الطلب على الكهرباء في أوروبا يترقب دورًا مهمًا لطاقتي الشمس والرياح (تقرير)

يمكن للطاقة الشمسية وطاقة الرياح تلبية معظم الطلب على الكهرباء في أوروبا، مع إمكان الاستعانة بمصادر متجددة إضافية.

وحسب تحديثات تابعتها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، يزعم باحثون من جامعة أوتريخت في هولندا أنهم أثبتوا إمكان تلبية معظم الطلب على الكهرباء في أوروبا من خلال الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

وأكد الباحثون الحاجة إلى الهيدروجين القابل للتوزيع لتغطية جزء صغير فقط من إجمالي الطلب على الكهرباء في أوروبا.

ووجدوا أن الإفراط في بناء قدرات الطاقة المتجددة والتقليص الاستباقي لها من شأنهما أن يؤديا دورًا في تلبية الطلب على الكهرباء في أوروبا، بإمدادات ثابتة تكفي لإدارة انقطاع الطاقة النظيفة.

مفهوم "التكلفة المستوية للكيلوواط/ساعة"

يعتمد تحليل الباحثين من جامعة أوتريخت في هولندا على مفهوم "التكلفة المستوية للكيلوواط/ساعة"، الذي يُعرّفونه بأنه نسبة التكلفة المستوية للكيلوواط/ساعة (LCOE) للشركة والتكلفة الثابتة للكيلوواط/ساعة من الطاقة المتجددة "غير المقيدة".

ويهدف هذا إلى قياس التكاليف النسبية لتحويل الطاقة المتجددة إلى كهرباء ثابتة.

وميّز العلماء بين "تكلفة الكهرباء المُستوية الثابتة" التي تشمل جميع تقنيات التوليد والتخزين، و"تكلفة الكهرباء المُستوية غير المُقيدة" التي تشمل فقط الطاقة الشمسية وطاقة الرياح "غير المُقيدة".

وأوضحوا أنه "لتحليل تكلفة تحويل الكهرباء المتجددة المتقطعة إلى كهرباء ثابتة في أوروبا، قارنّا سيناريوهات متعددة بمزيج تكنولوجي مختلف، بما في ذلك الطاقة الشمسية وطاقة الرياح البرية والبحرية، وتخزين البطاريات، والتحليل الكهربائي، والطاقة الكهرومائية والنووية الحالية".

تقييم أدنى تكاليف سنوية لنظام الكهرباء الأوروبي

طوّر فريق الباحثين نموذجًا لتقييم أدنى تكاليف سنوية لنظام الكهرباء الأوروبي، وهو نموذج تحسين الإفراط في البناء والتقليص للطاقة المتجددة المتقطعة لعموم أوروبا (PEIROCOM).

وأشاروا إلى أنه يُمكن لهذا النموذج تحسين القدرة المُركبة وتوزيع جميع التقنيات المختارة في وقت واحد، مع ضرورة مطابقة النظام للطلب على الكهرباء ساعيًّا والطلب السنوي على الهيدروجين سنويًا، وفق تفاصيل اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

وعَدَّ الأكاديميون أوروبا مكتفية ذاتيًا تمامًا مع عدم استيراد -أو تصدير- الكهرباء أو الهيدروجين، حيث يبلغ معدل الاكتفاء الذاتي لكل دولة من الدول الـ37 المُدرجة في النماذج 80% على الأقل.

وافترضوا كفاءة بنسبة 95% لجميع خطوط ربط للتيار المتناوب عالي الجهد (HVAC) والتيار المستمر عالي الجهد (HVDC).

وتضمَّن السيناريو المقترح 50 عقدة سوقية، و120 عقدة للطاقة الشمسية الكهروضوئية، و121 عقدة رياح برية، و56 عقدة رياح بحرية، و109 خطوط ربط للتيار المتناوب عالي الجهد HVAC، و51 خط ربط للتيار المستمر عالي الجهد.

دراسة 6 سيناريوهات

درس الباحثون في 6 سيناريوهات: سيناريو أساس حيث تعمل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح جنبًا إلى جنب مع تخزين بطاريات أيونات الليثيوم، وسيناريو أساس مع الرياح والطاقة الشمسية والتخزين والهيدروجين.

يضاف إلى ذلك سيناريوهان تهيمن عليهما مصادر الطاقة المتجددة، بما في ذلك القدرة النووية والطاقة الكهرومائية الحالية، وسيناريو يركّز على مصادر الطاقة المتجددة، حيث تُستعمل توربينات الهيدروجين لتوليد الكهرباء القابلة للإرسال، وسيناريو يتضمن أجهزة التحليل الكهربائي وتوربينات غاز الهيدروجين.

وأكدوا أن "هذه السيناريوهات الـ6 توضح أنه على الرغم من كون الإفراط في البناء والتقليص سيخفضان تكاليف النظام بشكل كبير في نظام يعتمد فقط على مصادر الطاقة المتجددة، فإن شبكة الطاقة المتجددة وحدها تُعدّ أكثر تكلفة من الشبكة ذات السعة القابلة للتوزيع".

تلبية الطلب على الكهرباء في أوروبا

أظهر تحليل الباحثين من جامعة أوتريخت في هولندا أن مصادر الطاقة المتجددة والتخزين قصير الأجل يمكن أن تلبي نحو 92.5% من الطلب على الكهرباء في أوروبا، بينما تُلَبّى النسبة المتبقية البالغة 7.5% بوساطة الهيدروجين الأخضر.

وأوضح الباحثون أن "تقليص مصادر الطاقة المتجددة ضروري لتحسين تكاليف النظام في شبكة كهرباء متجددة بالكامل".

وأضافوا: "خلافًا للأبحاث السابقة، نُظهر أن التقليص المطلوب أقل بكثير عند توفُّر استجابة كافية لتلبية الطلب على الكهرباء في أوروبا والتخزين الموسمي".

ومن المتوقع أن يُنشئ الهيدروجين قدرة كبيرة على الاستجابة لحجم الطلب على الكهرباء في أوروبا، بينما يمكن أن تساعد توربينات الغاز المُجددة في استعمال الهيدروجين خلال فترات انخفاض إنتاج مصادر الطاقة المتجددة.

وخلص الباحثون إلى أنهم "يُثبتون أن هذا النظام أرخص تكلفة وأكثر متانة، حيث يمكنه التعامل مع مجموعة أوسع من أنماط الطقس على مدى سنوات متعددة".

موضوعات متعلقة..

• الطلب على الكهرباء من مراكز البيانات في أوروبا قد يرتفع 150%
• الكهرباء في جنوب أوروبا تواجه اختبار "الحر".. والطلب على الغاز يرتفع
• كيف يؤثر الذكاء الاصطناعي في الطلب على الكهرباء.. ومتى يكون "قاتلًا"؟ (تقرير)

اقرأ أيضًا..

• أوابك: فرص واعدة لطاقة المد والجزر في 6 دول عربية
• وزير الطاقة الأردني: تسريع الحفر بحقل الريشة.. ومشروعات رياح وتخزين كهرباء قريبًا (حوار)
• هل النفط والغاز المسال وراء هجوم الغرب على السعودية ودول الخليج؟

المصدر..

• "الإفراط في بناء مصادر الطاقة المتجددة والتقليص الاستباقي لها يمكن أن يُخفّضا تكاليف نظام الكهرباء في أوروبا"، من مجلة بي في ماغازين