تكساس.. هل زيادة سعة الطاقة المتجددة تمنع انقطاع الكهرباء؟

رغم أهمية اعتمادها لخفض الانبعاثات الكربونية، فإن تزايد سعة توليد الكهرباء عبر مصادر الطاقة المتجددة قد يمثل تحديًا بشأن منع انقطاع التيار في أوقات تصبح فيها طاقة الرياح والطاقة الشمسية غير متاحة.

ونظرًا لأن مصادر الطاقة المتجددة تلك غير متوفرة بانتظام، فإنها تتطلب دعمًا من محطات توليد الكهرباء الأخرى لتلبية الطلب، وهذا ما تواجهه ولاية تكساس الأميركية، بحسب تقرير نشره بنك الاحتياطي الفيدرالي في دالاس، للاقتصادي غاريت غولدينغ.

وفي الوقت نفسه، تتطلب محطات توليد الكهرباء القديمة -التي تعمل بالفحم والغاز والطاقة النووية- في ولاية تكساس فترة إغلاق أكثر من المتوقع للصيانة والإصلاح، ما يزيد من مخاطر عجز التوليد خلال أوقات الطلب المرتفع.

ومن أجل أن تتمتع الولاية الأميركية بالكهرباء الموثوقة في المستقبل، فإنها تحتاج إلى زيادة سعة تخزين الكهرباء في البطاريات والاستجابة للطلب -مثل منح حوافز للعملاء مقابل التخفيضات الطوعية المجدولة في استهلاك الكهرباء- بالإضافة إلى توليد الكهرباء من الغاز للمستهلكين في تكساس، وفقًا للتقرير.

الطاقة المتجددة تمثل تحديًا

في تكساس، بلغ توليد الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة رُبع الكهرباء المستهلكة العام الماضي، ارتفاعًا من 8% فقط قبل 10 أعوام.

ومع تغيّر قدرة توليد الكهرباء من طاقة الرياح والطاقة الشمسية؛ بسبب ظروف الطقس، يصبح تحقيق التوازن بين إمدادات الكهرباء والطلب أكثر صعوبة كل عام، كما يشير مجلس الموثوقية الكهربائية في تكساس (إركوت -ERCOT).

ويؤدي هذا إلى زيادة الحاجة إلى المرونة -وجودها باستمرار- في توفير الكهرباء بشكل أساسي من محطات توليد الكهرباء بالغاز الطبيعي، والتي يمكن أن تملأ الفجوة عندما ينخفض توليد الكهرباء من المصادر المتجددة، كما يرى التقرير.

وفي الوقت نفسه، فإن التوقعات الجديدة للشركة المشغلة للكهرباء في تكساس تزيد من هذه التحديات؛ إذ من المرجح أن ترتفع سعة الطاقة الشمسية على نطاق المرافق من 7800 ميغاواط إلى أكثر من 28 ألف ميغاواط بحلول عام 2024.

وفي أيام الصيف، يمكن أن تؤدي هذه السعة من الطاقة الشمسية إلى إمداد ما يقرب من 4.5 مليون منزل في تكساس بالكهرباء، وفقًا للتقرير.

فائض الكهرباء هو معيار الموثوقية

في كل موسم، تتوقع (إركوت) قدرة توليد الكهرباء وكذلك الطلب والهامش الاحتياطي -التوليد الزائد فوق أحمال الذروة- وعادة ما تكون ساعات ذروة الطلب في الأيام الحارة أو الأكثر برودة في الموسم.

وفي سبيل منع انقطاع التيار، تستهدف الشركة المشغلة للكهرباء هامشًا احتياطيًا من الكهرباء لا يقل عن 13.75%؛ لتغطية زيادة الطلب غير المتوقعة أو عجز توليد الكهرباء من محطة ما.

وتضع شركة الكهرباء بولاية تكساس في الاعتبار أحوال الطقس لمصادر الطاقة المتجددة وجداول أوقات التوقف التي يوفرها مشغلو محطات الكهرباء.

وبناءً على ما سبق، تتوقع (إركوت) أن تتجاوز هوامش الاحتياطي من الكهرباء نسبة الـ30% بين عامي 2023 و2026.

الأحداث غير المتوقعة

في حين أن هواش الاحتياطي من الكهرباء -المذكورة سالفًا- قد تبدو مناسبة، فإن الارتفاع الكبير في درجات الحرارة وتراجع توليد الكهرباء، من الممكن أن تقلل فائض الكهرباء، بل قد تؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي.

• الموجة الحارة ترفع الطلب على الكهرباء في تكساس لمستويات قياسية

وكانت العاصفة الشتوية في فبراير/شباط 2021 أحد هذه الأحداث غير المتوقعة، فمع ارتفاع الطلب على الكهرباء بأكثر من التوقعات، تراجع التوليد من محطات الغاز الطبيعي، مع وجود عدد من المحطات في فترة الصيانة، في الوقت الذي كان فيه توليد الكهرباء من الطاقة المتجددة منخفضًا للغاية.

• صقيع تكساس.. الرابحون والخاسرون من أزمة عاصمة صناعة الطاقة الأميركية

وفي الحقيقة، من المحتمل أن تؤدي ظروف الطقس القاسي -جنبًا إلى جنب مع تعطل بعض محطات التوليد الحراري وانخفاض التوليد المتجدد- إلى تراجع هوامش الاحتياطي لأقل من المستهدف البالغ 13.75% للسنوات الـ5 المقبلة، ومن ثم زيادة احتمال انقطاع التيار الكهربائي، وفقًا للتقرير.

تخزين الكهرباء والاستجابة للطلب

من الممكن أن تساعد بطاريات تخزين الكهرباء والاستجابة للطلب، في دعم التيار بأوقات الأحداث غير المتوقعة، وفقًا لمجلس الاحتياطي الفيدرالي في دالاس.

ويجب زيادة سعة تخزين طاقة الرياح والطاقة الشمسية، مع حقيقة وجود 853 ميغاواط فقط من سعة البطاريات في ولاية تكساس، وهذا يساعد على تلبية الطلب لمدة تتراوح بين ساعة إلى ساعتين فقط، عادةً خلال ساعات الذروة، وعندما تكون المصادر المتجددة غير متوفرة، وفقًا للتقرير.

ورغم أنه من المقرر أن تبلغ سعة تخزين البطاريات 2400 ميغاواط بحلول عام 2024 -ما يعادل ربع الهامش الاحتياطي الحالي لشركة إركوت- إلا أنه ستكون هناك حاجة إلى المزيد، كما يرى التقرير.

ويرى تقرير الاحتياطي الفيدرالي في دالاس، أن توسيع برامج الاستجابة للطلب يمكنها المساعدة في منع انقطاع التيار الكهربائي.

وتتوقع الشركة المشغلة للكهرباء في تكساس أن مثل هذه البرامج سوف تخفض ما يتراوح بين 2900 إلى 4700 ميغاواط من ذروة الطلب على مدى السنوات الـ5 المقبلة.

سوق الكهرباء في تكساس

تُعد تكساس الولاية الوحيدة في أميركا التي لديها سوق كهرباء، حيث تحصل المولدات على المقابل المادي نظير الكهرباء التي توفرها فقط، أو بعبارة أخرى فإنها لا تحصل على العائد إلا إذا أنتجت الكهرباء ويكون هذا العائد معتمد على السوق أي أنه قد يكون مرتفعًا أو منخفضًا.

وفي حقيقة الأمر، فإن ارتفاع أسعار الكهرباء خلال فترات الطلب القوي يحفز عمل محطة توليد الكهرباء داخل شبكة كهرباء تكساس.

وهذا يتناقض مع سوق السعة الأكثر شيوعًا؛ إذ يُطلب من محطات التوليد امتلاك مستويات معينة من السعة الاحتياطية.

ومع الوجود المتزايد للطاقة المتجددة، تتراجع أسعار الكهرباء بالجملة، ما يؤدي إلى تقليل الحافز الاقتصادي لبناء محطات الطاقة الحرارية وصيانتها بشكل صحيح.

لذلك، لابد من تشجيع الاستثمار الكافي في السعة القابلة للتوزيع في المستقبل حتى تكون متوفرة خلال الفترات التي لا تكون فيها مصادر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح متوفرة، وفقًا للتقرير.

وأدى انتشار الطاقة المتجددة في تكساس، وزيادة استخدام الغاز الطبيعي وإغلاق محطات الفحم، إلى خفض انبعاثات الكربون في قطاع الكهرباء بنسبة 13% طوال العقد الماضي حتى مع زيادة الاستهلاك بنسبة 20%، وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية.

واستمرار هذا الاتجاه وتوفير كهرباء موثوقة لا يتعارض مع التخطيط الحكيم والحوافز، لمنع انقطاع التيار الكهربائي، بحسب التقرير.

اقرأ أيضًا..

• شبكة الكهرباء في تكساس وكاليفورنيا.. تحذيرات بشأن المستقبل (تقرير)
• تحذيرات من تعرض تكساس لأزمة كهرباء جديدة
• كاليفورنيا تلجأ إلى النفط والغاز لتجنب انقطاع الكهرباء