لماذا يظل الغاز الطبيعي في أميركا مهمًا لقطاع الكهرباء مستقبلًا؟ (تقرير)

لا يزال الغاز الطبيعي في أميركا المصدر الأكبر لتوليد الكهرباء على المستوى الوطني، مع تفاوت حصته من ولاية إلى أخرى.

ويتوقع تقرير تحليلي حديث -اطلعت عليه وحدة أبحاث الطاقة (مقرها واشنطن)- أن يظل الغاز الطبيعي مصدرًا أساسيًا في قطاع الكهرباء الأميركي حتى في ظل مسار تحول الطاقة مستقبلًا.

ويستند التقرير في توقعاته لمستقبل الغاز الطبيعي في أميركا إلى أن التخلص التدريجي من الفحم، وزيادة حصة الطاقة المتجددة، سيحتاجان معًا إلى مصدر موثوق وأقل انبعاثًا.

ويُشكِّل الغاز الطبيعي بديلًا تقليديًا للفحم في قطاع الكهرباء تاريخيًا، كما أن وجوده ضروري لموازنة الشبكات في حالة التوسع في حصة الطاقة المتجددة المتقلبة حسب ظروف الطقس.

حصة الغاز في مزيج الكهرباء الأميركي

بلغ إنتاج الكهرباء في الولايات المتحدة قرابة 4.155 تريليون كيلوواط/ساعة في عام 2024، بزيادة 3% عن مستواه البالغ 4.029 تريليون كيلوواط/ساعة في عام 2023.

وشكل الغاز الطبيعي في أميركا قرابة 42.5% من إنتاج الكهرباء، أو ما يعادل 1.767 تريليون كيلوواط/ساعة خلال العام الماضي (2024).

وجاءت الطاقة النووية في المركز الثاني بنسبة 18.8% من مزيج توليد الكهرباء، أو بما يعادل 781 مليار كيلوواط/ساعة، يليها الفحم بنسبة 15.5%، أو 647 مليار كيلوواط/ساعة خلال العام الماضي.

على الجانب الآخر، بلغ إنتاج الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة -باستثناء الكهرومائية- قرابة 703 مليارات كيلوواط/ساعة، ما يمثل 17% من مزيج الكهرباء الأميركي خلال عام 2024.

أما حصة الطاقة الكهرومائية منفردة فقد بلغت قرابة 5.8%، مع وصول إنتاجها إلى 241 مليار كيلوواط/ساعة خلال العام الماضي.

ولم يتجاوز النفط إنتاجه 16 مليار كيلوواط/ساعة من الكهرباء خلال العام الماضي، بما يمثل 0.4% من مزيج التوليد الأميركي، بحسب أحدث بيانات صادرة عن إدارة معلومات الطاقة الأميركية.

تحولات الغاز والفحم في أميركا

حتى منتصف القرن الماضي، كان الفحم هو الوقود القياسي لتوليد الكهرباء، ومع ذلك، فإن حرق الفحم لا تتجاوز كفاءته الحرارية 35%، كما تصدر عنه انبعاثات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون والجسيمات الضارة.

ومنح التوافر المتزايد للغاز الطبيعي في النصف الأخير من القرن العشرين، قطاع الكهرباء مصدرًا أقل تلويثًا للبيئة، حيث تقل الانبعاثات الكربونية الصادرة عن حرقه بكثير عن نظيرتها المنبعثة من حرق الفحم.

إضافة إلى ذلك؛ فقد شهدت تقنيات التوليد بالغاز الطبيعي تطورات واسعة خلال العقود الأخيرة؛ ما زاد من كفاءتها في استهلاك الوقود، مقارنة بالتقنيات المستعملة في محطات حرق الفحم.

ويمكن لتوربينات الغاز ذات الدورة المركبة -على سبيل المثال- أن تحقق كفاءة تزيد على 60%، كما يمكنها أن تخفض انبعاثات محطات الكهرباء بنسبة 65% مقارنة بالمحطات التقليدية العاملة بالفحم.

وأسهم التوسع في استعمال هذه التوربينات بقطاع الكهرباء الأميركي إلى خفض انبعاثات القطاع بنسبة 47% منذ عام 2005 حتى الآن، بحسب التقرير المنشور على موقع مجلة سبكترا المتخصصة (Spectra).

لماذا الغاز البديل الأقرب؟

من المتوقّع تزايد استعمال الغاز الطبيعي في أميركا مع انخفاض حصة الفحم ضمن مزيج الكهرباء خلال السنوات المقبلة؛ حيث يتوقع إخراج 54 غيغاواط من القدرة العاملة بهذا المصدر من الخدمة بحلول عام 2030.

وفي حين يراهن البعض على أن الغاز هو البديل الأمثل لتعويض فجوة القدرة التي سيتركها الفحم، يميل آخرون إلى أن الطاقة المتجددة هي الأفضل.

وتسارع انتشار مصادر الطاقة النظيفة في الولايات المتحدة، خلال السنوات الأخيرة، كما ارتفعت استثماراتها من 200 مليار دولار عام 2022 إلى 280 مليار دولار عام 2023، متجاوزة الاستثمارات في الوقود الأحفوري.

ورغم ذلك؛ فإنها لا توفر كهرباء مستمرة؛ بسبب تقلب إنتاجها على حسب ظروف الطقس؛ حيث تغيب أشعة الشمس ليلًا، كما يقل إنتاج توربينات الرياح عند هدوء معدلات الهبوب.

وتمثل هذه السمة في توليد الطاقة المتجددة معضلة لمشغلي الشبكات خاصة خلال أوقات ذروة الطلب على الكهرباء؛ ما يستلزم دخول مصادر توليد ثابتة لموازنة الطلب.

ويمكن لنوع معين من محطات الغاز، تسمى "محطات الذروة"، أن تتدخل بسرعة لموازنة الطلب، مع قابليتها للتوقف عند ارتفاع توليد الطاقة المتجددة، بحسب التقرير.

الغاز ومراكز البيانات

على الجانب الآخر، يمكن للتوسع في استعمال الغاز الطبيعي في أميركا أن يلبي طلب مراكز البيانات المدعومة بتقنيات الذكاء الاصطناعي، ذات الاستهلاك الكثيف للطاقة.

وفي هذه الحالة، يستطيع الغاز أن يوفر مصدر كهرباء موثوقًا ومستمرًا يلائم عمل مراكز البيانات على مدار الساعة، كما يستطيع موازنة التيار في حالة اعتماد هذه المراكز على مصادر الطاقة المتجددة.

ويتوقّع مصرف غولدمان ساكس الأميركي أن يزداد الطلب على الكهرباء في مراكز البيانات بمعدل نمو سنوي مركّب يبلغ 15% بين عامي 2023 و2030.

ومن المرجّح أن يلبي الغاز الطبيعي 60% من هذه الاحتياجات، كما ستلبي الطاقة المتجددة النسبة المتبقية (40%)، بحسب توقعات المصرف التي رصدتها وحدة أبحاث الطاقة.

موضوعات متعلقة..

• توليد الكهرباء بالغاز في أميركا يحطّم رقمًا قياسيًا جديدًا
• قدرة توليد الكهرباء بالفحم في أميركا قد تتراجع 64% عن ذروتها بحلول 2030
• مراكز البيانات في أميركا تدفع خطط محطات الغاز.. 20 غيغاواط مرتقبة (تقرير)

اقرأ أيضًا..

• أكبر 5 صفقات غاز مسال في يناير 2025.. هيمنة عربية
• أكبر 5 صفقات طاقة متجددة في يناير 2025.. الإمارات تتصدر بـ4 مشروعات
• عدد مشروعات الهيدروجين العربية يتضاعف 4 مرات بقيادة مصر
• مشروعات الطاقة الشمسية في الجزائر ترفع وارداتها من الألواح الصينية
  

المصادر:

• تحليل مستقبل الغاز الطبيعي في أميركا من موقع سبكترا.
• حصة الغاز في مزيج الكهرباء الأميركي من إدارة معلومات الطاقة.