دمج الكهربة الذكية مع الطاقة الشمسية يُحدث ثورة في طريقة الاستهلاك (تقرير)

تركز الوكالة الدولية للطاقة المتجددة على حلول الكهربة الذكية المتاحة حاليًا والجاهزة للتسويق، مع إنشاء الشركات الرائدة ابتكارات جديدة وتجريبها ونشرها، وينطلق هذا التركيز من دور تسريع تحول الطاقة العالمية في تحقيق أهداف الحياد الكربوني بحلول عام 2050، في حين يُعدّ الابتكار الدافع الرئيس لهذا التحول.

ويرى المحللون أن الحلول المبتكرة ينبغي ألا تركز فقط على جانب العرض لأنظمة الكهرباء، إذ أظهرت طاقة الرياح والطاقة الشمسية وتيرة نمو ملحوظة على مدى السنوات الماضية، على جانب الطلب، حسب تقرير اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

ويمكن لتبنّي الكهربة الذكية وإدماج المزيد من الطاقة الشمسية الكهروضوئية إحداث ثورة في طريقة استهلاك الكهرباء وتحقيق نظام طاقة مستدام ومرن، وفقًا لما نشرته مجلة بي في ماغازين (pv-magazine) في يوليو/تموز الجاري.

كهربة قطاعات الاستعمال النهائي

تطرح كل من الكهربة المباشرة وغير المباشرة باستعمال الطاقة المتجددة حلولًا مجدية لكهربة العديد من قطاعات الاستعمال النهائي، بفضل التخفيضات الملحوظة في تكلفة تقنيات طاقة الرياح والطاقة الشمسية.

• استثمارات الطاقة المتجددة والوقود تسجل رقمًا قياسيًا في 2022 (تقرير)

ويتوقع المراقبون أن يرتفع استهلاك الكهرباء من 22 دولارًا حاليًا إلى 51% من الاستهلاك النهائي للطاقة في عام 2050، سيجري إنتاج 91% منها من مصادر الطاقة المتجددة، وفقًا لتحليل الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (آيرينا).

النهج الشمولي للابتكار

ما يزال قطاعا النقل والتدفئة يعتمدان إلى حد كبير على الوقود الأحفوري، ولمواجهة هذا التحدي، يجب أن يتبع التحول نحو نظام طاقة مكهربة نهجًا شموليًا وذكيًا.

خلاف ذلك، سوف تضيع الفرص التي يوفّرها توليد طاقة متجددة أنظف وبأسعار معقولة ونزيد من الأحمال على شبكة الكهرباء.

ويمكن للمطابقة والاستفادة من أوجه التآزر في الابتكارات في جميع أجزاء نظام الكهرباء وقطاعات الاستعمال النهائي، بما في ذلك جميع الجهات الفاعلة وأصحاب المصلحة المعنيين، المساعدة في تنفيذ الحلول الناجحة على أرض الواقع.

وللمساعدة في تحويل هذا النموذج الجديد إلى واقع ملموس، يحدد تقرير مشهد الابتكار الجديد الخاص بالكهرباء الذكية الصادر عن الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (آيرينا) 100 ابتكار رئيس عبر 3 طرق للتحول: الكهرباء إلى التنقل، والكهرباء إلى التسخين والتبريد، والكهرباء إلى إنتاج الهيدروجين.

في المقابل، توفر الكهربة الذكية مسارًا فاعلًا من حيث التكلفة لإزالة الكربون من أنظمة الكهرباء، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

ومن خلال كهربة قطاعات استعمال الطاقة النهائية وإدارة هذه الأحمال بطريقة ذكية، يمكن تحرير المرونة في نظام الكهرباء، وإدماج حصص كبيرة من مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة؛ لذلك توفر الكهربة الذكية 3 مزايا رئيسة:

توسيع نظام الكهرباء الموفر للتكلفة: من خلال دمج الأحمال الجديدة بطريقة ذكية وفعالة من حيث التكلفة، قلّلت الكهربة الذكية من ذروة الحمل في النظام، ما أدى إلى تأجيل الاستثمارات غير الضرورية في توسعة الشبكة والتوليد.

زيادة مرونة نظام الكهرباء: تُعدّ المرونة أمرًا بالغ الأهمية لإدماج حصة أكبر من مصادر الطاقة المتجددة.

وتسخر الكهربة الذكية مرونة الطلب على الأحمال الجديدة، ما يسمح بإدماج أكثر سلاسة لمصادر الطاقة المتغيرة مثل الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وهذا يعزز مرونة أنظمة الكهرباء وموثوقيتها.

إزالة الكربون بطريقة فاعلة من حيث التكلفة: تبرز الكهربة باستعمال مصادر الطاقة المتجددة بصفتها الحل الأكثر فاعلية من حيث التكلفة لإزالة الكربون من مختلف قطاعات الاستعمال النهائي. ويمكن تحسين استعمال الطاقة المتجددة وتسريع الانتقال إلى اقتصاد منخفض الكربون من خلال اعتماد إستراتيجيات كهربة ذكية، وفقًا لما نشرته مجلة بي في ماغازين (pv-magazine) في 14 يوليو/تموز الجاري.

تسخير إمكانات الخلايا الكهروضوئية

يمثّل تقرير مشهد الابتكار الجديد الخاص بالكهرباء الذكية الصادر عن الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (آيرينا) مجموعة أدوات لصانعي السياسات لتصميم إستراتيجيات كهربة ذكية، مصممة وفقًا لسياقها الخاص.

• آيرينا تطرح 100 ابتكار أمام الحكومات لدعم كهربة جميع القطاعات

من ناحيتها، تجلب السمات المميزة للطاقة الشمسية الكهروضوئية فوائد كبيرة على تحول الطاقة عند إدماجها بذكاء في نظام الطاقة.

ويحدد التقرير العديد من "النقاط العمياء"، وهي القضايا التي يجري تجاهلها في بعض الأحيان، ويمكن أن تعرقل نجاح إستراتيجيات الكهربة الذكية أو لديها القدرة على تسريع الكهربة.

وتتمثّل إحدى تلك النقاط في أن تحديد نقاط شحن السيارات الكهربائية مع توليد الطاقة الشمسية يمكن أن يقلل من أضرار الشبكة.

وتحدث ذروة توليد الطاقة الشمسية في منتصف النهار عندما تكون معظم سيارات الركاب متوقفة. ويمكن أن يؤدي الشحن في مكان العمل، جنبًا إلى جنب مع مصفوفات الأسطح الكهروضوئية الشمسية والمظلات الشمسية فوق ساحات الانتظار، إلى تقليل الحمل الإجمالي للسيارات الكهربائية على الشبكة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لأنظمة الشحن بالطاقة الشمسية خارج الشبكة تسريع التحول إلى السيارات الكهربائية في الأماكن ذات الشبكات منخفضة السعة، وتجنب الحاجة إلى التوسع المكلف للشبكة.

وفي قطاعي التدفئة والتبريد، تُعدّ النقطة العمياء المهمة درجة الحرارة بصفتها متغيرًا مهمًا. ويُعدّ التمييز بين احتياجات درجات الحرارة المنخفضة في المباني وتدفئة المناطق، واحتياجات درجات الحرارة المرتفعة في القطاعات الصناعية؛ أمرًا بالغ الأهمية.

وتوجد "نقطة عمياء" أخرى تجذب الانتباه إلى الطلب المتزايد على التبريد، وأوجه التآزر مع إدماج الطاقة الشمسية الكهروضوئية، التي يجب أخذها في الاعتبار عند تخطيط الطاقة.

وبدورها، توفر المضخات الحرارية العكسية التبريد بتكلفة إضافية منخفضة، ما يجعل الشبكات الحرارية أكثر كفاءة وربحية، لأنها يمكن أن تقدم خدمات على مدار العام.

ونظرًا إلى حدوث ذروة متطلبات التبريد والطاقة الشمسية في وقت واحد، يمكن أن يقترن الطلب المتزايد على التبريد مع الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتخفيف انتشار الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتزايد.

وأثبتت مقاطعة أريزونا أنه يمكن تلبية 55% من الطلب على الكهرباء للتبريد عن طريق توليد الطاقة الشمسية. ويمكن تلبية حتى حصة أكبر من هذا الطلب إذا جرى تبريد المباني مسبقًا خلال الساعات المشمسة، مع الاستفادة من إمكانات التخزين الحراري للمباني.

لذلك، يلزم اتخاذ تدابير فعّالة لتخطيط الطاقة لتلبية الطلب المتزايد على التبريد بأكثر الطرق فاعلية من حيث التكلفة.

اقرأ أيضًا..

• ما أسباب التغيير الشهري في الخفض الطوعي لإنتاج النفط؟ أنس الحجي يجيب (صوت)
• سلطنة عمان تعزز احتياطيات النفط والغاز في 2022
• هل يؤثر حقل الدرة في علاقات السعودية وإيران؟ (مقال)