إحدى أكبر الأساطير حول الطاقة المتجددة هي أنها ليست موثوقة. بالتأكيد، تغرب الشمس كل ليلة وتخف الرياح، مما يجعل الألواح الشمسية والتوربينات في حالة سكون. ولكن عندما تكون هذه المصادر المتجددة نشطة، فإنها توفر الكهرباء للشبكة وتشحن البطاريات التي تزود الطاقة ليلاً.
تظهر دراسة جديدة في مجلة “الطاقة المتجددة” التي تناولت نشر الطاقة المتجددة في كاليفورنيا مدى موثوقية مستقبل الطاقة. وجدت الدراسة أنه في العام الماضي، من أواخر الشتاء إلى أوائل الصيف، وفرت مصادر الطاقة المتجددة 100% من احتياجات الكهرباء للولاية لمدة تصل إلى 10 ساعات على 98 من أصل 116 يومًا، وهو رقم قياسي لكاليفورنيا. لم تحدث أي انقطاعات كهربائية خلال تلك الفترة بفضل جزء منها يعود إلى طاقة البطاريات الاحتياطية، وفي ذروتها قدمت مصادر الطاقة المتجددة ما يصل إلى 162% من احتياجات الشبكة — مما أضاف كهرباء إضافية يمكن لكاليفورنيا تصديرها للدول المجاورة أو استخدامها لشحن البطاريات.
قال مارك ز. جاكوبسون، مهندس مدني وبيئي في جامعة ستانفورد ومؤلف رئيسي للدراسة: “هذه الدراسة تظهر حقًا أننا نستطيع الحفاظ على استقرار الشبكة مع المزيد والمزيد من مصادر الطاقة المتجددة”. وأضاف: “كل مصدر متجدد رئيسي – مثل الجيوحرارية والطاقة المائية والرياح والطاقة الشمسية بشكل خاص وحتى الرياح البحرية – هو أقل تكلفة من الوقود الأحفوري” بشكل عام على مستوى العالم.
ومع ذلك، يدفع سكان كاليفورنيا ثاني أعلى أسعار للكهرباء في البلاد. وهذا ليس بسبب مصادر الطاقة المتجددة بل جزئيًا لأن معدات الكهرباء التابعة للمرافق تسببت في حرائق غابات — مثل حريق كامب الذي بدأته خطوط كهرباء شركة الغاز والكهرباء الباسيفيكية والذي دمر مدينة باراديس وأدى إلى وفاة 85 شخصًا — والآن يقومون بنقل التكاليف الناتجة عن الدعاوى القضائية ودفن خطوط النقل لعملائهم. بينما لا يعرف المحققون بالضبط ما الذي أشعل جميع حرائق الغابات التي اجتاحت لوس أنجلوس هذا الشهر، إلا أنهم سيقومون بفحص المعدات الكهربائية في المنطقة. تعتبر خطوط الكهرباء عرضة للفشل خاصةً عند هبوب رياح قوية مثل العواصف الهوائية التي بلغت سرعتها 100 ميل في الساعة والتي حولت هذه الحرائق الجنوبية بكاليفورنيا إلى كوارث.
حتى مع التحديات المستمرة الناتجة عن حرائق الغابات، تتجه مرافق كاليفورنيا بسرعة نحو استخدام الطاقة النظيفة حيث يتم توليد حوالي نصف طاقة الولاية بواسطة مصادر متجددة مثل الطاقات المائية والرياح والشمس. قارن البحث بين 116 يومًا في عام 2024 ونفس الفترة لعام 2023 واكتشف أن إنتاج كاليفورنيا من الشمس كان أعلى بنسبة 31% ومن الرياح بنسبة 8%. بعد زيادة قدرة البطاريات أكثر من ثلاثين ضعفاً بين عامي 2020 و2023 ، تضاعفت قدرة تخزين البطاريات بين عامي 2023 و2024 ، وهي الآن تعادل القدرة الإنتاجية لأكثر من أربع محطات للطاقة النووية . وفقاً للدراسة ، ساعد كل هذا التكنولوجيا النظيفة الجديدة محطات توليد الكهرباء بكاليفورنيا على حرق وقود أحفوري أقل بنسبة تصل إلى40 % لتوليد الكهرباء العام الماضي.
تساعد هذه البطاريات مشغلي الشبكات على أن يكونوا أكثر مرونة لتلبية الطلب على الكهرباء الذي يميل للذروة عندما يعود الناس إلى المنزل مساءً ويشغلون الأجهزة مثل مكيفات الهواء – تماماً عندما تفقد الشبكة طاقتها الشمسية . قال مارك روثلدر ، المدير التنفيذي لمشغل النظام المستقل بكاليفورنيا : “نرى الآن شحن البطاريات خلال منتصف النهار ثم تلبي الجزء المطلوب خلال المساء وخاصةً خلال أيام الصيف الحارة”.
أسطورة أخرى شائعة حول المصادر المتجددة هي أنها لن تتمكن من دعم المزيد والمزيد من السيارات الكهربائية والأفران الحثية ومضخات الحرارة التي تتصل بالشبكة . لكن هنا أيضًا تكسر كاليفورنيا هذه الأسطورة: بين عامي 2023 و2024 ، انخفض الطلب على شبكة الولاية خلال فترة الدراسة فعليًا بحوالي1%.
لماذا؟ جزئيًا لأن بعض العملاء قاموا بتركيب ألواح شمسية خاصة بهم ، مستخدمين تلك الطاقة الشمسية المجانية بدلاً من سحب القوة الكهربائية مباشرةً عبر الشبكة .في عام2016 تقريباً لم يكن لدى أيٍّ منهم بطاريات لتخزين تلك القوة الشمسية لاستخدامها ليلاً . لكن اعتماد استخدام بطارية ارتفع كل سنة تالية حتى وصل الى13 %من المباني المثبتة للألواح الشمسيه بحلولعام2019 ثم قفز الى38 %في العام الماضي.(أي أنه ضمن الـ1222 ميغاوات المقدرة للطاقة الشمسيه المضافة العام الماضي كانت464 ميغاوات تشمل بطاريّات). وهذا يقلل الطلب علي الشبكه لأن هؤلاء العملاء يمكنهم الآن استخدام طاقتهم الشمسيه ليلاً .
كما تساعد البطاريّات الشركات الكهربائيّة للحصول علي عوائد أفضل لاستثماراتهم بالألواح الشمسيّة . حيث يكسب مزرعة شمسيّة جميع أموالها عند بيع الكهرابء نهاراً ولكن إذا كانت لديها بطاريّات مرتبطة بالمزرعة يمكن أيضاً توفير الطاقه مساءً حين ترتفع أسعار الكهرابء بسبب زيادة الطلب.”إن مساهمة بطارية المساء مهمة جداً لتحقيق الاقتصاد الجيد”، كما قال يان كلايسل مدير مركز أبحاث الطاقه بجامعة كاليفونيا سان دييغو والذي لم يكن مشاركاً بالدراسة الجديدة .
لذا فإن الشركات الكهربائيّة مُحفزة للاستثمار بالبطاريّات والتي توفر أيضاً طاقه احتياطيه موثوقة لتجنب الانقطاعات الكهربائيّة ولكن كأي تقنية قد تفشل البطاقات أيضاَ فقد اندلع حريق الأسبوع الماضي بمصنع تخزين للبطاريّات يقع علي الساحل المركزي بكاليفونيا وهو الأكبر نوع له بالعالم ولكنه أثر فقط علي2 %من قدرة التخزين بالطاقة بالولاية.”ستكون هناك الكثيرُ مِنْ الاحتياطي المُدمج داخل شبكة تعمل بالكامل بالطاقة المُتجَدِّدَة بالإضافة إلي العديد مِنْ مصانعِ البَطَّارِيَّـة : فالحافلات المدرسية الكهربائية وغيرها مِنْ المركبات الكهربائية بدأت تُعيد إرسال القوة مرة أخري للشبكه حين تحتاج إليها الشركة الكهربائيّه- وهي شبكة ضخمة محتملة للطاقة الاحتياطيه”.
لكن هنا تصبح الأمور الاقتصادية غريبة بعض الشيء فكلما زادت نسبة المصادر المُتجَدِّدَة بالشبكه تنخفض أسعار الكهرابء للعملاء وفقاً للدراسة الجديدة .”بين الأول مِن أكتوبر لعام23 والأخير مِن سبتمبر لعام24 قدمت داكوتا الجنوبية ومونتانَا وآيوَا110 %87%79%على التوالي مَن طلباتهم للكهرباءِ باستخدام المصادر المُتجَدِّدَة خصوصا الرياح والطاقة المائية وبذلك لديهم بعضٌ مِنْ أدنى الأسعار للكهرباءِ بالدولة”.
أما بالنسبة لكالفورنبا فقد حصلّت علي47 %من قدرتها باستخدام المصادر المُتجَدِّدَة بنفس الفترة ومع ذلك أدّت الحرائق وعوامل أخرى إلي ارتفاع الأسعار بالكهرباءِ .”أجاز مجلس خدمات العامة بكالفورنبا مثلاً لأكبر ثلاث شركات لديها جمع27 مليار دولار أمريكي تكلفتي التأمين ضد الحرائق منذ2019 وحتي2030 “.
إن تغير المناخ يجعل كالفورنبا أكثر عرضة للاحتراق- وهو تحدٍ متزايد للمرافق العامة ولكن السنة الرائدة للطاقتين الشمسيّة والبطاريّات قد أثبتّت الكثير ضد فكرة عدم موثوقيتها.
