Pascal De Buck

هناك حاجة إلى إصلاح شامل لنظام الطاقة على مدى العقدين المقبلين إذا أردنا مكافحة تغير المناخ بشكل فعال. بموجب اتفاقية باريس، تم تقديم التزامات واضحة لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بسرعة وبشكل مستدام. نشهد بالفعل بعض العلامات الأولى المشجعة للتقدم، كما يتضح من تقرير توقعات الطاقة العالمية لعام 2024، الذي نشرته وكالة الطاقة الدولية “IEA”. يوضح هذا أن مصادر الطاقة المتجددة تدخل نظام الطاقة بمعدل غير مسبوق، مع إضافة أكثر من 560 جيجاوات من القدرة المتجددة الجديدة في عام 2023.

يمكن رؤية المزيد من الأدلة على تحول نموذجي في حقيقة أن الاستثمارات في مشاريع الطاقة النظيفة تقترب من 2 تريليون دولار سنويًا، أي ما يقرب من ضعف المبلغ الذي يتم إنفاقه على إمدادات النفط والغاز والفحم الجديدة. لذا، نعم، الأمور تتحرك، لكن الانتشار غير متساوٍ للغاية من بلد أو منطقة إلى أخرى. وضعت أوروبا سياستها المناخية في الصفقة الخضراء الأوروبية، وهي خطة طموحة تهدف إلى ضمان أنها القارة الأولى التي تحقق الحياد المناخي بحلول عام 2050.

رؤية متكاملة.. الإلكترونات والجزيئات في تآزر

في قلب هذا التحول يكمن نظام الطاقة، الذي يواجه المعضلة الثلاثية التالية: تحقيق صافي الصفر، مع ضمان توافر الطاقة في جميع الأوقات، والقيام بذلك بأقل تكلفة ممكنة على المجتمع. في حين أن مصادر الطاقة المتجددة ستكون بالطبع جزءًا من هذه المعادلة، إلا أنها لا يمكن أن تكون الحل الوحيد لدينا. أعتقد أن الرؤية المتكاملة لنظام الطاقة هي المفتاح لمواجهة التحدي الذي تطرحه هذه المعضلة الثلاثية، بمعنى آخر، نهج تتكامل فيه الإلكترونات “الكهرباء” والجزيئات “الغازات” بسلاسة مع بعضها البعض.

على الرغم من كل وعودها العظيمة وأهميتها الحاسمة، إلا أن مصادر الطاقة المتجددة هي مصادر متقطعة للطاقة. عندما لا تشرق الشمس ولا تهب الرياح، يمكن للجزيئات الخضراء أو منخفضة الكربون أن تتولى المسؤولية. وعلى العكس من ذلك، عندما يكون مستوى مصادر الطاقة المتجددة فائضًا عن المتطلبات، يمكن استعادة الطاقة الزائدة وتخزينها، على سبيل المثال، في شكل هيدروجين يتم إنتاجه عن طريق التحليل الكهربائي.

هناك أيضًا تحد اقتصادي كبير يتعلق بالطاقة المتجددة. في جميع أنحاء أوروبا، تمثل الكهرباء حوالي 20٪ فقط من استهلاك الطاقة النهائي، لكن الكهربة تتطلب استثمارات واسعة النطاق. لا يزال تخزين الغازات أو نقلها لمسافات طويلة أكثر فعالية من حيث التكلفة في كثير من الحالات من نقل أو تخزين الكهرباء. قد يثبت النهج الهجين، الذي يسخر الكهرباء والغازات، أنه استراتيجية رابحة.

أخيرًا، لا تقدم الكهربة دائمًا حلاً قابلاً للتطبيق تقنيًا واقتصاديًا من حيث إزالة الكربون من الصناعات الثقيلة وبعض القطاعات الصناعية، وخاصة الصناعات كثيفة الاستهلاك للطاقة. تحتاج الصناعة الكيميائية إلى غازات خضراء ومنخفضة الكربون كمواد خام لعملياتها. الغازات هي مدخل ضروري في إنتاج الأسمدة، على سبيل المثال، وهي ضرورية لإنتاج الغذاء والزراعة، والبلاستيك، الذي يستخدم في التصنيع. علاوة على ذلك، تتطلب العديد من العمليات الصناعية، بما في ذلك تلك المستخدمة في صناعات الزجاج والسيراميك والأسمنت والصلب، درجات حرارة عالية جدًا. أخيرًا، يوفر احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه “CCUS” حلاً للعمليات الصناعية التي تطلق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون كمنتج ثانوي، مثل صناعة الأسمنت.

الاستفادة من النماذج لاتخاذ قرارات أكثر ذكاءً

إذن، كيف يمكننا تطوير نظام طاقة تتلاءم فيه جميع القطع معًا لتلبية احتياجاتنا المستقبلية؟ في غياب كرة بلورية، تعتبر نماذج محاكاة وتحسين نظام الطاقة أدوات لا تقدر بثمن يمكنها اختبار سيناريوهات مختلفة وتعديل المعلمات وتقييم المساهمة التي تقدمها التقنيات المختلفة، وتسليط الضوء على الآثار المترتبة على الخيارات التي نتخذها.

تم اختبار المتطلبات التي تشكل معضلة الطاقة الثلاثية باستخدام نموذج محاكاة تم تطويره في البداية لبلجيكا بالتعاون مع جامعة لييج ثم تم توسيعه ليشمل جميع البلدان المتاخمة لبحر الشمال. النتائج، بناءً على سيناريوهات الطلب الحالية “ENTSOG – ENTSO-E” وعلى التقنيات المتاحة حاليًا “مثل الميثان الحيوي والهيدروجين الأخضر ومنخفض الكربون ومصادر الطاقة المتجددة و/أو احتجاز الكربون وتخزينه، أي CCS”، توضح أن جميع الحلول المعروضة يجب أن يتم جمعها معًا وأن تحسين التفاعل بين الكهرباء والغازات يفيد المجتمع ككل.

يسلط التحليل الضوء أيضًا على بعض الدروس الرئيسية التي يجب تعلمها:

يمكن استخدام الهيدروجين الأخضر المنتج عن طريق التحليل الكهربائي لتعزيز إنتاج طاقة الرياح البحرية.

الميثان الحيوي والغاز الحيوي والكتلة الحيوية هم حلفاء أقوياء في تحقيق الحياد الكربوني أو صافي الصفر ويمكن أن يساعدوا في خفض الانبعاثات المتبقية.

سيتم التعامل مع الباقي عن طريق احتجاز الكربون وتخزينه من محطات الطاقة التي تعمل بالكتلة الحيوية والصناعة وإنتاج الهيدروجين منخفض الكربون.

الترابط بين البلدان أمر بالغ الأهمية، لأنه يمكّن من نقل الطاقة من بلد لديه فائض إلى بلد آخر لديه نقص. ومع ذلك، تختلف تكاليف النقل تبعًا لناقل الطاقة. يكلف نقل الكهرباء أكثر من الهيدروجين، والذي بدوره يكلف أكثر من الميثان، وهذا هو السبب في أنه من المهم جدًا وجود مزيج مثالي من الترابط.

يلعب التخزين دورًا رئيسيًا.. تخزين الطاقة الشمسية في البطاريات لضمان نظام طاقة متوازن طوال اليوم؛ تخزين الهيدروجين لتسهيل إنتاج طاقة الرياح على مدى أسبوع أو أكثر؛ وتخزين الميثان للحفاظ على التوازن في النظام على أساس موسمي.

توفر لنا أدوات المحاكاة هذه إرشادات قيمة، لكنها ليست بديلاً عن العمل الحاسم. الأمر متروك لنا، قادة الأعمال وصناع القرار وأصحاب المصلحة في مجال الطاقة على حد سواء، لتحمل المسؤولية وتوحيد الجهود وتبني نهج عملي ومرن وقبل كل شيء متكامل، وهو نهج يمكن أن يتكيف مع الاحتياجات المتغيرة دون تقييد أيدينا عندما يتعلق الأمر بالخيارات التي نتخذها. يمثل انتقال الطاقة تحديًا هائلاً، ولكنه يمثل أيضًا فرصة تاريخية لبناء مستقبل أكثر استدامة ومرونة.

إعداد: وحدة الترجمات بمركز سمت للدراسات
المصدر: World Economic Forum