دمج الطاقة المتجددة بالتخطيط للنقل الكهربائي

المقدمة

يمثل كلاً من النقل الكهربائي وأنظمة الطاقة المتجددة حلاً أساسياً للتخفيف من آثار تغير المناخ، لكن هل يمكن ربط هذين الحلين معاً؟ وأن يشكلان حلاً واحداً متكاملاً يخفف الضغط على الشبكة؟

نتعرف في هذا المقال على أهم العوامل التي تؤثر على عملية ربط أنظمة الطاقة المتجددة بأنظمة النقل الكهربائي.

ماذا يعني دمج المركبات الكهربائية بالطاقة المتجددة؟

وتعني عملية دمج المركبات الكهربائية بالطاقة المتجددة أن يتم شحن بطاريات هذه المركبات بالاعتماد على الطاقة الناتجة من مصادر الطاقة المتجددة، سواء كان ذلك بطريقة مباشرة أو غير مباشرة.

ونظراً لأن أغلب أصحاب هذه المركبات يقومون بشحنها ليلاً كونها الفترة الأطول التي لا يحتاجون إلى استخدام مركباتهم فيها، فإن هذا يولد ضغطاً على الشبكة وعد استقرارها. بالتالي لدمج عملية الشحن بالطاقة المتجددة يجب زيادة استعداد الشبكة لمثل هذا الحمل بشكل أكبر وزيادة عدد أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بها، وهذا ما ينتج عنه مزيداً من التحديات بسبب عدم استعداد الشبكة لها.

أما بالنسبة للتحديات التي تواجه عملية الربط هذه، فهي:

العرض والطلب 

تواجه عملية ربط أنظمة الطاقة المتجددة بأنظمة النقل الكهربائية مشكلة العرض والطلب، سواء كان النقل العام أو الخاص وسواء كانت سيارات أو حافلات أو قطارات.

تعتمد عملية توليد الطاقة من المصادر المتجددة على وفرة المصدر، فمثلاً لا تشرق الشمس طوال اليوم ولا في كل فصول السنة، أو أن لا تتوفر طاقة الرياح طوال اليوم، مما يجعل من عملية دمج وربط هذه الأنظمة بشحن المركبات الكهربائية أمراً ليس سهلاً خصوصاً في أنظمة الطاقة الشمسية وهي الأنظمة الأكثر شيوعاً والتي عند غيابها مساءً يتزامن ذلك مع الوقت الذي يستغله أغلب أصحاب المركبات لشحنها.

كما تتسسب عملية ربط عدد كبير من المركبات الكهربائية مساءً عند غياب الطاقة الشمسية في تقلبات في الشبكة وهذا يؤثر على جودة الكهرباء واستقرارها وسعرها. 

ولكن هل يمكن التغلب على هذا؟ نعم، وذلك من خلال الاعتماد أكثر على مصادر تخزين الطاقة وتقنياتها المختلفة التي تسمح بإنتاج الطاقة نهاراً واستخدامها للشحن مساءً كما يمكن اعتماد عملية الشحن الذكي (شحن السيارة الكهربائية خلال النهار من مصدر الطاقة المتجددة مباشرة) بالإضافة إلى بناء نظام طاقة شمسية خاص لشحن المركبة دون الربط مع الشبكة. 

إضافةً للحاجة لوجود حسابات ودراسات مسبقة للعملية التوسع بالشبكة، ليغطي هذا التوسع زيادة الأحمال سواء في فترات النهار أو المساء.

ويمكن لأصحاب القرار التشجيع على مثل هذه الخطوات من خلال تقديم الحوافز على مثل هذه الممارسات، وزيادة الوعي لدى المواطنين والمستهلكين.

البنية التحتية

يحتاج دمج أنظمة الطاقة المتجددة بأنظمة النقل الكهربائي بنية تحتية خاصة ومجهزة لهذا الغرض، وهذا غير متاح على نطاق واسع أو كافي في الوقت الحالي. إضافة لذلك فإن بناء أنظمة طاقة متجددة وشمسية تحديداً لربطها بأنظمة النقل تتطلب مساحات خاصة خالية من الظلال أو مساحات كبيرة وواسعة لبناء محطات الرياح. ولكن في هذه الحالة ستشيّد محطات توليد الطاقة المتجددة بعيداً عن المواقع الحضرية أو الاكتظاظ السكاني، مما يزيد من الحاجة إلى بناء خطوط للنقل والتوزيع، والتأثير مرة اخرى على الشبكة.

وللتغلب على هذا التحدي يمكن للأشخاص المعنيين بالتخطيط لهذا النوع من القرارات النظر في كيفية اختيار مواقع وتصميم مرافق الطاقة المتجددة وكيفية دمجها مع البنية التحتية الحالية والمستقبلية لأنظمة النقل. قد يشمل هذا إجراء تحليل مكاني، وتقييم بيئي، ومشاركة أصحاب المصلحة، وتحليل التكلفة والفوائد. 

السياسات والقوانين

ولعل أهم تحدي يواجه عملية دمج الطاقة المتجددة في أنظمة النقل هو السياسات والقوانين المتعلقة في أنظمة الطاقة المتجددة. 

تواجه مصادر الطاقة المتجددة غالباً عوائق وقوانين مختلفة عن مصادر الطاقة التقليدية مثل الوقود الأحفوري أو الطاقة النووية. يمكن أن تتضمن هذه العوائق عوامل تقنية أو اقتصادية أو اجتماعية أو مؤسسية مثل موافقات الاتصال بالشبكة، والمنافسة في السوق، وقبول الجمهور، أو الأطر القانونية. وللتغلب على هذا التحدي، بإمكان الجهات المعنية عملية التخطيط في مجال النقل النظر في كيفية مواءمة السياسات والتنظيمات للطاقة المتجددة مع أهداف التخطيط للنقل. قد يشمل ذلك وضع وتنفيذ سياسات وتنظيمات تدعم تطوير الطاقة المتجددة، مثل تعريفات تغذية الشبكة، أو ضرائب الكربون.

كما تحتاج الجهات المعنية بالنقل إلى النظر في كيفية تنسيق وتوحيد السياسات والتنظيمات للطاقة المتجددة مع قطاعات ومستويات الحكومة الأخرى، مثل الطاقة والبيئة أو التمويل، والسلطات المحلية أو الإقليمية أو الوطنية.

الابتكار والمعرفة

يعد الابتكار والمعرفة من النقاط الأساسية في عملية دمج الطاقة المتجددة، إذ يبرز أهمية هذين الجانبين في عملية التخطيط للنقل مستقبلاً. فغالباً ما تتطلب مصادر الطاقة المتجددة تقنيات ومهارات ومعرفة جديدة ومتقدمة لاستخدامها وإدارتها بفعالية وكفاءة. يمكن أن تتضمن هذه الجوانب إنتاج الطاقة المتجددة، وتحويلها، وتخزينها، وتكنولوجيا السيطرة عليها، فضلاً عن أدوات تحليل البيانات والنمذجة والمحاكاة والتحسين.

ومن أجل التصدي لهذا التحدي، يجب التفكير في كيفية تشجيع الابتكار وتمكين التعليم في مجال الطاقة المتجددة، وكيفية الاستفادة منها في عملية التخطيط للنقل. وقد يشمل ذلك دعم مؤسسات البحث والتطوير مثل الجامعات والمختبرات والشركات لإنشاء ومشاركة الأفكار الجديدة والحلول وأفضل الممارسات.

كما يجب دراسة كيفية تحسين وتحديث المهارات والمعرفة لدى أصحاب القرار خصوصاً في مجال الطاقة المتجددة، وكيفية تعليم وتثقيف الجمهور وأصحاب المصلحة الآخرين عن فوائد وتحديات دمج الطاقة المتجددة.

الخلاصة

تواجه عملية دمج أنظمة الطاقة المتجددة مع أنظمة النقل الكهربائي والتخطيط له العديد من التحديات الحالية والمستقبلية، وتتمثل هذه التحديات بأربع نقاط رئيسية، وهي العرض والطلب على الطاقة الكهربائية والبنية التحتية والسياسات والقوانين والابتكار والمعرفة.

جميع هذه النقاط يمكن التغلب عليها من خلال التخطيط المسبق لعملية الدمج وقبل فوات الآوان سواء من قبل أصحاب القرار أو من المستهلكين أنفسهم أو القطاع الخاص.

تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والمركبات الكهربائية…

نتمنى لكم يوما مشمساً!

المصدر: What are the long-term implications of renewable energy integration in transportation planning