ارتفاع الطاقة الشمسية يخلق تحديات لشبكة الطاقة في الولايات المتحدة.

• تسبب تزايد تثبيت الطاقة الشمسية تشويهات في أنظمة توزيع الطاقة ونقلها في الولايات الرائدة في إنتاج الطاقة الشمسية مثل كاليفورنيا.
• يمكن لتخزين البطاريات التخفيف من هذه التحديات، لكنه لا يزال يتأخر وراء زيادة سعة الطاقة الشمسية.
• على الرغم من انخفاض توليد الطاقة من الفحم، إلا أن الفحم لا يزال له حصة كبيرة في مزيج الكهرباء في الولايات المتحدة، تفوق أي مصدر للطاقة المتجددة.

لا يوجد مصدر طاقة آخر شهد نموًا سريعًا في الولايات المتحدة على مدى نصف العقد الماضي أكثر من الطاقة الشمسية. ولكن بدأت التثبيتات المتسارعة للطاقة الشمسية في تحريف أنظمة توزيع الطاقة ونقلها في الولايات الرائدة في إنتاج الطاقة الشمسية مثل كاليفورنيا، مما يخلق تحديات لشركات الخدمات العامة والشبكة.

يمكن أن تساعد التخزين البطاريات في التخفيف من هذه التحديات، وعلى الرغم من أنه أيضًا في ارتفاع، إلا أنه لا يزال يتأخر وراء إضافات سعة الطاقة الشمسية.

ليس من الغريب إذاً أنه على الرغم من الانخفاض المستمر في توليد الطاقة الفحمية في الولايات المتحدة، تبلغ حصة الفحم في مزيج الكهرباء في أمريكا أكثر من 15٪، أكثر من أي مصدر للطاقة المتجددة.

تخطت كل مصادر الطاقة المتجددة مجتمعة – الرياح والشمس والطاقة الكهرومائية والبيوماس والجيوثيرمية – توليد الطاقة من الفحم في قطاع الطاقة الكهربائية في الولايات المتحدة للمرة الأولى في عام 2022. ولكن الفحم لا يزال يحتل حوالي 16% من توليد الكهرباء، أكثر من حصة الرياح التي تبلغ حوالي 11%، وحصة الطاقة الكهرومائية البالغة 6%، أو حصة الطاقة الشمسية التي تبلغ 4% من خليط توليد الكهرباء.

فقد نمت الطاقة الشمسية الآن لتشكل حوالي 6% من إجمالي توليد الطاقة الكهربائية في الولايات المتحدة بعد أن شهدت زيادة قدرها %155 بين عامي 2018 و2023، وفقًا لبيانات إدارة معلومات الطاقة نقلها كاتب تقارير رويترزجيفن ماجوير.

ولكن بينما جعلت الطاقة الشمسية نظام توليد الكهرباء في الولايات المتحدة أكثر خضرة، فإنها أدت أيضًا إلى جعله أكثر تقلبًا، خاصة في سوق الطاقة الشمسية الرئيسية، وهي كاليفورنيا.

في هذا المكان، تتزامن قمة توليد الطاقة الشمسية مع أدنى طلب للكهرباء المنزلية خلال فترة الظهيرة. عندما يبدأ الطلب على الطاقة في الارتفاع بعد السادسة مساءً، يبدأ إنتاج الطاقة الشمسية في الانخفاض.

للتعامل مع الطاقة الشمسية الطبيعية والمعتمدة على الطقس، تحتاج الشبكة إلى مزيد كبير من تخزين البطاريات مما يتوفر حاليًا لتوحيد الفارق في الإنتاج الذروي والطلب الذروي والتباينات الكبيرة في أسعار الكهرباء. يحتاج أنظمة الطاقة ومشغلو الشبكات للتعامل مع الأسعار السلبية في كثير من الأحيان عندما يكون إنتاج الطاقة الشمسية في ذروته خلال النهار.

في كاليفورنيا، على سبيل المثال، "في الأيام الربيعية المشمسة عندما لا يكون هناك الكثير من الطلب، تنخفض أسعار الكهرباء إلى الأرقام السالبة ويجب أن يتم ‘تقليص’ إنتاج الطاقة الشمسية أو ببساطة، التخلص منها،"  وفقًا لمعهد بحوث الطاقة (IER).

تحتوي ولاية كاليفورنيا على نحو 47 غيغاواط (GW) من الطاقة الشمسية المثبتة يمكن أن تُزود ربع كهرباء الولاية إذا تمكنت من العمل على مدار الساعة وفق الطلب كالمصادر التقليدية، بما في ذلك الفحم والغاز الطبيعي والطاقة النووية، وكتب محللو IER في تعقيب نشروه الأسبوع الماضي.

إن الناتج الكهربائي الشمسي العائد ‘المهدر’ ونقص تخزين البطاريات يرفع أسعار الكهرباء في الولاية، وفقًا للمعهد.

يشهد تخزين البطاريات ارتفاعًا، لكنه يحتاج إلى تجاوز التنبؤات الحكومية المتفائلة لتوفير الطاقة عندما تحتاج إليها.

في بداية هذا العام، قدرت إدارة معلومات الطاقة أن الطاقة الشمسية وتخزين البطاريات سيمثلان 81% من سعة الطاقة الكهربائية الجديدة في الولايات المتحدة في عام 2024. يعتزم المطورون وأصحاب محطات الطاقة إضافة 62.8 جيجاواط من سعة التوليد الكهربائية الجديدة هذا العام، بنسبة زيادة بلغت 55% مقارنة بالسعة المضافة العام الماضي، 40.4 جيجاواط. تعتزم الطاقة الشمسية أن تمثل الحصة الأكبر من السعة الجديدة في عام 2024، بنسبة 58%، تليها تخزين البطاريات بنسبة 23%، وفقًا لتوقعات إدارة معلومات الطاقة. من المتوقع أن يكون النمو في إضافات الطاقة الشمسية تقريبًا ضعف الزيادة في العام الماضي والتي بلغت 18.4 جيجاواط، والتي كانت بدورها رقمًا قياسيًا لتثبيت الطاقة الشمسية على نطاق المرافق في الولايات المتحدة.

“مع تخفيف تأثير التحديات التي تواجه سلسلة التوريد والقيود التجارية، تواصل الطاقة الشمسية تفوق إضافات السعة من مصادر التوليد الأخرى،” لاحظت إدارة معلومات الطاقة.

من المتوقع أن تحطم إضافات تخزين البطاريات أيضًا أرقامًا قياسية هذا العام، حيث يتوقع أن تقرب سعة تخزين البطاريات في الولايات المتحدة من مضاعفتها تقريبًا في عام 2024 بينما يخطط المطورون لإضافة 14.3 جيجاواط من تخزين البطاريات إلى الـ 15.5 جيجاواط الحالية هذا العام. في عام 2023، تمت إضافة 6.4 جيجاواط من سعة التخزين الجديدة للشبكة الكهربائية الأمريكية، مما يمثل زيادة بنسبة 70% سنويًا. وتتصدر ولايتا كاليفورنيا وتكساس قائمة إضافات تخزين البطاريات بسبب النمو السريع لسعة الطاقة الشمسية المتغيرة والرياح في هاتين الولايتين.

“في الكثير من أنحاء الولايات المتحدة، لا تقوم البطاريات حتى الآن بأداء تلك الدور التحويلي الحيوي،” كتب إد كروكس، نائب رئيس نحو أمريكا في Wood Mackenzie، الأسبوع الماضي.

“لكن ولايتي كاليفورنيا وتكساس تشيران إلى المستقبل لأسواق الكهرباء الأمريكية الأخرى، والبلدان الأخرى حول العالم. مع زيادة حصة التوليد المتجدد المتغير في توريد الكهرباء، يزداد قيمة تخزين البطاريات.”

يتوقع WoodMac أن ينمو تخزين البطاريات في الولايات المتحدة بوتيرة أسرع من كل من الرياح أو الشمس على مدى العقد القادم.

بقلم تسفيتانا باراسكوفا لـ Oilprice.com

مزيد من القراءات الممتازة من Oilprice.com:

• لماذا كيندر مورجان تستهدف هذا الحقل النفطي في تكساس
• إيا أيه تؤكد زيادة صغيرة في مخزون النفط الخام وانخفاض في البنزين
• بداية دي-دولاريزيشن: تحرك الصين بعيدًا عن الدولار الأمريكي