تتسبب الثقوب الموجودة في شبكة الكهرباء في إهدار الطاقة وانبعاثات غير ضرورية

ويتسبب فقدان الكهرباء في الشبكة في إهدار الطاقة وانبعاث مئات الملايين من الأطنان من الغازات الدفيئة إلى الغلاف الجوي كل عام. تعتبر شبكات الكهرباء الصغيرة والمحلية بديلاً صديقًا للبيئة ومربحًا للشبكات المركزية المستخدمة اليوم، وقد يستفيد الاقتصاد الإسرائيلي أيضًا من هذا

من: دور ساندلر، أنجل - وكالة أنباء العلوم والبيئة

لقد شهدت الطريقة التي يتم بها توزيع المعلومات حول العالم تغيراً جوهرياً في السنوات الأخيرة. أصبحت الشبكات الموزعة التي لا تعتمد على مسؤول مركزي أكثر شيوعًا (الخدمات السحابية، وسلسلة الكتل)، وهي تسمح بتلقي الخدمات بطريقة أكثر كفاءة واستقرارًا. ولكن هل ستتمكن الشبكات الأخرى من اللحاق بالركب؟ تم إنشاء البنية المألوفة لشبكة الكهرباء في النصف الأول من القرن الماضي - وهي شبكة مبنية حول عدد قليل من مراكز إنتاج الطاقة العالية وتتدفق الكهرباء بشكل أحادي الاتجاه إلى جميع المستهلكين عبر خطوط نقل طويلة. اتضح أن هذا الهيكل القديم له ثمن بيئي. هذا ما توصلت إليه دراسة أمريكية نشرتها مجلة نيتشر مؤخرا، تناولت العواقب المناخية لفقدان الطاقة في شبكة الكهرباء العالمية.

وفي مواجهة أزمة المناخ، تركز الجهود الرئيسية للحد من انبعاثات غازات الدفيئة في قطاع الطاقة على العرض النظيف (التحول إلى الطاقات المتجددة، على سبيل المثال) أو على خفض الطلب وتشجيع توفير الطاقة وكفاءتها. ولكن ماذا يحدث للطاقة في الطريق من محطة توليد الكهرباء إلى المخرج؟ في أي شبكة كهرباء، يتم هدر نسبة معينة من الطاقة المنتجة قبل وصولها إلى المستهلك. وبالتالي فإن الغازات الدفيئة المنبعثة أثناء إنتاج هذه الطاقة تشكل في الواقع تلوثًا زائدًا. توضح الدكتورة يائيل بيراج، نائبة عميد كلية الاستدامة في مركز هرتسليا متعدد التخصصات: "إن موقع إنتاج الكهرباء له أهمية كبيرة. الخسارة في الشبكة هي، من بين أمور أخرى، وظيفة للفضاء". وتستشهد بتكساس كمثال، وهي بالفعل الدولة الرائدة في إنتاج طاقة الرياح في الولايات المتحدة، لكن الكهرباء هناك يتم إنتاجها على بعد مئات الكيلومترات من مراكز الاستهلاك. ومع زيادة المسافة بين مركز الإنتاج والاستهلاك، تزداد احتمالية فقدان الطاقة على طول الطريق. يحدث معظم فقدان الطاقة في الشبكات حول العالم نتيجة لأسباب فنية، ولكن يتم أخذ العوامل البشرية في الاعتبار أيضًا في هذا الحساب، مثل الاتصالات المقرصنة بالشبكة أو تزوير قراءات العدادات.

وبحسب الدراسة، فقد خلال عام 2016 حوالي 1700 تيراواط/ساعة من الطاقة المفقودة في شبكات الكهرباء في جميع أنحاء العالم (كمية تعادل حوالي 30 ضعف إجمالي كمية الكهرباء المستهلكة في إسرائيل سنويًا). ومن حيث الملوثات المنبعثة في الغلاف الجوي، فقد انبعثت حوالي 950 مليون طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون وغذت ظاهرة الاحتباس الحراري دون داع. ووفقا لبيانات الاتحاد الأوروبي، فإن هذه الكمية أكبر من إجمالي انبعاثات فرنسا وإيطاليا وإسبانيا مجتمعة في نفس العام. ومع ذلك، هناك سبب للتفاؤل: فقد ذكر مؤلفو المقال أنه يمكن منع ما يصل إلى نصف الانبعاثات غير الضرورية على المستوى العالمي من خلال مجموعة من التدابير التكنولوجية والاقتصادية.

Microgrid: الكهرباء المنتجة في الشارع

إحدى الأدوات التي اكتسبت شعبية في السنوات الأخيرة في هذا السياق هي "الشبكة الصغيرة". ووفقا لبيريغ، فهذه شبكات كهرباء محلية يمكن أن تعمل بمثابة "جزيرة" مستقلة للإنتاج والتوزيع والاستهلاك. وعلى الرغم من عدم وجود تعريف واحد لأبعاد هذه الشبكة، فإنها عادة ما تغطي مستوطنة صغيرة أو منطقة صناعية أو مجمعات معينة مثل الحرم الجامعي. يمكن للمستهلك في شبكة صغيرة توليد الكهرباء باستخدام الطاقة المتجددة وبيع الفائض، والذي سيتم استخدامه بعد ذلك من قبل جاره. الأسعار مرنة وتسمح بالإدارة المثلى لأحمال الشبكة مع تشجيع توفير الاستهلاك. الميزة البيئية ذات شقين - تمهيد الطريق لاستخدام الطاقات غير الملوثة وتقليل فقدان الطاقة على مسافات طويلة. بالإضافة إلى ذلك، في إسرائيل، هناك ميزة أمنية لإنشاء شبكات ومرافق توليد الطاقة اللامركزية، ويرجع ذلك إلى التهديد المتزايد باستمرار من الصواريخ الدقيقة وصواريخ كروز على المرافق الأمنية ومرافق البنية التحتية المختلفة، بما في ذلك محطات الطاقة.

وحاولت دراسة إسرائيلية جديدة بقيادة الدكتور بيريج ومالكولم إينسبان ترجمة كل هذه الفوائد إلى فائدة اقتصادية. وإلى جانب الاعتبارات البيئية، فإن استخدام الشبكة الصغيرة قد يوفر الاستثمار في البنية التحتية للنقل باهظة الثمن، ويوفر فرص العمل المحلية ويقلل الأضرار التي تلحق بالإمدادات في حالات الكوارث الطبيعية أو الصراع العسكري. استندت الدراسة إلى بيانات ذات صلة بإسرائيل وفحصت مدى فائدة شبكة صغيرة بقدرة 10 ميغاوات (للمقارنة، تبلغ قدرة محطة توليد الكهرباء في الخضيرة أكثر من 2500 ميغاوات). وحتى في ظل الافتراضات المتحفظة، فإن مزايا الشبكة الصغيرة تولد أرباحا تزيد قيمتها على 250 ألف دولار سنويا مقارنة بالمعادل التقليدي، وذلك بفضل، من بين أمور أخرى، إلى وفورات كبيرة في البنية التحتية للنقل والتوزيع.

تعلم من الكيبوتسات

وتعتبر إسرائيل من أكثر الدول كفاءة في العالم في مجال فقدان الطاقة، وذلك بفضل شبكة كهرباء حديثة نسبيا ومنتشرة على مساحة صغيرة. اعتبارًا من عام 2016، يعتبر 4.3% فقط من الكهرباء المنتجة في إسرائيل مهدرة، مقارنة بمتوسط ​​منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية البالغ 6.4%. لكن مؤلفي المقال يزعمون أنه من المؤكد أننا سنستفيد من فطام أنفسنا عن الشبكات المركزية. وتقدر شركة الكهرباء نفسها أن فقدان الطاقة السنوي يكلف الاقتصاد عشرات الملايين من الدولارات بسبب الحرق الزائد لمئات الآلاف من الأطنان من الوقود (الفحم الملوث بشكل رئيسي). وتنتج هذه الانبعاثات وحدها تلوثًا يعادل التلوث المنبعث من حوالي 150 ألف مركبة خاصة سنويًا.

يقول بيريج: "لا يوجد حاليًا استخدام للشبكة الصغيرة في إسرائيل، وهناك حاجة إلى تغيير تنظيمي". "لا توجد سلسلة مخصصة للموضوع. هناك لوائح للإنتاج أو التخزين أو التجارة، لكن لا يُنظر إلى الشبكة الصغيرة على أنها نظام شمولي". ومن المثير للسخرية أنه في إسرائيل على وجه التحديد، تطورت الشبكات الشبيهة بالشبكات الصغيرة بشكل طبيعي في الكيبوتسات، "لكن التنظيم قتل قدرتها على العمل كشبكة صغيرة حقيقية"، كما تقول. الكيبوتس مسؤول عن توزيع الكهرباء في منطقته بشكل مستقل، لكن القانون يجبر منتجي القطاع الخاص (مثل منتجي الطاقة الشمسية) على بيع الإنتاج الزائد مرة أخرى إلى الشبكة الوطنية بدلاً من بيعه مباشرة إلى مصنع الألبان في الشارع.

وقد تم الإعلان عن خطوة مؤقتة مشجعة في هذا المجال قبل بضعة أشهر، عندما بدأت هيئة الكهرباء في تنظيم المنشآت الصغيرة التي تعتمد على الغاز الطبيعي للإنتاج المشترك للكهرباء والحرارة (CHP). وبحسب توقعات الهيئة فإن هذا النوع من الإنتاج المجمع قد يصل عام 2020 إلى 18% من إنتاج قطاع الكهرباء. من المؤكد أنه من المتوقع أن يؤدي الإنتاج المحلي على نطاق صغير إلى تقليل خسائر الطاقة، ولكن الاستمرار في التفكير في العالم القديم، الذي يصر على الفصل بين المنتج والمستهلك، يجعل من الصعب الاستفادة الكاملة من الشبكة الصغيرة الذكية والموزعة والخضراء.