(1 رأی، میانگین: 4,00 از 5)
در حال بررسی...عملیات تعمیر و نگهداری نیروگاه‌ها
با فرسوده‌شدن زیرساخت‌های نیروگاه‌ها، افزایش تقاضا و تغییرات گسترده ناشی از برق‌رسانی سریع، عملیات تعمیر و نگهداری به شکلی جدید تعریف می‌شود تا چالش‌های بی‌سابقه را مدیریت کرده و فرصت‌های جدید را به دست آورد. در دسامبر ۲۰۲۴، شرکت برق آمریکای شمالی موسوم به NERCکه به‌عنوان سازمان مسئول تامین برق این منطقه تعیین شده، ارزیابی هشداردهنده‌ای از چشم‌انداز بخش برق برای دهه آینده منتشر کرد. طبق این گزارش، بیش از نیمی از آمریکای شمالی ممکن است با خطر کمبود برق مواجه شوند.
این وضعیت با از رده خارج‌شدن سریع ۷۸ گیگاوات ظرفیت سوخت فسیلی قدیمی تشدید می‌شود. علاوه بر این، پیشرفت کند در اضافه‌شدن منابع جدید به شبکه، بر چالش‌ها افزوده است. در همین حال، پیش‌بینی می‌شود تقاضای برق در دهه آینده ۱۵ درصد افزایش یابد که ناشی از برق‌رسانی سریع، رشد صنعتی و نیازهای فزآینده انرژی در اقتصاد مبتنی بر داده است.
در این زمینه، ناوگان موجود منطقه نقش بسیار مهمی ایفا خواهد کرد و بر اهمیت اجرای صحیح عملیات تعمیر و نگهداری آن‌ها تاکید می‌شود. با این حال، شرکت NERC همچنین به خاموشی‌های اجباری به‌عنوان یک نگرانی مهم برای بخش برق اشاره کرده‌است. بنابر اعلام این سازمان، خاموشی‌های برنامه‌ریزی‌نشده که ناشی از خرابی تجهیزات، عملیات تعمیر و نگهداری نامتناسب و کمبود منابع هستند، خطرات قابل‌توجهی برای قابلیت‌اطمینان شبکه به‌ویژه در زمان وقوع رویدادهای شدید آب‌و‌هوایی به همراه دارند. بدون به‌کارگیری روش‌های لازم در عملیات تعمیر و نگهداری، این مشکلات می‌توانند توان شبکه برای پاسخگویی به تقاضای فزآینده را بیشتر تضعیف کنند، به‌خصوص از آنجا که اوج مصرف در زمستان در حال پیشی‌گرفتن از اوج مصرف در تابستان است.
با این وجود، حوزه عملیات تعمیر و نگهداری خود به‌سرعت در حال تحول است تا به پیچیدگی‌ها و انتظارات جدیدی که از این تغییرات سریع ناشی شده‌اند، پاسخ دهد. بنابر اعلام شرکت راه‌حل‌های نیروگاهیIHI ، عملیات تعمیر و نگهداری در گذشته به‌عنوان یک وظیفه تجاری ساده مطرح بود که به‌صورت داخلی توسط شرکت‌های خدمات‌رسان برق مدیریت می‌شد. این حوزه در دهه ۱۹۹۰ دچار دگرگونی شد، زمانی که ارائه خدمات تعمیر و نگهداری توسط اشخاص ثالث وارد این عرصه شد، خدماتی که شامل تعمیر و نگهداری پایه، پشتیبانی در زمینه رعایت الزامات قانونی و نظارت بر عملیات می‌شدند. اما چشم‌انداز امروزی با افزایش حضور سرمایه‌گذاران بخش خصوصی، کاهش قراردادهای خرید برق بلندمدت و افزایش تنوع انرژی از جمله انرژی‌های تجدیدپذیر، سامانه‌های منابع انرژی توزیع‌شده و پیکربندی‌های هیبریدی همراه شده‌است.
عملیات تعمیر و نگهداری روزآمد دیگر به وظایف روتین محدود نمی‌شود و مستلزم سطح بالاتری از تخصص و نوآوری در بهره‌برداری از نیروگاه‌ها است. این تغییر چشمگیر، توسعه راهبردهای جامع عملیات تعمیر و نگهداری را به‌منظور حداکثرسازی بهره‌وری، قابلیت‌اطمینان و سودآوری در یک چشم‌انداز انرژی همواره در حال تغییر تسریع کرده‌است. ارائه‌دهندگان خدمات امروزی باید فناوری‌های پیشرفته را بکار بگیرند و در عین حال با محیط‌های سخت‌گیرانه نظارتی نیز به‌درستی کنار بیایند. عملیات تعمیر و نگهداری در حال حاضر نه تنها به‌عنوان یک ابزار حیاتی برای بهینه‌سازی عملکرد و تضمین قابلیت‌اطمینان شبکه در محیطی انرژی‌محور و پویاتر ایفای نقش می‌کند، بلکه باید به‌طور همزمان ریسک‌ها را کاهش داده و فرصت‌ها را نیز شناسایی و بهره‌برداری کند.
بنابر اعلام شرکت GE Vernova، پیشرفت عملیات تعمیر و نگهداری بسته به منطقه متفاوت است، اما مهم‌ترین عاملی که در حال حاضر بر خدمات تعمیر و نگهداری تاثیر می‌گذارد، نفوذ انرژی‌های تجدیدپذیر است. کاهش چشمگیر هزینه‌های تولید انرژی‌های تجدیدپذیر، الزامات عملیاتی جدیدی را برای نیروگاه‌های حرارتی سنتی، از جمله نیروگاه‌های سیکل ترکیبی مبتنی بر توربین گاز، به همراه داشته‌است.
بخوانید: “رشد چشمگیر نگهداری، تعمیر و بازسازی توربین گاز در پنج سال آینده“
فشارهای هزینه‌ای ناشی از تورم و تقاضای بازار، این چالش‌ها را پیچیده‌تر کرده‌است. هزینه‌های عملیاتی و نگهداری در بخش برق معمولا به دو دسته هزینه‌های ثابت و هزینه‌های متغیر تقسیم می‌شوند. هزینه‌های ثابت شامل مخارج پایدار مانند تعمیر و نگهداری دوره‌ای، حقوق و دستمزد کارکنان و قراردادهای بلندمدت تجهیزات است، در حالی که هزینه‌های متغیر بر اساس قیمت سوخت، نیاز به مواد اولیه و تعمیرات پیش‌بینی‌نشده تغییر می‌کنند. طی پنج سال گذشته، نوسانات هزینه به‌طور قابل‌توجهی تحت تاثیر افزایش بهای مواد حیاتی مانند فولاد، مس و سیلیکون قرار داشته‌اند، موضوعی که به‌ویژه برای نیروگاه‌های حرارتی قدیمی که نیازمند تعمیرات مکرر و پرهزینه هستند، پیامدهای قابل‌توجهی به همراه داشته‌است.
هزینه‌های عملیاتی و نگهداری نیروگاه‌های تجدیدپذیر به‌طور کلی کمتر از نیروگاه‌های حرارتی است، اما به‌واسطه پیشرفتهای فناورانه، صرفه‌جویی‌های ناشی از مقیاس و بهبود بهره‌وری ناشی از تجربه، به‌طور پیوسته این هزینه‌ها کاهش یافته‌اند. با این حال، این هزینه‌ها همچنان نسبت به نوسانات قیمت مواد اولیه و افزایش تقاضا برای خدمات نگهداری تخصصی حساس هستند. به‌ویژه نیروگاه‌های بادی فراساحلی با هزینه‌های عملیاتی و نگهداری بالاتری نسبت به نیروگاه‌های بادی خشکی مواجه‌اند که عواملی مانند چالش‌های لجستیکی، شرایط محیطی سخت‌تر و سامانه‌های پایش از راه دور، این تفاوت هزینه را رقم زده‌اند.
در همین حال، هزینه‌های مربوط به فناوری‌های پیشرفته‌تری نظیر زیست‌توده و راکتورهای ماژولار کوچک همچنان نسبتا بالا باقی مانده‌است. یک تحلیل هزینه و عملکرد که توسط شرکت مهندسی Sargent & Lundy انجام شده، نوزده فناوری مختلف را بر اساس هزینه سرمایه‌ای و هزینه‌های عملیاتی و نگهداری آن‌ها مقایسه کرده‌است. اگرچه این فناوری‌های نوظهور در بلندمدت بهبودهای عملیاتی و مزایای کربن‌زدایی را نوید می‌دهند، اما سرمایه‌گذاری اولیه بالا و هزینه‌های مستمر قابل‌توجه عملیاتی و نگهداری می‌توانند چالش‌های جدی در زمینه امکان‌سنجی آن‌ها ایجاد کنند.
با این حال، چشم‌انداز کنونی صنعت برق بسیاری از شرکت‌ها را وادار کرده که فناوری‌ها و رویکردهای جدیدی را بکار گیرند. یکی از عوامل مهم در این روند، پایبندی به شبکه پیچیده و در حال تحول الزامات دولتی است، مقررات و مشوق‌هایی که به‌طور فزاینده‌ای بر تسریع روند کربن‌زدایی تمرکز دارند. استانداردهای نهایی‌شده آلودگی کربنی توسط آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا EPA در آوریل ۲۰۲۴، واحدهای زغال‌سنگ موجود و توربین‌های احتراقی پایه جدید را ملزم به استفاده از فناوری جذب و ذخیره کربن کرده‌است. این مقررات در کنار قوانین مربوط به اکسیدهای نیتروژن، جیوه، پساب‌ها و خاکستر زغال‌سنگ قرار می‌گیرند. از سوی دیگر، تفاوت‌های منطقه‌ای در سیاست‌های کربن‌زدایی و هم‌پوشانی مقررات ایالتی، پیچیدگی‌های بیشتری ایجاد کرده‌اند، به‌طوری که کاربران را وادار می‌کنند راهبردهای اختصاصی برای رعایت الزامات متنوع مقرراتی تدوین و اجرا کنند.
فراتر از آلودگی‌های کربنی، مقررات اکنون بر ثبات و قابلیت‌اطمینان شبکه نیز تاکید دارند و نیروگاه‌های سنتی را ملزم به ارائه خدمات جانبی نظیر پاسخ سریع به تغییرات فرکانس و اینرسی می‌کنند. نیاز به تاب‌آوری همچنین به‌طور کلی موجب تصویب الزامات جدیدی شده که از نیروگاه‌ها می‌خواهد زیرساخت‌های خود را تقویت کنند تا در برابر حوادث مانند گرما و سرما، سیلاب‌ها و خشکسالی‌ها مقاوم باشند. امنیت سایبری نیز به یکی دیگر از نقاط تمرکز رو به رشد تبدیل شده، به‌طوری که نیروگاه‌ها ملزم هستند تا تدابیر حفاظتی دیجیتال سختگیرانه‌تری را پیاده‌سازی کرده و پروتکل‌های گزارش‌دهی حوادث را رعایت کنند.
در حال حاضر، کارشناسان بر این باورند که بزرگ‌ترین چالش پیش‌روی صنعت برق، کمبود نیروی کار ماهر است. بنابر اعلام GE Vernova، مردم تمایل دارند که باور کنند در آینده، نیروگاه‌ها کاملا توسط ربات‌ها اداره خواهند شد، اما واقعا با آن فاصله زیادی داریم. یکی از مسائل کلیدی این است که نیروی کار که به‌طور سنتی ستون فقرات عملیات نیروگاه‌ها بوده، در حال پیری است و این امر، از دست‌رفتن دهه‌ها تجربه را به همراه خواهد داشت. در عین حال، به‌طور فزاینده‌ای مشکل جذب استعدادهای جوان‌تر وجود دارد که اغلب به جای فعالیت در حوزه‌های سنتی به صنایع پیشرفته مانند نرم‌افزار و هوش مصنوعی جذب می‌شوند. این مشکلی است که نمی‌توان نادیده گرفت، زیرا بدون نیروی کار ماهر، حتی پیشرفته‌ترین نیروگاه‌ها هم کار نخواهند کرد. برای مقابله با این چالش‌ها، این شرکت سامانه‌های ساختاریافته‌ای برای ثبت دانش توسعه داده که اطمینان می‌دهند وقتی اعضای باتجربه تیم بازنشسته یا جابجا می‌شوند، تخصص آن‌ها با خودشان نخواهد رفت.
در همین حال، شرکت GE Vernova که فلسفه تجاری چابک خود را دنبال می‌کند، به‌طور فزاینده‌ای در حال گذار از رویکردهای سنتی مبتنی بر نگهداری قابل‌اعتماد به سمت تصمیم‌گیری‌های پیشگیرانه و مبتنی بر داده است که توسط هوش مصنوعی و تجزیه و تحلیل‌ها امکان‌پذیر شده‌است. این شرکت فناوری ربات‌های خودکار را توسعه داده که قادر به انجام بازرسی‌ها و شناسایی مشکلاتی هستند که ممکن است کارکنان انسانی از آن‌ها غافل شوند. نمایش این فناوری‌ها مزایای عملیاتی به همراه دارد، اما هدف اصلی این است که نگرش نسبت به عملیات تعمیر و نگهداری را تغییر دهد و آن را به‌عنوان یک حوزه نوآورانه، آینده‌نگر و پویا معرفی کند.
تقویت زنجیره تامین
در حالی که چالش‌های نیروی کار مدت‌ها است که صنعت برق را تحت تاثیر قرار داده، اختلالات اخیر در زنجیره تامین جهانی نگرانی‌های جدیدی ایجاد کرده که شرکت‌ها را وادار به ارزیابی مجدد تاب‌آوری عملیات تعمیر و نگهداری خود کرده‌است. بنابر اعلام زیمنس انرژی، در حالی که چالش‌های موقتی برای تامین قطعات و مواد مصرفی همچنان یک نگرانی هستند، اما کمبود نیروی انسانی، به‌نوعی، بزرگ‌ترین گلوگاه در زنجیره تامین است.
بیشتر تولیدکنندگان تجهیزات اصلی به‌طور پیشگیرانه با چالش‌های زنجیره تامین مقابله می‌کنند تا ریسک‌ها را کاهش دهند و از شبکه‌های جهانی برای افزایش انعطاف‌پذیری استفاده می‌کنند. این شرکت می‌تواند به موجودی‌هایی دسترسی پیدا کند که در ابتدا برای پروژه‌های دیگر در بلندمدت برنامه‌ریزی شده بودند. علاوه بر این، نظارت دقیق امکان شناسایی قطعات موردنیاز را در مراحل اولیه به‌عنوان بخشی از نگهداری پیش‌بینی‌کننده فراهم می‌کند.
راهبرد شرکت GE Vernova مشابه است و شامل رویکرد پیشگیرانه و همکاری نزدیک با مشتریان خود می‌شود. این شرکت به‌دقت تجهیزات مشتریان خود را زیر نظر می‌گیرد و هشدارهای پیشگیرانه‌ای در مورد احتمال بروز خرابی‌ها ارائه می‌دهد. علاوه بر این، به مشتریان کمک می‌کند تا قطعات یدکی حیاتی را از پیش موقعیت‌گذاری کنند تا در صورت بروز مشکل، زمان خرابی به حداقل برسد. به‌عنوان مثال، زمانی که GE Vernova متوجه شد که ژنراتورها در یک نیروگاه ۲۰ ساله در تایوان به انتهای عمر خود نزدیک می‌شوند، به مشتری توصیه کرد که استاتور و روتور یدکی را از قبل خریداری کند. دو سال بعد، روتور خراب شد، اما چون قطعه یدکی قبلا در محل موجود بود، شرکت GE Vernova توانست روتور را سریعا تعویض کرده و مشتری را تنها ظرف هفت روز به حالت آنلاین برگرداند.
در یک روند مهم دیگر، با توجه به پیچیدگی‌های روزآمد و ریسک‌های در حال تحول در صنعت برق، بسیاری از شرکت‌های خدماتی و نیروگاهی به‌طور فزاینده‌ای به سمت شراکت‌های ارزش‌محور روی می‌آورند که اغلب از طریق قراردادهای خدمات تعمیر و نگهداری از سوی اشخاص ثالث انجام می‌شود. این شراکت‌ها شامل مدیریت پروژه، برنامه‌های آموزشی سطح بالا، ارزیابی‌های دقیق نیروگاه و پذیرش شیوه‌های بهترین تمرین‌های سفارشی برای بهینه‌سازی عملیات هستند. بسیاری از این شراکت‌ها به‌منظور استفاده از صرفه‌جویی‌های مقیاس و عملیات پیشرفته از راه دور طراحی شده‌اند و به شرکت‌های خدماتی کارایی‌های هزینه‌ای و قابلیت‌اطمینان بیشتری در مدیریت دارایی‌های انرژی متنوع ارائه می‌دهند.
برای بسیاری از مالکان نیروگاه‌ها، تعمیر و نگهداری دیگر یک تمرکز اصلی نیست، اولویت آن‌ها تولید و فروش انرژی است که درها را برای ارائه‌دهندگان شخص ثالث باز می‌کند تا با تخصص ویژه وارد عمل شوند. قراردادهای مبتنی بر عملکرد به‌طور فزاینده‌ای به ویژگی متمایز خدمات تعمیر و نگهداری طرف سوم تبدیل می‌شوند، زیرا نقش مهمی در هم‌راستا کردن مشوق‌ها با قابلیت‌اطمینان، در دسترس بودن و کارایی نیروگاه دارند. این قراردادها با گنجاندن معیارهای قابل‌اندازه‌گیری، مانند تضمین‌های عملکردی، اطمینان از مسئولیت‌پذیری را فراهم می‌کنند و اغلب شامل جریمه‌ها برای عملکرد ضعیف و پاداش‌هایی برای فراتررفتن از اهداف هستند. این مدل تضمین می‌کند که همه بر روی یک هدف یعنی حداکثرکردن عملکرد نیروگاه متمرکز باشند.
آینده عملیات تعمیر و نگهداری: فناوری و پایداری
به گفته کارشناسان، آینده عملیات تعمیر و نگهداری در صنعت برق، تحت تاثیر دو نیروی تحولی شامل نوآوری فناوری و فشار جهانی برای پایداری قرار خواهد گرفت. هم‌اکنون، با پیچیده‌تر شدن تولید برق، شیوه‌های روزآمد عملیات تعمیر و نگهداری به‌طور فزاینده‌ای فناوری‌های پیشرفتهای مانند تحلیل‌های پیش‌بینی‌کننده، سامانه‌های خودکار و راهبردهای نگهداری را یکپارچه می‌کنند. آینده عملیات و نگهداری به‌شدت به یکپارچه‌سازی هوش مصنوعی با ابزارهای دیجیتال برای تحلیل داده‌ها در زمان واقعی بستگی خواهد داشت. این امر این امکان را می‌دهد که مشکلات را پیش از وقوع پیش‌بینی کرده، هزینه‌ها را کاهش داده و عملکرد دارایی‌ها را در سازمان‌ها بهبود داد.
از سوی دیگر، پایداری از تلاش کلی برای استفاده از منابع انرژی پاک‌تر مانند پذیرش فناوری‌های جدید و پیکربندی‌های هیبریدی پشتیبانی خواهد کرد. شرکت‌ها در حال بررسی این هستند که چگونه راه‌حل‌های نوظهوری مانند بازسازی با هیدروژن، ذخیره‌سازی انرژی حرارتی و باتری‌ها را به نیروگاه‌ها وارد کنند، در حالی که هزینه‌ها را پایین نگه داشته، قابلیت‌اطمینان را حفظ کرده و تاثیرات زیست‌محیطی را به حداقل برسانند.
منبع:
