Andrea Willige

هل سبق أن طلبت منك شركة المرافق الخاصة بك المشاركة في “جلسة توفير” حيث تحصل على مقابل مادي مقابل استخدام كهرباء أقل بين، لنقل، الساعة 5 مساءً والساعة 6 مساءً في المساء؟ إذا كان الأمر كذلك، فقد اختبرت مفهوم مرونة الطلب على الطاقة، والمعروف أيضًا باسم “الاستجابة لجانب الطلب”، وإن كان على نطاق صغير.

تشير دراسة جديدة صادرة عن جامعة ديوك في الولايات المتحدة إلى أن هذا النهج يمكن أن يوزع الطاقة التي نولدها بالفعل بشكل أكثر فعالية، مما يساعدنا على تلبية الطلب المتزايد بشكل أفضل.

لماذا يرتفع الطلب على الطاقة؟

ارتفع الطلب على الطاقة عالميًا بنسبة 2.2% العام الماضي، وهو ما يتجاوز بكثير متوسط العقد الماضي. وارتفع استهلاك الكهرباء بضعف هذا المبلغ تقريبًا، أي بنسبة 4.3%. ويرجع ذلك إلى موجات الحر، وتزايد الاعتماد على الكهرباء، والتوسع الصناعي، ونمو مراكز البيانات لاستيعاب معالجة الذكاء الاصطناعي التوليدي المتعطشة للطاقة.

تتوقع وكالة الطاقة الدولية “IEA” أن استخدام الكهرباء من مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي سيتضاعف بأكثر من أربعة أضعاف بحلول عام 2030، وسيكون تأثير هذا الارتفاع واضحًا بشكل خاص محليًا في المراكز الرائدة لمراكز البيانات في العالم. وتشمل هذه المراكز شمال فيرجينيا في الولايات المتحدة، وشمال أوروبا، وسنغافورة، والصين، على سبيل المثال لا الحصر.

في الولايات المتحدة، من المتوقع أن تؤدي الزيادة المتوقعة في إجمالي الطلب على الكهرباء إلى إحداث أكبر ارتفاع منذ الحرب العالمية الثانية. وقد تتوسع احتياجات الطاقة لمراكز البيانات وحدها بنسبة 15% سنويًا على مدى السنوات الخمس المقبلة، وفقًا للمحللين في Wood Mackenzie.

ما هي الاستجابة لجانب الطلب ولماذا هي مهمة؟

عادةً، تتم تلبية الطلب المتزايد على الطاقة عن طريق إضافة المزيد من قدرات توليد الطاقة. ومع ذلك، تحذر Wood Mackenzie من أن تخطيط البنية التحتية الجديدة يستغرق ما بين 5 إلى 10 سنوات، وستحتاج مراكز البيانات إلى الوصول إلى المزيد من الطاقة بسرعة.

لقد حسب الباحثون في جامعة ديوك أن آليات الاستجابة لجانب الطلب “DSR” يمكن أن توفر ما لا يقل عن 76 جيجاوات، أو 10% من ذروة الطلب الحالية لشبكة الكهرباء الأميركية.

تشير الاستجابة لجانب الطلب “DSR” إلى القدرة على تحويل أو تقليل استهلاك الطاقة. وهي تنطوي على قيام مستخدمي الطاقة، وخاصة المرافق الصناعية الكبيرة ومراكز البيانات، بتقليل استخدامهم للكهرباء مؤقتًا. يمكن أن يحدث هذا خلال أوقات ارتفاع الطلب على الشبكة.

وبالقيام بذلك، يمكن لشركات المرافق أن توفق بشكل أفضل بين العرض والطلب، وبالتالي حل الازدحام على الشبكة وتحقيق استقرارها.

يمكن تحفيز مستهلكي الكهرباء لتعديل استخدامهم للطاقة، تمامًا مثل عملاء التجزئة في “جلسات التوفير” الخاصة بهم. ومع ذلك، نظرًا لتوزيع الكهرباء الموجودة بشكل أكثر فعالية، تؤثر الاستجابة لجانب الطلب “DSR” على كل من سعر الطاقة وتعزز أمن الطاقة، وكلاهما يمثل مصدر قلق متزايد في وقت يتسم بالطلب المتزايد والشكوك الجيوسياسية والاقتصادية.

من خلال خفض التكلفة على المستهلكين، وتمكينهم من التحكم في استهلاكهم، وتحسين كفاءة الشبكة بشكل عام، تعد الاستجابة لجانب الطلب “DSR” أيضًا أداة حيوية لتحسين عدالة الطاقة واستدامتها.

بشكل عام، كمقاييس أساسية لأداء النظام، كانت هناك تحسينات في الأمن والعدالة والاستدامة على مدى العقد الماضي. ومع ذلك، شهد الأمن والعدالة على وجه الخصوص بعض التقلبات في السنوات الأخيرة.

وبالمثل، كان التقدم عبر الأبعاد الثلاثة غير متساوٍ على مستوى الدولة. وقد تمكن ما يزيد قليلاً عن ربع البلدان من تحقيق تحسينات في المجالات الثلاثة جميعها.

هل الاستجابة لجانب الطلب كافية؟

يشير تقرير المنتدى الاقتصادي العالمي لعام 2025 حول تعزيز تحول الطاقة “ETI” إلى البنية التحتية المرنة، بما في ذلك آليات الاستجابة للطلب، باعتبارها حيوية لتأمين أمن الطاقة المستقبلي وجعلها أكثر مرونة.

تجد دراسة جامعة ديوك أنه، اعتمادًا على مستوى المرونة من العملاء، يمكن لسلطات موازنة الشبكة في الولايات المتحدة أن تضيف بشكل مشترك ما يقرب من 100 جيجاوات إلى الشبكة بأقل تأثير، باستخدام القدرة الحالية. سيكون متوسط الوقت الذي سيتعين على العملاء فيه تقليص طلباتهم على الطاقة “تخفيض الأحمال” حوالي ساعتين. يقول الباحثون إن هذا يضاهي برامج الاستجابة لجانب الطلب “DSR” المطبقة بالفعل في الولايات المتحدة.

ومع ذلك، على الصعيد العالمي، ووفقًا لتقرير ETI 2025، انخفضت درجات مرونة نظام الكهرباء بنسبة 1.3%. ويشير هذا إلى أن القدرة على التعامل مع ارتفاعات الطلب والإمدادات المتغيرة من مصادر الطاقة المتجددة لا تزال غير كافية. وقد كان انقطاع التيار الكهربائي الأخير في إسبانيا والبرتغال، وهما من أكثر الدول تقدمًا من حيث دمج الطاقة المتجددة، بمثابة تذكير بالتحديات التي تواجهها الشبكات الحديثة وهي توازن بين الإمدادات الأكثر تنوعًا والطلب المتزايد.

ما هي الحلول الأخرى التي يمكن أن تساهم في مرونة شبكة الطاقة؟

ركز الكثير من النقاش العام حول تحول الطاقة على جانب العرض، وإزالة الكربون من توليد الطاقة، ونقل المستخدمين ذوي الانبعاثات العالية على جانب الطلب، الصناعات الثقيلة، والنقل، وتدفئة المنازل، إلى مصادر الطاقة المتجددة والوقود منخفض الكربون. غالبًا ما تطغى هذه التحديات على ما يسميه الكثيرون “وقود العالم الأول”. تظل كفاءة الطاقة واحدة من أكثر الطرق فعالية من حيث التكلفة لتعزيز أمن الطاقة، وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وخفض تكاليف الطاقة.

من خلال تحسين ودعم التحولات في استخدام الطاقة، تساهم الاستجابة لجانب الطلب “DSR” في الاستفادة بشكل أفضل من الطاقة التي نولدها بالفعل. وتشمل التقنيات الأخرى التي تساهم في ذلك الشبكات الذكية والذكاء الاصطناعي كعوامل تمكين لتوزيع الطاقة بشكل أكثر محلية وكفاءة. تعد حلول التخزين بما في ذلك البطاريات عنصرًا حاسمًا آخر في شبكات الطاقة المستقبلية، حيث تعمل كطاقة احتياطية للمستخدمين النهائيين ولتحقيق استقرار الشبكة. وهذا يؤدي أيضًا إلى تحول في عقلية المستهلكين والنظام، فبدلاً من مجرد استخدام الطاقة، يمكن للأسر اتخاذ خيارات نشطة تؤثر على النظام.

تطلعات مستقبلية

في المستقبل، يمكن أن يأتي المزيد من الدعم للشبكة من كبار المستخدمين النهائيين في الصناعة ومراكز البيانات. فبينما تفكر العمليات المتعطشة للطاقة في نشر مصادر الطاقة الخاصة بها، يمكن لهذه المصادر أن تساعد في استقرار الشبكة.

تتطلع شركات البيانات الضخمة بشكل متزايد إلى تأمين الطاقة الخاصة بها بدلاً من الاعتماد على الشبكة. وإلى جانب مصادر الطاقة المتجددة في الموقع، كانت المفاعلات النووية الصغيرة المعيارية “SMRs” محط تركيز خاص لهذه المبادرات. على سبيل المثال، وقعت جوجل وأمازون اتفاقيات لإنتاج مفاعلات نووية صغيرة معيارية لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي الخاصة بهما، بينما وقعت شركات مثل Equinix اتفاقيات لشراء الطاقة مع مطوري المفاعلات النووية الصغيرة المعيارية للحصول على الطاقة النووية لعملياتها.

على الرغم من أنه من المحتمل أن يستغرق الأمر حتى نهاية العقد قبل أن نرى مفاعلات نووية صغيرة معيارية قيد التشغيل، إلا أنها يمكن أن توفر فائضًا من الطاقة مرة أخرى للشبكة لتحقيق استقرارها أو لتغطية النقص.

لبناء أنظمة الطاقة اللامركزية ومنخفضة الكربون للمستقبل، سيظل تعظيم فوائد الطاقة التي يتم توليدها بالفعل أمرًا أساسيًا. ويشير تقرير مؤشر تحول الطاقة لعام 2025 إلى أن هذا يشمل الحوافز السلوكية التي تشجع على استخدام أكثر وعيًا للطاقة، سواء كان ذلك مشغلو الشبكات، أو المستخدمون النهائيون الصناعيون، أو المستهلكون.

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