«العين الإخبارية» تتبع شبكة الكهرباء العالمية.. هل تصلح للطاقة المتجددة؟

تستمر تطورات الطاقة المتجددة بسرعة مذهلة، حيث سيتم إنفاق 644 مليار دولار على القدرات الجديدة في عام 2024، ولكن شبكات الطاقة القديمة وغير الكافية يمكن أن تكون حجر عثرة كبيرا أمام تحول الطاقة.

إذا كان للعالم أن يحد من ظاهرة الاحتباس الحراري بما لا يتجاوز 1.8 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الصناعة، فإن الأمر يتطلب استثمارات بقيمة 3.1 تريليون دولار في البنية التحتية للشبكات قبل عام 2030، وفقا لأبحاث شركة ريستاد إنيرجي "Rystad Energy".

• شركات الأصول الطبيعية.. استثمار جديد تقدمه بورصة نيويورك

في هذا السيناريو، ستكون هناك حاجة إلى 18 مليون كيلومتر إضافية من شبكة الشبكات لمواكبة عملية الكهرباء الجارية عبر المدن والمقاطعات، بما في ذلك قدرة الطاقة المتجددة الجديدة والاعتماد السريع للسيارات الكهربائية.

وهذا من شأنه أن يرفع إجمالي طول شبكات الطاقة في جميع أنحاء العالم إلى 104 ملايين كيلومتر في عام 2030، ثم يتوسع إلى 140 مليون كيلومتر في عام 2050 - وهي نفس المسافة تقريبا من الأرض إلى الشمس.

وسيتطلب التوسع الفوري بمقدار 18 مليون كيلومتر ما يقرب من 30 مليون طن من النحاس، وهي سلعة تعاني بالفعل من نقص المعروض.

يعد الطلب العالمي المتزايد على الطاقة هو العامل الرئيسي الذي يدفع الحاجة إلى تحسين الشبكة. ويعود هذا الارتفاع إلى التوسع السكاني والتصنيع والتحضر في البلدان النامية، والجهود المبذولة للتخفيف من تغير المناخ من خلال الكهرباء.

• معركة «خضراء» بين «بايدن» و«ترامب».. لمن تنحاز أمريكا؟

كما يساهم الأمن السيبراني والجغرافيا السياسية والأولوية المتزايدة لتأمين إمدادات الطاقة الوطنية الموثوقة في زيادة هذه الحاجة. ومع ذلك، فإن الأطر التنظيمية غير الفعالة يمكن أن تؤخر بشكل كبير تطوير الشبكات، وبالتالي تحول الطاقة.

ستكون شبكات الطاقة عامل تمكين وعائقا أمام تحول الطاقة. وقد مكنت الشبكات الناضجة من التوسع السريع في الطاقة الشمسية وطاقة الرياح التي شهدناها في السنوات الأخيرة، ولكن العديد من الشبكات الوطنية أصبحت الآن قريبة أو عند النقطة حيث لا يمكن إجراء المزيد من الاتصالات دون ترقيتها أو توسيعها. ويجب أن ترتفع مستويات الاستثمار السنوية إذا أردنا أن يستمر الاتجاه الحالي لبناء الطاقة المتجددة.

يبلغ إجمالي طول شبكات النقل والتوزيع على مستوى العالم حوالي 86 مليون كيلومتر، وهي مسافة كافية لتطويق الكوكب أكثر من 2100 مرة.

تتكون شبكة النقل من 6 ملايين كيلومتر من خطوط الجهد العالي (أكثر من 70 كيلو فولت). وبالمقارنة، تتكون شبكة التوزيع الأكبر حجما من حوالي 8 ملايين كيلومتر من خطوط الجهد المتوسط ​​(10 إلى 70 كيلو فولت) وشبكة ضخمة من خطوط الجهد المنخفض (أقل من 10 كيلو فولت) تقطع حوالي 72 مليون كيلومتر، وتصل إلى الأسر في جميع أنحاء العالم.

ومن المقرر أن يتوسع طول الشبكة إلى 104 ملايين كيلومتر بحلول عام 2030، و140 مليون كيلومتر بحلول عام 2050. ومن المقرر أن تساهم آسيا بأكثر من نصف الإضافات العالمية هذا العقد، حيث تتصدر الصين والهند الطريق كأول وثالث أكبر شبكة في العالم.

ونتوقع أن تصل استثمارات الشبكات العالمية إلى 374 مليار دولار هذا العام، حيث تمثل الصين حوالي 30% من الإجمالي. وستقود آسيا استثمارات توسيع الشبكات، لكن مناطق أخرى تحاول اللحاق بمواكبة الإضافات في القدرات المتجددة.

يتضمن قانون الاستثمار في البنية التحتية والوظائف (IIJA) في الولايات المتحدة 65 مليار دولار لتحديث وتوسيع البنية التحتية الوطنية للطاقة، في حين أطلقت المفوضية الأوروبية خطة عمل للشبكات في أواخر نوفمبر/تشرين الثاني 2023، داعية إلى استثمار 584 مليار يورو (626 مليار دولار) بين عامي 2020 و2020. 2030.

وتستكشف المفوضية وبنك الاستثمار الأوروبي أيضا كيفية تبسيط التمويل لدعم هذه الاستثمارات الكبيرة في الشبكة.

وفي المملكة المتحدة، أطلقت شركة National Grid خطة عمل لتجديد شبكتها لأول مرة منذ عقود، واستثمرت أكثر من 16 مليار جنيه استرليني (20.16 مليار دولار) في التحديثات بين عامي 2022 و2026.

وسيتطلب التوسع السريع لشبكة الكهرباء كميات هائلة من المواد الخام، وخاصة النحاس والألمنيوم.

ويستخدم النحاس في المقام الأول كموصل في التوزيع تحت الأرض، والنقل والكابلات تحت سطح البحر، في حين تستخدم الخطوط الهوائية الألمنيوم.

على الرغم من أن الألمنيوم يستخدم في الغالب في الخطوط الهوائية، إلا أنه يمكن استبداله كموصل في الخطوط تحت الأرض. ومن المتوقع أن يرتفع الطلب على النحاس والألمنيوم بنسبة 40% تقريبا بحلول نهاية العقد، لكن الشبكات ليست المحرك الرئيسي.

كما أنها حيوية لعدد لا يحصى من التطبيقات الأخرى في مجالات البناء والنقل والطاقة المتجددة والمنتجات الاستهلاكية. وتمثل الشبكات ما يقرب من 14% فقط من الطلب على النحاس على مستوى العالم، أو حوالي 4 ملايين طن في عام 2024.

يعد إطالة الشبكة ضروريا لدعم توليد الطاقة المتجددة المتقطعة والنائية وربط المناطق الصناعية والتجارية والسكنية الجديدة، ولكن توجد أيضا بدائل لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة.

يمكن أن يؤدي تنفيذ تخزين البطاريات على نطاق واسع إلى معالجة مشكلات التقطع المرتبطة بمصادر الطاقة المتجددة والسماح بمتوسط ​​أحمال أعلى للشبكة، مما يقلل الحاجة إلى خطوط جديدة.

يمكن أن تؤدي عمليات الإصلاح والتحديث للشبكة الحالية إلى زيادة السعة لكل كيلومتر، كما يمكن للرقمنة أن تحرر السعة من خلال حل مشكلات المرونة.

وفي الوقت نفسه، يمكن لمصادر الطاقة الموزعة مثل الطاقة الشمسية على الأسطح أن تقلل من الحاجة إلى خطوط جديدة. والأمر الواضح هو أن البنية التحتية الحالية للشبكة في العالم لا تلبي متطلبات نظام الطاقة في المستقبل.

وقد تسببت عمليات الترخيص المضنية بالفعل في إحداث اختناقات في العديد من البلدان، بما في ذلك الولايات المتحدة والمملكة المتحدة.

يمكن أن يؤدي اعتماد حلول تخزين البطاريات على نطاق واسع ورقمنة الشبكة إلى معالجة بعض المشكلات المتعلقة بكثافة الشبكة، لكن كهربة المجتمع ستثير اهتماما أكبر وجهودا لتبسيط الأطر التنظيمية وتشجيع الاستثمارات بحيث يمكن للشبكات أن تكون معززا وليس مثبطا لانتقال الطاقة.