اختصاصی بسپار/ آغاز نمایشگاه برق و انرژی های تجدیدپذیر از امروز/ گفت و گوی بسپار با حامد محبی، معاون مدیر گروه انرژیهای تجدیدپذیر در پژوهشگاه نیرو: صنعت انرژیهای تجدیدپذیر در آستانه یک تحول بزرگ در ایران و جهان است
بسپار/ایران پلیمر حامد محبی، معاون مدیر گروه انرژیهای تجدیدپذیر پژوهشگاه نیرو، از چهرههای شناخته شده در توسعه فناوریهای نوین این حوزه به شمار میرود. او با مدیریت پروژههای متعدد از جمله ساخت نخستین پیل سوختی اکسید جامد (SOFC/SOEC) در کشور و تدوین نقشه راه توسعه فناوریهای نوین سلولهای خورشیدی، نقش مؤثری در پیشبرد پژوهشهای ملی داشته است. تمرکز اصلی فعالیتهای علمی و پژوهشی وی بر حوزههای هیدروژن سبز، پیلهای سوختی و فناوری فتوولتاییک است و تاکنون راهنمایی پایاننامههای دانشگاهی و انتشار مقالات متعدد در زمینه مهندسی و علم مواد را در کارنامه خود دارد.
محبی: پژوهشگاه نیرو به عنوان بازوی علمی و پژوهشی وزارت نیرو با مأموریت انجام تحقیقات کاربردی و توسعه فناوریهای نوین در حوزه انرژی از سال ۱۳۷۶ آغاز به فعالیت کرده و با بهرهگیری از پژوهشگران و متخصصان مجرب، در راستای تأمین امنیت انرژی، افزایش بهرهوری و توسعه پایدار بخش انرژی کشور گام برداشته است.
در حال حاضر پژوهشگاه نیرو با دارا بودن ۴ پژوهشکده، ۱۵ مرکز و ۲۶ گروه تخصصی، به عنوان قطب علمی بخش انرژی کشور شناخته میشود. این ساختار منسجم پژوهشی امکان پرداختن به طیف وسیعی از موضوعات انرژی از جمله ارتقای فناوریهای تولید و توزیع برق، توسعه انرژیهای تجدیدپذیر و بهینهسازی مصرف را فراهم میسازد. تمرکز اصلی پژوهشگاه بر تبدیل دانش به فناوری و ارائه راهکارهای عملی برای چالشهای صنعت انرژی کشور است. پژوهشگاه با ایجاد پیوند مستمر بین دانشگاه، صنعت و پژوهش، نقش مؤثری در توسعه فناوریهای بومی و کاهش وابستگی به فناوریهای خارجی ایفا میکند.
«گروه انرژیهای تجدیدپذیر» یکی از گروههای پژوهشی تخصصی و پیشرو در این پژوهشگاه است که فعالیتهای آن متمرکز بر توسعه فناوریهای تجدیدپذیر است. حوزههای پژوهشی این گروه عبارتند از انرژی خورشیدی، بادی، زمینگرمایی، زیستتوده، هیدروژن و پیل سوختی، و سیستمهای نوین ذخیرهسازی انرژی. این گروه با بهرهمندی از متخصصان حوزههای مختلف انرژیهای تجدیدپذیر (11 عضو هیات علمی و 11 پژوهشگر غیر هیات علمی) و همچنین برخورداری از آزمایشگاههای پیشرفته در این حوزه علاوه بر تحقیقات بنیادی و توسعه نمونههای آزمایشگاهی و نیمهصنعتی در تدوین استانداردها و کمک به سیاستگذاری برای توسعه این فناوریها در کشور مشغول به فعالیت میباشد.
بسپار- مهمترین مأموریتها و حوزههای فعالیت پژوهشگاه نیرو در زمینه توسعه انرژیهای نو چیست؟
محبی: مأموریتهای کلیدی پژوهشگاه نیرو را میتوان در چند محور اصلی خلاصه کرد. نخست توسعه فناوری، که در ذیل آن فعالیتهای مربوط به طراحی، ساخت و بومیسازی فناوریهای کلیدی در حوزه انرژیهای تجدیدپذیر (خورشیدی، بادی، زیست توده و زمین گرمایی، پیل سوختی و …) و همچنین راهاندازی آزمایشگاههای مرجع این حوزه صورت میپذیرد. محور دوم پژوهشهای راهبردی است که در قالب آن، انجام مطالعات در زمینه ادغام انرژیهای نو در شبکه برق، ارزیابی منابع و پتانسیلسنجی انجام میگیرد. سومین محور سیاستگذاری و استانداردسازی است که طی آن تلاش میشود با ارائه راهکارهای علمی به نهادهای تصمیمگیر کمک شود و استانداردهای ملی ضروری برای توسعه متوازن و صحیح فناوریهای تجدیدپذیر تدوین گردد. محور چهارم، پژوهش در حوزه فناوریهای نوظهور است که در این محور تمرکز ویژه بر حوزههای پیشرفتهای مانند هیدروژن سبز، سیستمهای پیشرفته ذخیرهسازی انرژی و بهینهسازی سیکلهای ترکیبی قرار دارد.
فعالیتهای این گروه تاکنون منجر به توسعه فناوریهای متعددی در حوزه انرژیهای تجدیدپذیر شده است. به عنوان آخرین دستاوردهای فناورانه و محصولات صنعتی توسعه یافته، می توان به توربین بادی ملی 2 مگاواتی اشاره کرد که در تیرماه 1404 در نزدیکی شهرستان ابهر نصب شد. همچنین سامانه قابل حمل آب شیرین کن خورشیدی در تابستان 1404 به بهره برداری رسید که گام مهمی برای ارتقای رفاه اجتماعی در مناطق محروم و نیز تجهیزی ارزشمند برای شرایط بحران است.
بسپار- پژوهشگاه نیرو چه جایگاهی در نقشه علمی و فناورانه کشور دارد و چه تفاوتی با سایر مراکز تحقیقاتی مشابه دارد؟
محبی: پژوهشگاه نیرو را میتوان قطب راهبردی پژوهش کاربردی و توسعه فناوری در حوزه انرژی و صنعت برق کشور دانست. جایگاه این پژوهشگاه در نقشه علمی ایران منحصر به فرد است، چرا که به عنوان یکی از ارکان تدوین کننده اسناد ملی، پیوندی ساختاری با صنعت بزرگ برق دارد. این وابستگی به وزارت نیرو باعث شده است که دستورکار پژوهشی آن مستقیماً از چالشهای فنی و بهرهبرداری صنعت برق استخراج شود. برخلاف بسیاری از مراکز تحقیقاتی که ممکن است بر پژوهشهای بنیادی یا نظری متمرکز باشند، مأموریت اصلی پژوهشگاه نیرو، تعریف و اجرای پروژههایی با هدف رفع موانع عملی، بهینهسازی فرآیندها و ایجاد قابلیتهای جدید در مقیاس ملی است. این رویکرد نیازمحور، خروجیهای پژوهشگاه را به شدت کاربردی و قابل اتکا میسازد.
یکی از مزیّتهای کلیدی این پژوهشگاه، امکان تست و اعتبارسنجی دستاوردها در محیطهای واقعی است. پژوهشگاه نیرو با دارا بودن آزمایشگاههای مرجع در حوزه انرژیهای تجدیدپذیر که در ایران بی نظیر است این امکان را دارد که تجهیزات مرتبط با فناوریهای تجدیدپذیر را مطابق با استانداردهای بینالمللی و دستورالعملهای داخلی کیفیت سنجی نماید. علاوه بر این فناوریها و نوآوریهای توسعهیافته در اینجا، این فرصت را مییابند که در نیروگاهها، پستهای برق، شبکههای انتقال و توزیع و سدهای کشور به مرحله آزمایش و بهرهبرداری گذاشته شوند. این توانایی برای اعتبارسنجی میدانی، که برای بسیاری از مراکز تحقیقاتی دیگر دشوار است، نقش پژوهشگاه نیرو را به عنوان پلی میان ایدههای دانشگاهی و پیادهسازی در مقیاس صنعتی تثبیت میکند و آن را از مراکزی که خروجیهایشان عمدتاً در حد مقاله یا نمونه آزمایشگاهی باقی میماند، متمایز میسازد.
علاوه بر این، پژوهشگاه نیرو دارای یک نگاه سیستماتیک و کلان به مقوله انرژی است. این نگاه فراتر از تمرکز بر یک جزء یا فناوری خاص است و هدف یکپارچهسازی و بهینهسازی عملکرد کل سیستم انرژی است. این دیدگاه جامع، که ملاحظات فنی، اقتصادی و حتی سیاستگذاری را دربر میگیرد، جایگاه پژوهشگاه را به عنوان یک مشاور علمی معتمد برای نهادهای حاکمیتی و سیاستگذار نیز تقویت کرده است. در نهایت، این ترکیب منحصربهفرد از نیازمحوری، دسترسی به بسترهای واقعی و نگاه کلنگر به زیرساخت انرژی، هویت متمایز پژوهشگاه نیرو را در اکوسیستم پژوهش و فناوری ایران شکل میدهد.
بسپار- همکاری پژوهشگاه با صنعت، دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی بینالمللی به چه شکل انجام میشود؟
محبی: همکاریهای پژوهشگاه نیرو با سایر نهادها در قالب یک شبکه پویا و چندسطحی شکل گرفته است. در ارتباط با صنعت، این همکاری به صورت مستقیم و مستمر با شرکتهای مادر تخصصی حوزه برق و انرژی از جمله توانیر، برق حرارتی، ساتبا و همچنین سازندگان داخلی و بهرهبرداران توربینهای بادی و پنلهای خورشیدی انجام میشود. محور این تعامل، توسعه فناوریهای مورد نیاز صنعت، انجام آزمایشهای میدانی و نهایی کردن فناوریها برای نصب و بهرهبرداری در مقیاس واقعی است.
در تعامل با دانشگاهها، این همکاری در قالب اجرای پروژههای مشترک پژوهشی، هدایت و استفاده از ظرفیت پایاننامههای تحصیلات تکمیلی و بهرهمندی متقابل از امکانات و آزمایشگاههای تخصصی دو طرف صورت میپذیرد. این ارتباط، پیوند مؤثری بین پژوهشهای دانشگاهی و نیازهای عملیاتی صنعت برق ایجاد میکند.
در بعد بینالمللی، اگرچه محدودیتهایی وجود دارد، اما پژوهشگاه از طریق مشارکت در پروژههای مشترک با سازمانهای معتبر بینالمللی، برقراری همکاریهای دوجانبه فنی، حضور فعال در کنفرانسها و گردهماییهای علمی معتبر جهانی و عضویت در مجامع بین المللی، تلاش میکند ارتباط خود را با آخرین دستاوردهای علمی و فناوری جهان حفظ نماید. این حضور بینالمللی اگرچه محدود، اما امکان بهرهگیری از دانش روز و همافزایی با متخصصان جهانی را فراهم میسازد.
بسپار- این پژوهشگاه چه نقشی در توسعه فناوریهای نوین انرژیهای تجدیدپذیر دارد؟ نگاه پژوهشگاه به آینده و جایگاه مواد پلیمری در این چشمانداز کجاست؟
محبی: نقش پژوهشگاه نیرو در حوزه انرژیهای تجدیدپذیر، نقشی جامع شامل توسعه، تسهیلگری و یکپارچهسازی است. هدف آن است که فناوریهای نوین نه به صورت پراکنده و جزیرهای، بلکه در چارچوبی منسجم و به عنوان بخشی از یک اکوسیستم یکپارچه انرژی ملی توسعه یابد. در این نقشه راه، پژوهشگاه به خوبی به اهمیت راهبردی مواد پلیمری و کامپوزیتهای پیشرفته واقف است و آنها را از ارکان اساسی تحول در فناوریهای انرژی میداند.
آینده انرژیهای تجدیدپذیر به طور اجتنابناپذیری وابسته به دستیابی به اهدافی همچون کاهش هزینههای تمامشده، افزایش بازدهی، افزایش طول عمر تجهیزات و سبکسازی است. اینجاست که پلیمرهای مهندسی با ویژگیهای منحصر به فرد خود وارد عرصه میشوند. این مواد با دارا بودن مزایایی چون مقاومت استثنایی در برابر خوردگی و خستگی، خاصیت عایقبندی الکتریکی و حرارتی برتر، و حتی قابلیتهای نوظهوری مانند خودترمیمی، پاسخگوی بسیاری از چالشهای پیشِ روی صنعت انرژی هستند. بنابراین، نگاه در پژوهشگاه نیرو به پلیمرها، نگاهی راهبردی و فراتر از نگرش مرسوم به عنوان یک ماده اولیه ساده است. در نگاه پژوهشگاه نیرو، پلیمرهای پیشرفته عاملی کلیدی برای تحول در فناوریهای انرژی و شتاببخشیدن به گذار به سوی سیستمهای انرژی پایدار شناخته میشوند.
بسپار- پلیمرها چه نقشی در بهبود بازده و کاهش هزینههای فناوریهای بادی، آبی یا هیدروژنی ایفا میکنند؟
محبی: نقش پلیمرها در حوزههای مختلف فناوریهای تجدیدپذیر کاملاً کلیدی و ملموس است. در حوزه انرژی بادی، پرههای توربینهای بادی مدرن عمدتاً از کامپوزیتهای پلیمری تقویتشده با الیاف (مثل الیاف کربن و شیشه) ساخته میشوند. این مواد ضمن سبکی فوقالعاده، استحکام و مقاومت خستگی بالایی دارند که امکان ساخت پرههای بلندتر و جذب انرژی بادی بیشتر را فراهم میکند. پوششهای پلیمری ضد فرسایش نیز طول عمر پرهها در برابر ذرات گرد و غبار و رطوبت را افزایش میدهند.
در حوزه انرژی خورشیدی ماژولهای فتوولتائیک توسط لایههایی از پلیمرهایی مانند EVA کپسوله میشوند. این لایهها نقش عایق و محافظ در برابر رطوبت، UV و ضربه را ایفا کرده و طول عمر پنل را تضمین میکنند. در سلولهای خورشیدی نسل جدید مانند سلولهای پروسکایتی و سلولهای آلی، از لایههای نازک پلیمری به عنوان لایه فعال انتقال دهنده حفره و الکترون استفاده میشود. این پلیمرها امکان تولید سلولهای انعطافپذیر، سبک و نیمهشفاف با هزینه تولید پایینتر را فراهم میکنند.
در حوزه هیدروژن و اقتصاد هیدروژنی، پلیمرها نقش حیاتی در غشاهای الکترولایزرها برای تولید هیدروژن سبز و نیز در غشاهای پیلهای سوختی برای تبدیل هیدروژن به برق ایفا میکنند. توسعه پلیمرهای با دوام و با کارایی بالا برای این غشاها، یکی از کلیدیترین چالشهای فنی این حوزه است. همچنین از کامپوزیتهای پلیمری برای ساخت مخازن ذخیرهسازی هیدروژن تحت فشار بالا استفاده میشود که بسیار سبکتر و مقاومتر از مخازن فلزی هستند.
در توربینهای آبی کوچک و میکرو، از پلیمرها برای ساخت پرهها و پوششهای مقاوم در برابر سایش و خوردگی ناشی از جریان آب و ذرات معلق استفاده میشود که هزینههای تعمیر و نگهداری را به شدت کاهش میدهد. در حوزه انرژی زیست توده از پلیمرهای مقاوم شیمیایی (مانند PP, PVC, FRP) برای ساخت بیوراکتورها، لولهکشی و سیستمهای انتقال سیال استفاده میشود که در برابر خوردگی ناشی از اسیدها و مواد شیمیایی مقاوم هستند. در حوزه انرژی زمین گرمایی نیز استفاده از لولهها و اتصالات پلیمری ویژه (مانند PEX-cross-linked polyethylene و برخی از گریدهای مقاوم PVC) که در برابر دما، فشار و خوردگی مقاوم هستند، هزینههای نصب و تعمیر و نگهداری را در مقایسه با لولههای فلزی به میزان قابل توجهی کاهش میدهند. ضمن اینکه استفاده از فومها و کامپوزیتهای پلیمری به عنوان عایقهای حرارتی بسیار مؤثر در خطوط انتقال سیال داغ استفاده میشود تا تلفات انرژی به حداقل برسد.
این مقاله در شماره 276 ماهنامه بسپار منتشر شده است.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
