العوائق التي تحول دون تنفيذ microgrid – أخبار إلكترونيات الطاقة
تواجه الشبكات الصغيرة، التي تعتبر بديلاً واعداً لأنظمة توليد الطاقة وتوزيعها التقليدية، مجموعة من العقبات في تنفيذها. تنشأ هذه التحديات في المقام الأول من إنشاء هياكل توليد وتوزيع الطاقة منذ فترة طويلة. وبفضل قدرتها على العمل بشكل مستقل عن طريق الانفصال عن الشبكة التقليدية، توفر هذه الشبكات المحلية صغيرة الحجم حلولاً قيمة للتخفيف من الاضطرابات في الشبكة وتعزيز الموثوقية. تكتسب Microgrid أهمية في الجهود المستمرة للحد من انبعاثات الغازات الدفيئة ومعالجة المخاوف المتزايدة بشأن تغير المناخ.
إن الدور الهام الذي يلعبه قطاع الطاقة في انبعاثات غازات الدفيئة العالمية معترف به على نطاق واسع، ويعزى ذلك إلى حد كبير إلى اعتماده الكبير على الوقود الأحفوري. وفقًا لأحدث التقارير الصادرة عن وكالة حماية البيئة الأمريكية، شكل إنتاج الكهرباء 25 بالمائة من انبعاثات الغازات الدفيئة في عام 2021، وهو ما يمثل ثاني أكبر مساهم. علاوة على ذلك، يسلط التقرير الضوء على أن 79% من توليد الكهرباء يأتي من احتراق الوقود الأحفوري، وخاصة الفحم والغاز الطبيعي.
في مقالتنا السابقة، بحثنا في مزايا اعتماد نظام بيئي مفتوح المصدر لتسريع دمج الشبكات الصغيرة عبر القطاعات المختلفة. لقد سلطنا الضوء على أهمية تصميمات الشبكات الصغيرة المعيارية في حل المخاوف المتعلقة بالتخصيص وكفاءة النشر. الآن، سوف نتعمق أكثر في تفاصيل التحديات التي تؤثر على اعتماد الشبكات الصغيرة على نطاق واسع.
هياكل السلطة القديمة ومقاومة التغيير
لقد عملت صناعة الطاقة منذ فترة طويلة ضمن إطار ثابت، مما يجعل من الصعب إحداث تغييرات تحويلية. يتطلب إحداث مثل هذه التغييرات استثمارات مالية كبيرة وتحولًا ثقافيًا داخل المنظمات. يسلط تقرير صادر عن مؤسسة Linux الضوء على الإحجام عن اعتماد تقنيات جديدة بسبب مخاوف الأمن السيبراني والمخاطر المتصورة المرتبطة بالانتقال من التقنيات والمنهجيات الراسخة.
بالإضافة إلى ذلك، يؤثر الجانب الجغرافي بشكل كبير على اعتماد الشبكات الصغيرة. على سبيل المثال، وجهت أوروبا وأستراليا جهودهما في المقام الأول نحو تطوير بنية تحتية متجددة واسعة النطاق بدلا من التركيز بشكل مكثف على الشبكات الصغيرة. ورغم أن بعض شركات المرافق الكبرى تبنت الشبكات الصغيرة، فإن تكاملها مع البنية التحتية التقليدية يظل محدودا. تنشأ هذه التحديات من البنية التحتية للطاقة الراسخة وتتفاقم بسبب العوامل السياسية.
ويؤكد التقرير أن معالجة هذه العقبات سوف تتطلب بذل جهود تعاونية من جميع أصحاب المصلحة، بما في ذلك المرافق والبائعين والحكومات والمستهلكين.
التفتت في سوق الشبكات الصغيرة
كانت هناك مشكلة في قابلية التشغيل البيني بين الشبكات الصغيرة والمرافق الكبيرة، وخاصة تلك التي تستخدم أنظمة التحكم الخاصة. ويؤدي عدم التوافق هذا إلى تقويض إمكانية تعزيز مرونة الطاقة واستكشاف نماذج أعمال مبتكرة. إن عدم وجود معايير موحدة عبر مختلف مكونات الأجهزة وبنيات النظام يعيق نمطية أنظمة الشبكات الصغيرة ويحد من توافر وحدات البناء المجدية تجاريًا. ونتيجة لذلك، يصبح التكامل السلس للمكونات من مختلف الشركات المصنعة أمرًا صعبًا، مما يضر بالمرونة وفعالية التكلفة.
بالإضافة إلى مكونات الأجهزة المادية مثل البطاريات، والمفاتيح الكهربائية، ومحولات الطاقة الشمسية، هناك غياب للمعايير المتعلقة بضوابط البرامج الوسيطة، بما في ذلك البرامج وواجهات برمجة التطبيقات واللوائح الفنية الأخرى. وتوحيد هذه المكونات يسهل التسويق، ويفتح السبل لإنشاء تطبيقات جديدة تعزز قابلية استخدام الشبكات الصغيرة. علاوة على ذلك، فإن تنفيذ آلية تسعير موحدة من شأنه أن يعمل على تبسيط المعاملات عبر الأسواق المحلية والموزعة وأسواق الجملة، مما يؤدي إلى تبسيط تبادل الطاقة.
“إن القدرة على الاتصال البيني هي المفتاح. سيؤدي ذلك إلى تسريع صناعة الشبكات الصغيرة بأكملها عندما تتلاءم الأشياء معًا بشكل أسرع – البروتوكولات الشائعة للبيانات والاتصالات والأجهزة. لنأخذ صناعة السيارات كمثال: تدخل مئات المكونات في السيارات في جميع أنحاء العالم. يقول ستيفن فيليبس، الرئيس التنفيذي لشركة Optimal Power Solution: “يجب أن تتلاءم جميعها معًا لتتمكن من القيادة كسيارة، بسلاسة وغير مرئية للعميل”.
السياسات التنظيمية التي عفا عليها الزمن
يتأثر التنفيذ الواسع النطاق للبنية التحتية للشبكات الصغيرة بالسياسات والأطر التنظيمية الحالية التي تفضل أنظمة الطاقة المركزية التقليدية، التي تفتقر إلى الدعم الكافي لإنشاء الشبكات الصغيرة وتشغيلها. وفي ظل الهيكل التنظيمي الحالي في الولايات المتحدة، تعمل المرافق على توليد الإيرادات في المقام الأول من خلال الاستثمارات في البنية التحتية وفواتير الطاقة وليس من خلال آليات السوق التي تحفز الكفاءة والابتكار. وبالتالي، لا تحقق المرافق أي إيرادات عندما يعتمد العملاء الشبكات الصغيرة؛ وفي بعض الحالات، يمكن أن يؤدي ذلك إلى انخفاض في دخلهم التشغيلي.
ويتمثل التحدي الآخر ضمن الإطار التنظيمي الحالي في الفهم المحدود للشبكات الصغيرة لدى صناع السياسات. وكثيراً ما يؤدي هذا الافتقار إلى الفهم، إلى جانب الجمود بين صناع السياسات والجهات الفاعلة الراسخة في صناعة الطاقة، إلى بقاء التطورات التنظيمية محصورة في مجرد مقترحات وخرائط طريق، مع الحد الأدنى من الإجراءات الملموسة المتخذة لتحويل الأنظمة بشكل كبير لدعم الشبكات الصغيرة. وبالتالي، هناك حاجة إلى بذل جهود كبيرة لتعزيز التطور الضروري للأنظمة، وضمان دعم وتحفيز عمليات الشبكات الصغيرة بشكل أفضل.
عوامل الاقتصاد الكلي مثل التضخم وسلسلة التوريد
كما هو الحال مع الصناعات الأخرى، يتأثر نشر وتشغيل سوق الشبكات الصغيرة باتجاهات الاقتصاد الكلي. إن التحديات المتزايدة التي يفرضها ارتفاع تكاليف المواد والطاقة واختناقات سلسلة التوريد تعطل توافر المكونات الحيوية مثل أشباه الموصلات والبطاريات والألواح الشمسية. وبالتالي، تساهم هذه العوامل في التأخير في بناء وتركيب الشبكات الصغيرة، مما يزيد من الضغوط التنافسية داخل الصناعة.
يقول بيتر أسموس، عضو هيئة التدريس المساعد والمستشار الأول: “نحن بحاجة إلى تسريع اعتماد الشبكات الصغيرة لأسباب عديدة، ولكن لتسريع جميع اتجاهات العرض والطلب التي تحدث بالفعل، يمكن أن يكون المصدر المفتوح هو العنصر المفقود لنقل كل شيء إلى المستوى التالي”. ، استراتيجية Microgrid والقيادة الفكرية لمركز ألاسكا للطاقة والطاقة.
وعلى الرغم من هذه التحديات، بذل أصحاب المصلحة وصناع السياسات جهودًا متضافرة لإدخال البنية التحتية للشبكات الصغيرة لتزويد المدن والشركات البلدية بالطاقة. سوف تستكشف مقالتنا القادمة الإمكانيات والاستراتيجيات لتحقيق بنية تحتية لشبكات صغيرة صافية صفر.
مراجع
1 جرد انبعاثات غازات الدفيئة في الولايات المتحدة والمصارف. وكالة حماية البيئة الأمريكية. أبريل 2023. https://www.epa.gov/system/files/documents/2023-04/US-GHG-Inventory-2023-Main-Text.pdf. تم الوصول إليه في 06 يونيو 2023.
2 مؤسسة لينكس. فرصة المصدر المفتوح للشبكات الصغيرة: خمس طرق لدفع الابتكار والتغلب على حواجز السوق من أجل مرونة الطاقة بقلم جيسيكا جروبمان وجيف ليندستروم. يونيو 2023. https://www.linuxfoundation.org/research/open-source-opportunity-for-microgrids. تم الوصول إليه في 06 يونيو 2023.
اكتشاف المزيد من موقع 5 كيلو
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
