الطاقة المتجددة تمنع تكرار انقطاعات الكهرباء في تكساس الأميركية (دراسة)

أنقذت الطاقة المتجددة، ولاية تكساس الأميركية من تكرار الأزمة التي تعرضت لها قبل عام ونصف، حيث كانت قد شهدت موجة صقيع شديدة دامت 5 أيام، وأدت إلى انقطاع الكهرباء وحرمان السكان من الطبخ والتدفئة وحتى النوم.

لكن رغم ذلك لا تزال الشبكة الكهربائية للولاية -رغم تحسّنها- عرضة لانقطاع التيار الكهربائي بسبب ظروف الطقس.

وأسفرت موجة الصقيع تلك، التي تُعدّ أكثر عاصفة شتوية مُكلِفة تشهدها الولاية، عن وفاة 200 شخص، بينما بلغت تكلفة أضرارها 24 مليار دولار.

• انقطاع الكهرباء في تكساس.. مطالب بإلغاء 16 مليار دولار من رسوم الأسعار

وأفادت دراسة حديثة، أجراها فريق من جامعة ستانفورد الأميركية، أن بالإمكان تجنّب انقطاع الكهرباء في جميع أنحاء البلاد عن طريق التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح والمياه، حسبما نشرت صحيفة واشنطن بوست الأميركية، في 20 فبراير/شباط.

الخوف من عاصفة أخرى

قال أستاذ العلوم الجوية في جامعة تكساس الزراعية والميكانيكية (إيه آند إم)، أندرو ديسلر: "إذا تعرضت الولاية لعاصفة أخرى هذا العام، مثل العاصفة أوري في عام 2021، فسوف تتعطل الشبكة مرة أخرى، ولا يزال الأمر ينطوي على مخاطرة كبيرة".

وبحسب أبرز مؤلّفي الدراسة، أستاذ الهندسة المدنية والبيئية في جامعة ستانفورد، مارك جاكوبسون، فإن البلاد تمتلك 95% من التقنيات والإمكانات الاقتصادية اللازمة للتحول إلى الطاقة المتجددة.

وأضاف أن الرياح والمياه والطاقة الشمسية تمثّل نحو خُمْس الكهرباء في البلاد، على الرغم من أن التحول الكامل في العديد من المجالات بطيء.

نتائج الدراسة

تُظهر الدراسة أنه يمكن تجنّب انقطاع الكهرباء في تكساس، ربما حتى خلال الظروف الجوية القاسية، من خلال التحول إلى طاقة نظيفة ومتجددة بنسبة 100%، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والمياه.

وأشارت الدراسة إلى أن التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة سيحدّ من متطلبات الطاقة، ويقلل من التكاليف التي يتحمّلها المستهلك، ويخلق ملايين الوظائف الجديدة ويحسّن صحة الناس.

ومع ذلك، أبدى بعضهم -على مدار عدّة سنوات- شكوكًا بشأن جدوى اعتماد مصادر الطاقة المتجددة على نطاق واسع، بسبب ارتفاع تكاليفها.

وقال أستاذ العلوم الجوية في جامعة تكساس الزراعية والميكانيكية (إيه آند إم)، أندرو ديسلر، إنه على الرغم من كون الطاقة الشمسية مصدر طاقة باهظ الثمن قبل 10 سنوات، فإنها تُعدّ واحدة من أرخص مصادر الطاقة اليوم.

وأضاف أندرو ديسلر، الذي لم يشارك في البحث، أن فهم الكثير من الناس للطاقة المتجددة أصبح قديمًا، مشيرًا إلى أن طاقة الرياح فعالة للغاية، وتوفر نصف احتياجات ولاية تكساس من الكهرباء في بعض الأيام.

وأوضح أن الطاقة الشمسية وطاقة الرياح تمثّلان أرخص مصادر الطاقة المتاحة، وألمح إلى أنه لا يبدو أن الناس يفهمون ذلك، ولا يفهمون مدى القدرة على صنع شبكة موثوقة تعتمد على المصادر المتجددة.

منهجية الدراسة

أشار أبرز مؤلّفي الدراسة، أستاذ الهندسة المدنية والبيئية في جامعة ستانفورد الأميركية، مارك جاكوبسون وزملاؤه، إلى طريقة تلبية متطلبات الطاقة كل 30 ثانية في جميع أنحاء الولايات المتحدة، دون انقطاع التيار الكهربائي ببلد أكثر خضرة وسكانًا في عامي 2050 و 2051.

وافترض فريق الباحثين الذي أعدّ الدراسة وعمليات محاكاة استهلاك وتوليد الكهرباء أن جميع السيارات كانت كهربائية أو تعمل بخلايا وقود الهيدروجين، وأن المضخات الحرارية الكهربائية وسخانات المياه وتوربينات الرياح والألواح الشمسية استُخدِمَت بدائل للوقود الأحفوري.

ووضع الفريق نماذج لدراسة استقرار الشبكة في جميع أنحاء الولايات المتحدة المتجاورة، بما في ذلك بيانات نموذج تلوث الهواء والمناخ والطقس، الذي يتضمن عوامل المناخ وأنماط الطقس النموذجية إحصائيًا، التي تحدث في منطقة معينة.

وقام الفريق بمحاكاة متطلبات الطاقة لعام 2050-2051، باستخدام بيانات استهلاك الطاقة من إدارة معلومات الطاقة، وكان لا بد أن يتساوى إمداد الطاقة مع الطلب على الطاقة كل 30 ثانية، وإلّا فسيتوقف نموذج التشغيل.

واقترحت عمليات المحاكاة التي أجراها الفريق إمكان تجنّب انقطاع التيار الكهربائي في ولاية كاليفورنيا، مثل تلك التي حدثت في أغسطس/آب 2020، بتكلفة منخفضة.

وأكدت الدراسة أن تركيب المزيد من توربينات الرياح البحرية خلال فصل الصيف يمكن أن يؤدي إلى توفير الكهرباء، بما في ذلك تبريد المباني، ويمكن أن يؤدي التحول لأنواع الطاقة النظيفة والمتجددة إلى تقليل الطلب على الكهرباء في كاليفورنيا بنسبة 60%.

نظرة متفائلة

وجد الفريق أن الطلب الفعلي على الطاقة انخفض بشكل كبير عن طريق التحول إلى الموارد المتجددة، التي تُعدّ أكثر كفاءة.

وبالنسبة للولايات المتحدة بأكملها، انخفض إجمالي الطلب على الطاقة للاستخدام النهائي بنحو 57%، وانخفض نصيب الفرد من تكاليف الطاقة السنوية للأسرة بنحو 63% من سيناريو "العمل المعتاد".

وقالت المؤلفة المشاركة في الدراسة، آنا كاتارينا فون كرولاند، إن كل الكهرباء المولّدة حاليًا اعتمادًا على الوقود الأحفوري، ستُستَبدَل بتقنيات مصادر الطاقة المتجددة، بحسب ما ذكرت صحيفة واشنطن بوست الأميركية.

وأضافت أن كمية الطاقة اللازمة لأداء الأنشطة، المخصصة أساسًا لتشغيل الأضواء أو لتزويد العمليات الصناعية بالوقود، ستنخفض عند استخدام مصدر طاقة أكثر كفاءة.

ووجد الفريق أن ربط الشبكات الكهربائية من مناطق جغرافية مختلفة يمكن أن يجعل نظام الكهرباء أكثر موثوقية ويقلل من التكاليف، ويصبح قادرًا على سدّ أيّ فجوات في الإمداد.

وخلصت الدراسة إلى أن تشغيل شبكة نظيفة ومتجددة يمكن أن يخلق ما يقرب من 5 ملايين وظيفة طويلة الأجل بدوام كامل، من البناء إلى التصنيع إلى التوظيف غير المباشر في الشركات.

• صقيع تكساس.. أزمة في التحول للسيارات الكهربائية بعد تعطل أسطول أوستن

وستنتج أنظمة الطاقة المتجددة هواء نظيفًا، ما قد يقلل الوفيات المرتبطة بالتلوث بمقدار 53000 شخص سنويًا ويقلل من الأمراض المرتبطة بالتلوث لملايين الأشخاص في عام 2050.

تجدر الإشارة إلى أن بعض توربينات الرياح المجمدة توقفت بسبب نقص معدّات إزالة الجليد، خلال موجة الصقيع في فبراير/ شباط 2021، وقد توقفت محطات توليد الكهرباء بالفحم والغاز والمصادر النووية نتيجة تَجَمُّد المعدّات، وأدى ذلك إلى زيادة انخفاض إمدادات الكهرباء.

اقرأ أيضًا..

• المؤتمر الدولي لتقنية البترول في السعودية.. بث مباشر
• النفط في السودان.. وزير الطاقة يدعو شركات 3 دول لزيادة استثماراتها
• أفريقيا تواصل التنقيب عن النفط والغاز بحثًا عن موثوقية الكهرباء (تقرير)