تُعد الرياح والطاقة الشمسية الآن أرخص مصادر الكهرباء على وجه الأرض، لكن قيمتها تنخفض بشكل حاد في أوقات الإنتاج الزائد.
المصانع الصناعية غير قادرة على الاستفادة من هذه الطاقة النظيفة الرخيصة، لأنها تعمل على مدار الساعة وطوال أيام الأسبوع، بينما تكون هذه المصادر متقطعة في أغلب الأحيان.
تُعتبر البطاريات الحرارية بديلًا فعّالًا من حيث التكلفة وقابلًا للتوسع لتحويل الكهرباء المتقطعة إلى طاقة مستمرة.
تُعد الرياح والطاقة الشمسية الآن أرخص مصادر الكهرباء على هذا الكوكب. ولكن على الرغم من التقارير الدولية العديدة والتغطية الإعلامية الواسعة التي تُسلط الضوء على هذا التحول الهام، فإن حتى أولئك الذين يتابعون عن كثب قضايا المناخ والطاقة يفقدون في كثير من الأحيان إدراك ما تعنيه هذه الاتجاهات حقًا.
كنقطة انطلاق، تخيل شبكة كهربائية مبسطة تعتمد بالكامل على الوقود الأحفوري. والآن بعد أن أصبحت مصادر الطاقة المتجددة رخيصة، يمكن للمطورين الرياديين نشرها بسرعة؛ هذه المشاريع الأولية للرياح والطاقة الشمسية تحقق عوائد كبيرة، إذ يمكنها بيع الكهرباء بتكلفة أقل من منتجي الطاقة التقليدية عندما تهب الرياح أو تشرق الشمس.
لكن مع زيادة مشاريع الطاقة المتجددة المتصلة بالشبكة، يجب أن تتنافس هذه المشاريع على بيع الكهرباء التي تنتجها – مما يؤدي إلى انخفاض حاد في أسعار الطاقة عندما يكون الإنتاج مرتفعًا والطلب منخفضًا.
لماذا تهدر الطاقة المتجددة الزائدة عند ذروة الإنتاج
بحكم طبيعتها، يكون إنتاج الطاقة النظيفة في مكان معين متزامنًا؛ عندما تدور إحدى توربينات الرياح في منطقة، فإن كل توربين آخر في تلك المنطقة تقريبًا يدور أيضًا. وبالتالي، عندما يصل انتشار الرياح أو الطاقة الشمسية إلى مرحلة تلبية احتياجاتنا من الكهرباء خلال فترات الذروة، فإن قوانين العرض والطلب تدفع قيمة أي إنتاج إضافي في تلك الساعة نحو الصفر.
عندما يتزامن الإنتاج العالي مع فترات الطلب المنخفض، يصبح هذا الاتجاه أكثر وضوحًا – ما يضطر منتجي الطاقة المتجددة إلى إيقاف الإنتاج مؤقتًا في كثير من الأحيان. ونتيجة لذلك، تصبح المشاريع التي كانت مربحة في السابق تواجه نسبة متزايدة من إنتاج الكهرباء التي تُعتبر بلا قيمة تقريبًا بالنسبة للشبكة.
على الرغم من أن هذه المشاريع لا تزال تنتج الكثير من الكهرباء عالية القيمة، إلا أن هذا التأثير يظل كبيرًا بما يكفي ليؤثر على اقتصاديات المشاريع ويُبطئ انتشارها في المناطق التي توجد بها كميات كبيرة من مصادر الطاقة المتجددة.
بدأت هذه الديناميكية بالفعل في الظهور في جميع أنحاء العالم. لكن بدلًا من أن تكون مؤشرًا على نهاية عصر الطاقة النظيفة، توفر هذه الفوائض من الطاقة المتجددة فرصةً لبدء تزويد قطاعات كاملة من اقتصادنا بالكهرباء النظيفة والرخيصة.
باستخدام تقنيات مرنة مثل البطاريات الحرارية، يمكننا إطلاق مصدر جديد فعّال من حيث التكلفة دون التنازل عن الموثوقية. يمكن لهذه الأنظمة تحويل الكهرباء الزائدة إلى حرارة ثم تخزين الطاقة، تمامًا مثل البطاريات التقليدية، لإطلاقها على مدار الساعة وطوال أيام الأسبوع.
لفهم كيف يمكن لمصادر الطاقة المتجددة الرخيصة جدًا أن تغير مستقبل الطاقة، دعونا نلقي نظرة على عاصمة الاقتصاد الأمريكي للطاقة النظيفة التي قد لا تبدو واضحة للوهلة الأولى: منطقة السهول الكبرى. من منطقة تكساس بانهاندل إلى الأراضي العشبية في نورث داكوتا، شهد ""حزام الرياح"" الأمريكي هذا بعضًا من أولى مشاريع الرياح واسعة النطاق في العالم، وهو يتمتع الآن بأعلى معدلات انتشار الطاقة المتجددة في البلاد. على سبيل المثال، تنتج ولاية ساوث داكوتا بالفعل أكثر من نصف طاقتها من طاقة الرياح.
نتيجة لذلك، اضطرت مزارع الرياح العملاقة التي تنتشر في هذه المنطقة بشكل متزايد إلى خفض إنتاجها عندما يكون الإنتاج مرتفعًا والطلب منخفضًا – مما أدى إلى إهدار ما يصل إلى خُمس الإنتاج المحتمل تمامًا، على حساب أرباحها. وفي الوقت نفسه، تُمنع المناطق الحضرية البعيدة ذات الأحمال الكهربائية الكبيرة من الحصول على هذه الكهرباء النظيفة بسبب اختناقات في خطوط النقل.
في جميع أنحاء حزام الرياح، أصبحت أسعار الكهرباء بالجملة أرخص من أسعار الغاز الطبيعي (Henry Hub) – الذي يُعتبر المعيار المرجعي لأسعار الغاز الرخيصة في الولايات المتحدة – لمدة 30% أو 40% أو حتى 50% من العام. وكل عام تزداد هذه النسب مع انتشار المزيد من مصادر الطاقة المتجددة.
ليست هذه الاتجاهات معزولة. ومع انتشار طاقة الرياح والطاقة الشمسية بوتيرة أسرع مما توقعه أي شخص، سنشهد بشكل متزايد نفس النمط في كل مكان من العالم.
في جميع أنحاء حزام الرياح، لم تتمكن آلاف المصانع حتى الآن من الاستفادة من الطاقة الرخيصة التي تُهدر بالقرب منها، بل تستمر في حرق الغاز الطبيعي والفحم في الموقع، بينما تُقدم الكهرباء بشكل مجاني تقريبًا.
على الرغم من وجودها بجوار بعض من أرخص مصادر الطاقة في العالم، إلا أن هذه المصانع غير قادرة على الاستفادة من هذه الكهرباء الرخيصة لسبب بسيط: هي تعمل بشكل مستمر على مدار الساعة، والطاقة النظيفة والرخيصة تكون متقطعة. سيبقى الوضع كذلك في ملايين المنشآت الصناعية حول العالم، التي تشكل مجتمعةً 37% من استهلاك الطاقة العالمي.
سد الفجوة بين الطلب الصناعي والطاقة المتقطعة الرخيصة
هنا تكمن واحدة من أكبر الفرص في قطاع الطاقة اليوم: سد الفجوة بين الطلب الصناعي المستمر والطاقة المتقطعة الرخيصة.
هناك العديد من الطرق الممكنة لتحويل الكهرباء المتقطعة إلى حرارة وطاقة مستمرة، من بطاريات الليثيوم إلى الهيدروجين الأخضر، ولكن لا يوجد منها ما هو فعال من حيث التكلفة وقابل للتوسع مثل البطاريات الحرارية – الحل الذي بدأت شركات مثل «أنتورا» (Antora)، وهي عضو في برنامج الطاقة النظيفة والشبكات والكهرباء لدى المنتدى الاقتصادي العالمي، في نشره بالفعل في جميع أنحاء حزام الرياح.
