التعاون على نطاق واسع: كيف نفتح مرونة الطاقة لتعزيز الكفاءة والقدرة على الصمود

• مع تزايد الاعتماد على توليد الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة، تزداد أهمية المرونة لتحقيق تحسين استخدام الطاقة.
• ومع إهدار ما يصل إلى 30% من الكهرباء بعد العداد، تظهر فرصة هائلة لتحسين كفاءة استهلاك الطاقة.
• يمكن لأصحاب المصلحة عبر منظومة الطاقة أن يقودوا الطريق من خلال تقديم نماذج للتعاون.

اليوم، تشير التقديرات إلى أن 30% من الكهرباء تُهدر في البيئة المبنية. وهذا يتجاوز مجرد ترك الأضواء مضاءة؛ فهو نتيجة لأنظمة معقدة تعمل بكفاءة منخفضة، مما يعادل مئات المليارات من الدولارات سنوياً من الهدر.

ومع تغير التكنولوجيا في كيفية إنتاجنا واستهلاكنا للطاقة، يحتاج المورّدون والمستهلكون على جانب الطلب إلى التعاون لزيادة الكفاءة والمرونة مع تقليل الأثر البيئي.

صعود مصادر الطاقة المتجددة

يشهد نظام الطاقة تحولاً سريعاً وغير مسبوق. وفقاً لمركز أبحاث الطاقة Ember، في عام 2024 أنتجت الطاقة النظيفة أكثر من 40% من كهرباء العالم، مدفوعة بالنمو القياسي لمصادر الطاقة المتجددة، وخاصة الطاقة الشمسية.

ولا تظهر وتيرة نمو مصادر الطاقة المتجددة أي تباطؤ، مدفوعة بتنافسية أسعار الألواح الشمسية وطاقة الرياح، ومعززة بمخاوف أمن الطاقة خاصة في أوروبا. ومع ذلك، فإن زيادة الاعتماد على الطاقة المتجددة تجعل الإنتاج أكثر تقلباً.

تبلغ ذروة إنتاج الطاقة الشمسية منتصف النهار، بينما تبلغ طاقة الرياح ذروتها ليلاً، وتتأثر الطاقة الكهرومائية بفترات الجفاف – وهنا تأتي أهمية المرونة. ففي الوقت الذي كانت فيه الطاقة المتجددة تشكل دوراً محدوداً، كان هذا يمكن التحكم فيه، لكنه أصبح مسألة أساسية الآن بعد أن أصبحت هذه المصادر العمود الفقري للنظام.

على سبيل المثال، في اليونان، شكّلت مصادر الطاقة المتجددة في عام 2024 نحو 28.7 تيراواط/ساعة أي ما يعادل 55% من إجمالي الكهرباء المولدة، بزيادة تفوق الضعف مقارنة بـ 11.5 تيراواط/ساعة وحصة 22% في عام 2019 وفقاً لبيانات مشغل النظام.

المرونة في جانب الإمداد أمر حاسم، لكن جانب الطلب يحمل إمكانات غير مستغلة.

ما هي المرونة في أنظمة الطاقة؟

تشير المرونة إلى قدرة النظام على التكيف بسرعة مع الظروف الجديدة. وهي تأتي من: التخزين (البطاريات ومحطات الضخ-التخزين المائي)، التوليد المرن، الترابط الكهربائي، الشبكات الذكية، استجابة جانب الطلب، إدارة الطاقة والبنية التحتية الرقمية.

من دون مرونة، يصل النظام إلى سقف لا يمكن تجاوزه؛ فحتى إذا أصبحت الطاقة النظيفة رخيصة، فإن قيمتها تتضاءل إذا لم يتم استغلالها بالكامل.

الأصول المرنة تعالج هذه المشكلة مباشرة، إذ تحوّل التقلبات إلى قيمة. والنتيجة واضحة: المرونة تقلل من الفاقد، تزيد من اختراق الطاقة المتجددة وتخفض تكاليف النظام الكلية.

التقنيات التي توفر المرونة أصبحت ناضجة وفعّالة من حيث التكلفة. فقد شهدت بطاريات ليثيوم-أيون انخفاضاً حاداً في الأسعار بنسبة تتجاوز 90% منذ عام 2010، وفقاً لـ BloombergNEF.

على الصعيد العالمي، تتزايد الاستثمارات في المرونة. ففي عام 2024، شهد قطاع تخزين الطاقة استثمارات تقارب 54 مليار دولار، بزيادة 35% عن عام 2023.

كما يقدّر تقرير SolarPower Europe أن نشر التقنيات المرنة إلى جانب الطاقة الشمسية قد يؤدي إلى وفورات صافية سنوية في تكاليف النظام تصل إلى 32 مليار يورو بحلول عام 2030.

الابتكار: المسرّع في جانب الطلب

بينما يُعد جانب الإمداد أساسياً، فإن جانب الطلب لا يزال يملك إمكانات ضخمة غير مستغلة. العدادات الذكية، برامج الاستجابة للطلب، وتقنيات كفاءة الطاقة تمكّن الشركات والمستهلكين من المساهمة الفعلية في استقرار الشبكة وتحسينها.

تتعلق المرونة في جانب الطلب بضبط استهلاك الطاقة وفقاً لنقاط التحميل المثلى، والتوافر والأسعار. ويمكن تحقيق ذلك من خلال عدة استراتيجيات:

• تصميم الأنظمة والابتكار: المباني مستهلك رئيسي للطاقة. يمكن للأنظمة الحرارية المتقدمة التي تدمج التدفئة والتبريد والتحكم أن تحسّن الكفاءة والمرونة بشكل كبير. الأنظمة الكهربائية الكاملة تستخدم طاقة أقل بثلاث إلى أربع مرات مقارنة بالطرق التقليدية، وتخفض التكاليف وتعزز العوائد. كما تساعد أنظمة التخزين، مثل تخزين الجليد، على تقليل الفواتير من خلال تحويل استهلاك الطاقة إلى ساعات خارج الذروة.

• استخدام الذكاء الاصطناعي لتحسين الكفاءة: الأدوات الرقمية والذكاء الاصطناعي يمكن أن تجعل أنظمة التدفئة والتبريد أكثر ذكاءً ومرونة وكفاءة. من خلال استخدام بيانات المباني وتوقعات الطقس، يقوم الذكاء الاصطناعي بتحسين استهلاك الطاقة وخفض التكاليف وتقليل الطلب الكهربائي في عدة مبانٍ. أنظمة إدارة الطاقة المدعومة بالذكاء الاصطناعي يمكن أن تقلل الاستهلاك بما يصل إلى 20%.

الكهربة والذكاء الاصطناعي جزء من المعادلة، حيث يساعدان على تخفيف الضغط عن الشبكة في أوقات الذروة. كما تساهم أنظمة الإدارة الحرارية في إزالة الكربون من المباني الكبيرة والصغيرة على حد سواء، مع توفير الطاقة والتكاليف.

الأبحاث في الشبكات العصبية المستنيرة بالفيزياء، التحكم الآلي والبنية التحتية للبيانات ستسرّع من تحسين الطاقة وتعزيز الأثر المستدام. وهذه الابتكارات ذات جدوى اقتصادية وتبعث على التفاؤل.

جعل الطاقة أكثر كفاءة ومرونة

كل ميغاواط-ساعة من الطاقة، وخاصة الكهرباء النظيفة، ثمين جداً ليُهدر – فإهداره يُعد فرصة ضائعة للكفاءة، والنمو، والعمل المناخي. إن المرونة في جانبَي العرض والطلب لا تساعد المستهلكين على خفض الطاقة والتكاليف فقط، بل تدعم أيضاً أمن الشبكة واستدامتها.

لتحقيق الاستفادة الكاملة من المرونة، يجب أن تشجع الأطر التنظيمية على تحقيق عائد منها. تسعير الكهرباء الديناميكي يلتقط بشكل أفضل تقلبات النظام ويكافئ الاستجابة السريعة لمصادر المرونة.

تُعدّ تحديث الشبكة ورقمنتها أمراً حيوياً لدمج الموارد الموزعة، فيما يجب أن تعطي عمليات التخطيط الأولوية للكفاءة على مستوى النظام ككل. سيكشف ذلك عن القيمة الحقيقية للمرونة، يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري، ويحسن قدرة أنظمة الطاقة الحديثة على الصمود مع توفير كهرباء ميسورة التكلفة للمستهلكين.

ومع التقدم المثير في الابتكار والأبحاث، ومع توفر التكنولوجيا والمهارات والالتزام للتصدي لهذه التحديات معاً، يمكننا بناء منظومة طاقة أكثر مرونة وكفاءة وقدرة على الصمود.