إعادة توصيل الطاقة النظيفة ببنية الفحم القديمة

محطة شيركو： من الفحم إلى الطاقة النظيفة

تعلو المداخن في محطة شيركو القديمة لتوليد الكهرباء من الفحم فوق الألواح الشمسية اللامعة التي تمتد على آلاف الأفدنة من الأراضي الزراعية.

إغلاق محطة الفحم وتأثيره على الشبكة الكهربائية

إن محطة الفحم الملوثة في طريقها للتوقف، ومن المقرر أن تتوقف عن العمل في السنوات الخمس المقبلة. لقد ولّدت هذه المحطة كهرباء بمليارات الدولارات خلال عمرها الذي دام 50 عاماً، ولكن أكثر أجزائها قيمة هو القابس أي كيفية اتصالها بالشبكة التي تزود منازلنا بالطاقة.

وبدلاً من تركها تذهب هباءً مع إغلاق محطة الوقود الأحفوري، ستتركها Xcel Energy موصولة بالشبكة لتوصيل أكبر مشروع للطاقة الشمسية في الغرب الأوسط الأعلى، وأحد أكبر المشاريع في البلد بأكمله، مباشرة بالشبكة.

إن إعادة استخدام ما يُسمى بنظام الربط البيني هو اختصار لما كان يمكن أن يستغرق سبع سنوات من البيروقراطية والروتين لتوزيع هذه الكهرباء على عملائها.

فرص الطاقة النظيفة في أمريكا： كيف يمكن الاستفادة من البنية التحتية القديمة؟

ويقول الخبراء إن هذا هو السر في حل معضلة الطاقة النظيفة في أمريكا: هناك كهرباء من الطاقة النظيفة تنتظر التوصيل بالشبكة أكثر من كمية الطاقة الموجودة حاليًا على الشبكة بالكامل. وتشكل التأخيرات التي تستمر لسنوات طويلة تهديدًا وجوديًا لفرص العديد من المشاريع في البناء.

"قال ريان لونج، رئيس شركة Xcel Energy في مينيسوتا، الذي وصف إعادة استخدام البنية التحتية للمحطة بأنها "مفتاح حقيقي لاستراتيجيتنا هنا".

استراتيجيات توصيل الطاقة المتجددة

وجد باحثون من جامعة كاليفورنيا في بيركلي أن الولايات المتحدة يمكن أن تضاعف قدرة شبكتها الكهربائية بين عشية وضحاها من خلال توصيل مشاريع الطاقة المتجددة بمحطات توليد الطاقة القديمة التي تعمل بالوقود الأحفوري، سواء كانت من الفحم أو الغاز أو النفط. ويمكن توصيل المشاريع بالمحطات القائمة، وليس فقط المحطات المتقاعدة.

وقال أوميد باليوال، وهو عالم بارز في جامعة كاليفورنيا في بيركلي والمؤلف الرئيسي للدراسة: "يجب أن تكون هذه إحدى الاستراتيجيات الرئيسية التي نتبناها في المستقبل، لأن لدينا بالفعل الكثير من الأصول القائمة، والكثير من البنية التحتية للشبكة ولا نريد التخلص منها".

التحديات البيروقراطية لتوصيل الطاقة النظيفة

إن بناء مشروع مثل مشروع شيركو للطاقة الشمسية في الوقت الحالي أسرع بكثير من توصيل هذا المشروع بالشبكة الكهربائية. وذلك لأن هناك حاجة إلى إفساح المجال على الشبكة لإضافة مصادر جديدة للطاقة، الأمر الذي يتطلب دراسات هندسية مطولة وجداول زمنية غير مؤكدة للمشروع. وتصطدم الآن طفرة الطاقة النظيفة الرخيصة بهذه البيروقراطية الإقليمية المعقدة.

ويشبّه روب جرامليش، الرئيس التنفيذي لشركة الاستشارات Grid Strategies LLC، توصيل مشاريع الطاقة المتجددة بمواقع الربط البيني الحالية باستخدام بطاقة مرور سريعة لتخطي الطوابير الطويلة في ديزني.

تحويل الملوثين إلى عمالقة الطاقة النظيفة

وقال جرامليتش: "هناك طابور يريد الجميع الدخول فيه، ومن ثم فإن شخصًا ما لديه بطاقة ديزني هذه لتخطي الطابور". "إنه موضوع حساس للحديث عنه، القفز حول طابور الربط البيني. لكن الحقيقة هي أنه موجود."

قد يكمن الحل لتوليد الطاقة النظيفة الفائقة في بعض محطات الطاقة الأكثر تلويثًا في الولايات المتحدة.

كانت محطة شيركو أكبر محطة لتوليد الكهرباء تعمل بالفحم في مينيسوتا وأكبر ملوث لها منذ بنائها على مدار السبعينيات والثمانينيات. وقد انبعث من مداخنها حوالي 10.5 مليون طن من التلوث الذي يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الكوكب في عام 2022 وحده، أي ما يعادل أكثر من مليوني سيارة تنفث الانبعاثات في عام واحد.

ولكن، كما وجد باحثو بيركلي، فإن محطات مثل شيركو التي تتقاعد تدريجياً أو حتى التي لا تزال تعمل، مرشحة جيدة لمصادر الطاقة المتجددة لتوصيلها بالبنية التحتية.

قالت سونيا أغاروال، الرئيسة التنفيذية لمركز أبحاث الطاقة النظيفة "إن أي محطة لتوليد الطاقة بالوقود الأحفوري لا تعمل كل ساعة من ساعات اليوم"، وهي مسؤولة سابقة في البيت الأبيض في مجال المناخ. "الساعات الأخرى هذا القابس الكبير، هذا المورد الثمين حقًا الذي ينتظر الجميع سنوات للوصول إليه هذا المورد الذي يجلس هناك ولا يتم استخدامه."

ويجادل أغاروال وباليوال بأن هذه الطريقة تسمح للمرافق العامة بالحصول على أفضل ما في العالمين؛ حيث يمكنهم بناء مزارع الرياح والطاقة الشمسية في مكان قريب، ووضع تلك الطاقة النظيفة على الشبكة خلال الساعات التي لا تنتج فيها محطة الفحم أو الغاز الكهرباء، دون الحاجة إلى إغلاق المحطة بالكامل.

إن القيام بذلك يجلب العديد من الفوائد. فهو يساعد على إنقاذ الوظائف في المحطة التي قد تكون مهددة بالإغلاق، ويساعد على زيادة القاعدة الضريبية المحلية حول المحطات. في مينيسوتا، وعدت شركة Xcel بعدم تسريح العمال في مصنع شيركو للفحم.

"قال لونغ: "نحن بحاجة حقًا إلى بقائهم في محطات الفحم تلك حتى نهاية عمر المحطة لأنها توفر موثوقية وطاقة حيوية لمجتمعاتنا. "عندما يحين الوقت المناسب، سنجد لهم وظيفة في Xcel Energy وسنعيد تدريبهم وتهيئتهم للنجاح في هذا الدور."

يمكن أن يؤدي ذلك أيضًا إلى تحقيق وفورات لعملاء الكهرباء، حيث تقلل المحطات من استخدام الفحم وتتحول إلى طاقة الرياح والطاقة الشمسية، وهي مصادر طاقة أرخص بكثير.

نظرت دراسة بيركلي في عدة عوامل لتحديد المرشحين الجيدين للربط البيني: ما إذا كانت هناك أرض قريبة من محطة حرارية مناسبة للرياح والطاقة الشمسية؛ وكم الطاقة التي يمكن توليدها من الشمس أو الرياح؛ وكم الطاقة المتجددة التي يمكن تغذيتها في نظام الربط البيني للمحطة.

والإجابة على هذا السؤال الأخير؟ الكثير.

وقد وجد باليوال وزملاؤه أنه بحلول عام 2032، يمكن للمرافق العامة تركيب 1000 جيجاوات من الطاقة النظيفة الجديدة بالقرب من محطات الطاقة التي تحقق جميع المربعات الثلاثة. وهذه هي الأرقام الكبيرة التي تحتاجها أمريكا؛ حيث يعتقد محللو الطاقة أن مراكز البيانات والذكاء الاصطناعي والطلب المتزايد مع قيام الناس بتزويد المنازل والسيارات بالكهرباء.

وتحاول العديد من محطات الطاقة في إلينوي القيام بشيء مماثل، وفي فيرجينيا، يتم توصيل مجموعة جديدة من الطاقة الشمسية بالربط البيني في محطة غاز قريبة.

بالنسبة لبيت ويكوف، الذي يشغل منصب نائب مفوض موارد الطاقة في وزارة التجارة في مينيسوتا، تمثل مزرعة شيركو للطاقة الشمسية فرصة لإنتاج الطاقة محلياً.

قال ويكوف: "نحن ولاية جيدة في مجال طاقة الرياح والطاقة الشمسية". "أي شيء نحرقه من الوقود الأحفوري نستورده. نحن نصنع طاقة الرياح والطاقة الشمسية هنا."

كما أنها خطوة كبيرة إلى الأمام بالنسبة لأهداف مينيسوتا المتعلقة بالمناخ والطاقة النظيفة. تحت قيادة حاكمها الديمقراطي ومرشحها لمنصب نائب الرئيس لعام 2024 تيم والز تحاول الولاية بقوة إزالة الكربون من قطاع الطاقة الوصول إلى كهرباء نظيفة بنسبة 100% بحلول عام 2040.

قال ويكوف: "هذا هو المحرك الرئيسي لكيفية إزالة الكربون من بقية الاقتصاد". "نحن نهدف إلى الوصول إلى اقتصاد نظيف على مستوى الاقتصاد بأكمله بحلول عام 2050. وأعتقد أننا نستطيع الوصول إلى ذلك."