ضرورة توسيع الشبكة الكهربائية لمواجهة الطقس القاسي

كيف يؤثر الطقس القاسي على انقطاع الكهرباء

كان المدير التنفيذي للطاقة النظيفة كاري كوتلر واحدًا من الملايين الذين فقدوا الكهرباء والتدفئة عندما ضربت عاصفة أوري الشتوية، كما أطلق عليها، تكساس بموجة برد تاريخية في عام 2021.

كانت درجة الحرارة داخل منزله ترتفع فوق درجة التجمد بقليل. تجمدت سمكة عائلة كوتلر الذهبية في حوضها. لقد نجا من أوري بسلام، لكن أكثر من 200 شخص من سكان تكساس لقوا حتفهم خلال موجة البرد النادرة التي تسببت في انقطاع التيار الكهربائي لأيام.

تجربة كاري كوتلر مع انقطاع الكهرباء

والآن، من المقرر أن تقوم شركة كوتلر "Pattern Energy" التي يملكها كوتلر ببناء أول خط نقل رئيسي يربط تكساس بالشبكة الكهربائية في شرق الولايات المتحدة - وهو أمر كان من شأنه أن يساعد في توصيل المزيد من الكهرباء المنقذة للحياة إلى الولاية خلال تلك العاصفة.

قال كوتلر لشبكة CNN: "عندما يحدث شيء مثل عاصفة أوري الشتوية، يمكن أن تجلب الطاقة من الجنوب الشرقي، وهناك الكثير من الطاقة التي يمكن أن تصدرها إلى تكساس".

إن خط النقل هذا هو مجرد مثال واحد على ما يقول المسؤولون الأمريكيون وخبراء الطاقة إن الولايات المتحدة بحاجة ماسة إلى المزيد منه: خطوط كهربائية شاهقة وعالية الجهد لنقل كميات كبيرة من الطاقة من مكان إلى آخر.

أهمية توسيع الشبكة الكهربائية الأمريكية

وتكتسب هذه القدرة على نقل الكهرباء من جزء من البلاد إلى جزء آخر أهمية أكبر من أي وقت مضى مع تعرض الشبكة الأمريكية لضربات متزايدة من الطقس القاسي. فقد تعرضت الشبكة مراراً وتكراراً لعواصف قوية هذا العام. فقد أدى إعصارا هيلين وميلتون معاً إلى انقطاع التيار الكهربائي عن ما يقرب من 11 مليون عميل في جميع أنحاء الجنوب الشرقي، ولا يزال الآلاف في الظلام.

وقالت أليسون كليمنتس المفوضة الفيدرالية السابقة لتنظيم الطاقة: "تحتاج إلى أن تكون شبكتك الكهربائية أكبر من حالة الطقس". "عندما يكون لديك جبهات شديدة البرودة تتحرك في جميع أنحاء البلاد، أو قبة حرارية عالقة في منطقة واحدة، ويكون لديك طلب على الطاقة أكثر من المتوقع، يجب أن تكون قادرًا على جلب الطاقة من أماكن لا يوجد فيها هذا الطقس."

التحديات التي تواجه الشبكة الكهربائية في الولايات المتحدة

مع تعرض البلاد لمزيد من الأحوال الجوية القاسية، يحث المسؤولون الأمريكيون وخبراء الطاقة المرافق الكهربائية والمشرعين على توسيع الشبكة بشكل كبير للحفاظ على تدفق الكهرباء.

زيادة الطلب على الطاقة بسبب الذكاء الاصطناعي

ليس الطقس القاسي هو السبب الوحيد لحاجة الشبكة إلى التوسع. فالطلب يتزايد بشكل كبير، مدفوعاً إلى حد كبير بالذكاء الاصطناعي ومراكز البيانات المتعطشة للطاقة. ومن شأن ذلك أن يجلب كمية هائلة من الطاقة النظيفة إلى الشبكة أيضاً: هناك كمية من الكهرباء من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح التي تنتظر توصيلها بالشبكة أكثر من كمية الطاقة الموجودة حاليًا على الشبكة.

وقالت كليمنتس إن خلاصة القول، إن شبكة الكهرباء في أمريكا رديئة وعفا عليها الزمن.

"قالت كليمنتس: "لدينا نظام نقل بين الولايات عمره 60 أو 70 عامًا أو أكثر. "نحن ندير شبكة VHS لاقتصاد هولو."

هيكل الشبكة الكهربائية الأمريكية

تتكون الشبكة الأمريكية في الواقع من ثلاث شبكات: شبكتا الربط الشرقي والغربي، بالإضافة إلى شبكة تكساس المستقلة. وداخل هذه الشبكات يوجد خليط من حوالي اثني عشر شبكة إقليمية أصغر حجماً. وقال خبراء لشبكة CNN إن الخطوط الكهربائية المادية التي تربط جميع الأنظمة هشة وقديمة.

"قال روب جرامليش، الرئيس التنفيذي لشركة الاستشارات Grid Strategies: "بين كل من هذه الأنظمة الثلاثة، لدينا بشكل أساسي قشة صودا تربط بين أحواض سباحة بحجم أولمبي. "إذا تمكنا من توسيع قش الصودا هذا إلى أنابيب عريضة يمكن للجميع الحصول على الطاقة."

ضرورة توسيع الشبكة لتلبية الاحتياجات المستقبلية

يجب أن يكون حجم شبكة المستقبل ما بين ضعف إلى ثلاثة أضعاف حجم الشبكة الحالية - وأن تصبح المناطق متصلة بشكل أفضل، حسب تقديرات مسؤولي وزارة الطاقة. كما يجب أن تكون أكثر مرونة في مواجهة الأحوال الجوية القاسية بطرق أخرى.

استراتيجيات تعزيز مرونة الشبكة الكهربائية

يقول آرييل هورويتز، نائب مدير تحديث الشبكة في وزارة الطاقة: "إن الغالبية العظمى من حالات انقطاع التيار الكهربائي عن العملاء ناتجة عن التوزيع، والأضرار المادية الصغيرة التي تلحق بالشبكة، وأشياء مثل احتكاك أغصان الأشجار بالأسلاك، والمركبات، والرياح العاتية، واحتكاك الحيوانات".

استثمارات الحكومة الفيدرالية في الشبكة

عندما يتعلق الأمر بحرائق الغابات والأعاصير والعواصف القوية، قال هورويتز إن صناعة الطاقة تبدي "اهتمامًا كبيرًا" بتقوية بنيتها التحتية الكهربائية. وقد أعلنت إدارة بايدن عن تخصيص 4.2 مليار دولار من التمويل الفيدرالي لمشاريع مرونة الشبكة، حسبما أعلنت يوم الجمعة. أشارت وزيرة الطاقة جينيفر جرانهولم إلى أن هناك فيضًا من مقترحات المشاريع التي لن يتم تمويل الكثير منها.

يمكن أن يشمل جعل الشبكة أكثر مرونة استبدال الأعمدة الكهربائية الخشبية بالفولاذ المقاوم للصدأ أو الخرسانة، ودفن خطوط الكهرباء أو رفعها بحيث تكون بعيدة عن طريق الأشجار التي يمكن أن تطيح بها. وقد يعني ذلك أيضاً جعل الخطوط الكهربائية أكثر استجابة وقدرة على التكيف، بحيث يمكن للمرافق العامة تبديل الخطوط التي تزود العملاء بالطاقة في حالة حدوث عاصفة.

التحديات المستمرة بسبب تغير المناخ

وحذرت كليمنتس من أنه حتى شبكة أكبر لا يمكنها حل جميع التحديات التي يفرضها الطقس المتطرف الناجم عن تغير المناخ. وفي حالة إعصار هيلين، قالت كليمنتس: "لديك الكثير من المحولات المغمورة بالمياه، ومجموع المحطات الفرعية المغمورة بالمياه". سيذهب بعض التمويل الفيدرالي الذي تم الإعلان عنه مؤخرًا إلى رفع المحولات الفرعية في المناطق الساحلية فوق السهول الفيضية، حتى لا تغمرها المياه.

لكن، أضافت كليمنتس أنه في ولايات مثل كاليفورنيا وتكساس - التي تتحمل شبكاتها الحرارة الشديدة في الصيف أكثر من أي وقت مضى، "لا يوجد مثال لم تجعل فيه الاستثمارات الشبكة أكثر مرونة في مواجهة الطقس القاسي".