان برق پایدار نیاز دارند. افت فرکانس یا قطع ناگهانی برق، توقف‌های سنگین و آسیب به تجهیزات را به دنبال دارد. نیروگاه سیکل ترکیبی اختصاصی، حاشیه امنیت عملیاتی شرکت را در برابر نوسانات شبکه سراسری به‌طور محسوسی بالا می‌برد.

کاهش شدت کربن فولاد: توربین‌های کلاس F با راندمان بالا در این نیروگاه، شدت کربن برق مصرفی در چرخه تولید فولاد مبارکه را پایین می‌آورد. این موضوع برای حفظ توان صادراتی شرکت در برابر سازوکارهای بین‌المللی اهمیت زیادی دارد.

بهینه‌سازی هزینه‌های متغیر و بهره‌وری سوخت: راندمان بالای ۶۰ درصدی این نیروگاه، مصرف سوخت به ازای هر مگاوات ساعت برق را به‌شدت کاهش می‌دهد و بهای تمام‌شده برق در زنجیره تولید فولاد را پایین می‌آورد.

خودتأمینی انرژی الگویی ملی برای صنایع انرژی‌بر

آنچه اقدام فولاد مبارکه را از یک راه‌حل فنی متمایز می‌سازد، تبدیل انرژی از یک هزینه تحمیلی به یک مزیت رقابتی است. شرکت با درونی‌سازی تولید برق، سه ریسک کلیدی ناترازی شبکه، نوسانات هزینه سوخت و فشار الزامات زیست‌محیطی را هم‌زمان مهار کرده و آن‌ها را به منبعی برای خلق ارزش تبدیل نموده است. این تغییر رویکرد، هسته اصلی تمایز راهبردی فولاد مبارکه در صنعت فولاد منطقه به شمار می‌آید.

این الگو، پاسخی به یک مسئله ساختاری در اقتصاد ایران است. تجربه فولاد مبارکه نشان می‌دهد که خودتامینی انرژی می‌تواند به الگویی قابل تکرار برای صنایعی تبدیل شود که به جریان پایدار انرژی نیازمند هستند. با این حال، تعمیم این مدل به چند پیش‌شرط بستگی دارد. نخست، دسترسی پایدار به سوخت گاز و تضمین تامین آن در بلندمدت ضروری است. دوم، سرمایه‌گذاری اولیه سنگین در نیروگاه اختصاصی باید با تحلیل دقیق بازگشت سرمایه همراه باشد. سوم، چارچوب مقرراتی و قیمت‌گذاری انرژی باید به‌گونه‌ای تنظیم شود که تولید برق اختصاصی برای صنایع بزرگ توجیه اقتصادی داشته باشد. در نهایت، این اقدام نشان می‌دهد که پیوند میان فناوری انرژی و راهبرد صنعتی، تنها زمانی به مزیت رقابتی پایدار تبدیل می‌شود که شرایط نهادی و اقتصادی لازم نیز فراهم باشد.