تم تحديث هذه المقالة آخر مرة في مارس 11, 2023
فجوات الكهرباء ماذا يحدث عندما يتجاوز الطلب الأقصى على الكهرباء العرض؟
فجوات الكهرباء – ماذا يحدث عندما يتجاوز ذروة الطلب على الكهرباء العرض؟
إن الأثرياء العالميين أكثر إصرارًا على أن الحل الوحيد لأزمة تغير المناخ العالمي هو تحويل العالم إلى بيئة خضراء كهرباء، إلى حد ما ، الفطام التام لفئة المتبرعين بالأعضاء من الكهرباء المولدة بوسائل أقل قبولًا بما في ذلك الوقود الأحفوري والنووي. بينما ، كما هو معتاد ، يبدو أن هذا حل رائع ، في الواقع ، يُظهر الواقع بوضوح أن هذه الفكرة بعيدة عن أن تكون قابلة للتطبيق.
من المتوقع أن ينمو الطلب على الكهرباء في ألمانيا خلال السنوات القادمة من خلال زيادة استخدام كل من المضخات الحرارية والمركبات الكهربائية. في حالة المضخات الحرارية ، تريد الحكومة الألمانية تركيب 500000 مضخة حرارية سنويًا بين عامي 2024 و 2030 مما ينتج عنه إجمالي 6 مليون مضخة حرارية في الأمة. توقعت الرابطة الألمانية لصناعات الطاقة والمياه (BDEW) الطلب على الطاقة بمقدار 700
تيراوات ساعة في عام 2030 لتلبية احتياجات 14 مليون سيارة كهربائية ، 15 جيجاواط أو قدرة المحلل الكهربائي باستخدام 30 تيراواط ساعة والمضخات الحرارية المذكورة أعلاه 6 ملايين.
أ أحدث بيان صحفي باللغة الألمانية McKinsey & Company تبحث في تأمين إمدادات الكهرباء في ألمانيا. كما كان في نهاية عام 2020 ، فإن مزيج توليد الكهرباء في ألمانيا يقف على النحو التالي:
1.) الفحم 148 تيراواط ساعة (26٪)
2.) الرياح 131 تيراوات ساعة (23٪)
3.) الغاز الطبيعي 99.6 تيراواط ساعة (17٪)
4.) نووية 64.4 تيراواط ساعة (11٪)
5.) الوقود الحيوي والنفايات 57.2 تيراواط ساعة (10٪)
6.) الطاقة الشمسية 50.6 تيراواط ساعة (9٪)
7.) الطاقة المائية 24.9 تيراواط ساعة (4٪)
8.) النفط 4.9 تيراواط ساعة (1٪)
بلغت طاقة التوليد التي بلغت 234 جيجا وات في نهاية عام 2020 كما يلي:
1.) الرياح – 62.2 جيجاواط
2.) الطاقة الشمسية – 53.7 جيجاواط
3.) الفحم – 51.3 جيجاواط
4.) الغاز الطبيعي – 32.8 جيجاواط
5.) هيدرو – 10.8 جيجاواط
6.) نووي – 8.1 جيجاواط
7.) النفط – 3.6 جيجاواط
8.) أخرى – 11.2 جيجاواط
إذا كنت قد سافرت في أي وقت فوق أي جزء من ألمانيا ، فمن المثير للصدمة أن ترى الاستخدام الواسع للألواح الشمسية على أسطح المباني السكنية ، ولكن من المهم أن تضع في اعتبارك أن جزءًا كبيرًا من مزيج الطاقة في ألمانيا يأتي من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح التي تشكل ثلث الإنتاج من ما يقرب من نصف إجمالي طاقة التوليد. ساعد تحول ألمانيا إلى مصادر الطاقة المتجددة الأمة على زيادة قدرتها الإجمالية بنحو 140 في المائة منذ عام 1990 ، لكنها زادت الإنتاج الإجمالي بنسبة 11 في المائة فقط ، بفضل الطبيعة المتقطعة لتوليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
تعد دراسة ماكينزي هذه وثيقة الصلة بشكل خاص بالنظر إلى التفويض الذي فرضته ألمانيا على نفسها بالتخلص التدريجي من استخدام الطاقة النووية بحلول نهاية عام 2022 والذي تمت إعادة تعيينه إلى منتصف أبريل 2023 لتعويض انخفاض إمدادات الغاز من روسيا.هنا هي بعض المعلومات الأساسية عن الطاقة النووية في ألمانيا:
حصلت ألمانيا حتى آذار (مارس) 2011 على ربع احتياجاتها من الكهرباء من الطاقة النووية باستخدام 17 مفاعلاً. لا تزال ثلاثة مفاعلات فقط قيد التشغيل اعتبارًا من أكتوبر 2022 ، وتوفر حوالي 6 ٪ من كهرباء البلاد ، بينما يأتي أكثر من ربع الكهرباء من الفحم ، ومعظمها من الليغنيت.
كانت الحكومة الائتلافية التي تشكلت بعد الانتخابات الفيدرالية عام 1998 قد تخلصت تدريجياً من الطاقة النووية كسمة لسياستها. مع تشكيل حكومة جديدة في عام 2009 ، تم إلغاء الإزالة ، ولكن أعيد العمل بها في عام 2011. تم إغلاق ثمانية مفاعلات على الفور ، وكان من المقرر إغلاقها جميعًا بحلول نهاية عام 2022.
في أكتوبر 2022 ، قررت المستشارة أن مفاعلات الطاقة النووية الثلاثة المتبقية في ألمانيا ستستمر في العمل حتى منتصف أبريل 2023 لتعويض انخفاض إمدادات الغاز من روسيا.
ألمانيا لديها بعض من أدنى أسعار الكهرباء بالجملة في أوروبا وبعض أعلى أسعار التجزئة ، بسبب سياسات الطاقة لديها. تمثل الضرائب والرسوم الإضافية أكثر من نصف سعر الكهرباء المحلية “.
فيما يلي المفاعلات الثلاثة المتبقية العاملة في ألمانيا ، انخفاضًا من 17 مفاعلًا للطاقة النووية في بداية عام 2011:
دعونا نلقي نظرة على بعض المعلومات من تقرير McKinsey:
1.) سترتفع الحمولة القصوى إلى 120 جيجاوات في عام 2030. ويمكن أن يتجاوز الحمل الأقصى السعة المتاحة حاليًا بمقدار 4 جيجاوات في عام 2025 و 30 جيجاوات في عام 2030.
2.) التخلص التدريجي من الطاقة المتاحة في أوقات التحميل القصوى يتناقص من 99 جيجاواط إلى 90 جيجاواط في عام 2030 بسبب خطط التخلص التدريجي من توليد الوقود النووي والوقود الأحفوري.
3.) وهذا يعني أن الحمل الأقصى يمكن أن يتجاوز السعة المتاحة حاليًا بمقدار 30 جيجاوات في عام 2030. بالإضافة إلى ذلك ، سوف يتجاوز الحمل الذروي السعة المتاحة بمقدار 4 جيجاوات في عام 2025. لوضع هذا في الاعتبار ، فإن فجوة الكهرباء البالغة 30 جيجاوات تقابل ما يقرب من 30 حراريًا كبيرًا محطات توليد الكهرباء.
4.) الرافعات على جانب العرض بما في ذلك التوسع الهائل لمصادر توليد الطاقة المتجددة ليست كافية إذا لم يتم بناء محطات طاقة جديدة تعمل بالغاز الطبيعي ولم يتم الشروع في التشغيل المستمر المؤقت للمحطات التي تعمل بالفحم.
دعنا نكرر النتيجة الرئيسية للتقرير:
من المتوقع أن يتجاوز الحمل الأقصى قدرة التوليد المتاحة بمقدار 30 جيجاوات في عام 2030. وهذا ما يسمى “فجوة الكهرباء” حيث يتجاوز ذروة الطلب على الكهرباء ذروة الإمداد بالكهرباء
يقترح تحليل McKinsey الحلول المحتملة التالية لفجوة الكهرباء البالغة 30 جيجاوات:
1.) في حالة عدم كفاية توليد الكهرباء محليًا ، ستضطر ألمانيا إلى الاعتماد على الواردات. في الوقت الحالي ، كان الحد الأقصى لحجم الواردات بالساعة هو 24 جيجاواط ومن المتوقع أن يرتفع إلى 35 جيجاواط بحلول عام 2030. لوضع هذا في المنظور الصحيح ، في عام 2022 ، كان أعلى حجم مستورد 12 جيجاواط. من المحتمل أن تسد الواردات 10 جيجاوات من عجز قدره 30 جيجاوات مما يؤدي إلى عجز قدره 20 جيجاوات.
2.) يمكن استخدام تخزين البطارية كحل قصير المدى لملء فجوة الكهرباء. بحلول عام 2030 ، سيكون من الممكن تطوير القدرة على تخزين 10 جيجاوات من الكهرباء في أنظمة تخزين البطاريات الكهروضوئية اللامركزية بقدرة 8 جيجاوات و 2 جيجاوات في بطاريات التخزين الكبيرة ، مما يقلل النقص إلى 10 جيجاوات.
3.) بناء محطات طاقة جديدة تعمل بالغاز الطبيعي. لسوء الحظ ، على الأكثر ، لا يوجد سوى 3 جيجاوات من المحطات التي تعمل بالغاز المخطط لها وقيد الإنشاء بحلول عام 2025. إحدى المشكلات التي تواجه توليد الطاقة بالغاز هي ما إذا كانت المحطات ستكون قادرة على العمل باستخدام الهيدروجين وما إذا كان يمكن شراء الهيدروجين الرخيص. هذا يعني أنه لا يزال هناك عجز قدره 10 جيجاوات حيث لا تستطيع الأمة الاعتماد على توليد الغاز.
من المؤكد أن بعض المحطات الحالية التي تعمل بالفحم يمكن أن تظل قيد التشغيل لفترة أطول مما هو مخطط له حاليًا ، ومع ذلك ، يبدو هذا السيناريو غير مرجح من الناحية السياسية.
يوصي تحليل McKinsey بإمكانية استخدام التحكم في الطلب لسد فجوة الكهرباء على النحو التالي:
1.) السيارات الكهربائية: يمكن لسائقي المركبات الكهربائية الشحن باستخدام الشحن الذكي عندما تكون إمدادات الكهرباء أكبر من الطلب. يمكن أيضًا استخدام الشحن ثنائي الاتجاه للبطاريات ، مما يمنح مالكي المركبات الكهربائية خيار تغذية الطاقة من سياراتهم إلى الشبكة. حاليًا ، تمتلك نسبة ضئيلة فقط من المركبات هذه الإمكانية ويفترض المؤلفون أن 25 بالمائة فقط من المركبات ستكون متاحة بانتظام لتغذية الكهرباء بحلول عام 2030.
2.) المضخات الحرارية: يمكن إيقاف تشغيل المضخات الحرارية عن بُعد خلال فترات ذروة الحمل ، ومع ذلك ، بموجب القانون ، لا يمكن أن يحدث هذا إلا لمدة ساعتين كحد أقصى وفقط إذا تم الحصول على الكهرباء عن طريق وسيلة مواتية تعريفة مضخة الحرارة (أي تعرفة مدعومة بسعر أقل)
في كلتا الحالتين ، من الممكن تقنيًا للحكومات والمرافق الكهربائية إنشاء سيناريو يتم فيه تقنين الكهرباء للعملاء لضمان عدم حدوث فجوة في الكهرباء ، وهو احتمال مخيف إلى حد ما ولكنه يحدث بالفعل في جنوب إفريقيا مثل يظهر هنا حيث تقوم Eskom “بإلقاء الأحمال” في خطوة يائسة لضمان عدم فشل البنية التحتية الكهربائية تمامًا:
أعتقد أن هذا كافٍ لتوصيل فكرة هذا المنشور إلى قرائي. كما ترى في هذا النشر (و منشورات أخرى التي قدمتها سابقًا) ، في حين أن مفهوم المستقبل المعتمد على الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة الخالية من الوقود الأحفوري يبدو مثاليًا ، فإن الوفاء بالوعد بمستقبل يوتوبي خالٍ من غازات الاحتباس الحراري ليس مؤكدًا ، ولكي نكون صادقين ، من غير المحتمل بالنظر إلى كمية الكهرباء المحدودة التي ستكون الشبكات قادرة على توصيلها. والأهم من ذلك ، يجب علينا جميعًا أن نسأل أنفسنا عما إذا كنا نريد حقًا منح السلطة لإيقاف الكهرباء عن الطبقة الحاكمة باسم “حماية أمنا الأرض” بالنظر إلى أن مثل هذه القوى يمكن أن تكون بسهولة جزءًا من نظام درجات الائتمان الاجتماعي المستقبلي .
يمكنك نشر هذه المقالة على موقع الويب الخاص بك طالما أنك تقدم رابطًا للعودة إلى هذه الصفحة.
كهرباء
قم بكتابة اول تعليق