aleqt (10017) 2021/03/15

5 NO. 10017 ، العدد 2021 مارس 15 هـ، الموافق 1442 شعبان 2 الإثنين أسواق وأرقام يدير مجلس الموثوقية الكهربائية في ولاية Electric Reliability Council تكساس الأمريكية - أو "إيـركـوت اختصارا" - شبكة of Texas الكهرباء في ولايـة تكساس، التي تـزود أكثر في 90 مليون عميل في تكساس وتمثل 25 من المائة من الكهرباء في الولاية. "إيركوت" هو أول Independent System مشغل نظام مستقل في الـولايـات المتحدة وواحـد Operator من تسعة مشغلي نظام مستقل في أمريكا الشمالية. إن أهم المصادر الرئيسة لقدرات في 51( التوليد في تكساس هو الغاز الطبيعي 13.4( في المائة) والفحم 24.8( المائة) والرياح في المائة) 4.9( في المائة) والطاقة النووية في المائة) والطاقة 3.8( والطاقة الشمسية في المائة). 1.9( الكهرومائية والكتلة الحيوية وعادة ما يكون الطلب على الطاقة - في بعض المناطق ذات المناخ الحار مثل تكساس - أعلى في الصيف، ويرجع ذلك أساسا إلى استخدام مكيفات الهواء في المنازل والشركات، لقد 19 حدثت ساعة الذروة القياسية في الولاية في جيجا وات. 74 ، عندما بلغ الطلب 2018 يوليو ومن المعروف أن ولاية تكساس معزولة كهربائيا عن جيرانها من الولايات الأمريكية وتعتمد على قدراتها الذاتية في توليد ونقل وتوزيع الكهرباء من مزيج الطاقة المذكور آنفا. فبراير 13 إذن ما الـذي حدث في السبت ؟ لقد ضربت عاصفة شتوية عاتية تلك 2021 الولاية المشهورة بتقارب مناخها مع أجواء المملكة (المنطقة الوسطى بصورة خاصة)، ولكن تلك العاصفة جلبت معها أبرد الأجواء، تحت 1989 التي لم تشهدها الـولايـة منذ ظـروف جائحة كورونا. تسبب انقطاع التيار الكهربائي في ترك الملايين من سكان الولاية دون كهرباء (وبعضهم من غير ماء أيضا)، كما شخصا جـراء انقطاع الخدمة 20 توفي نحو الكهربائية. وخلال هذه الجائحة أرسلت مدينة دالاس رسالة حث وطلب مستعجل إلى السكان للتقليل من استخدامهم الكهرباء، وسعى عمدة هيوستن للحصول على إجابات حول كيفية معالجة الانقطاعات من "إيركوت" وغيرها من منتجي الكهرباء. وفتحت ولاية تكساس ملاجئ ألف من سكان مدينة 100 الطوارئ، وتلقى "فــورت" و"ورث" إشعارا باستخدام الماء المغلي، بينما أرسلت الولاية المنكوبة موارد إضافية للمساعدة عبر الولاية أجمع. ما إذن الأسباب يا ترى، التي أدت إلى حدوث ذلك؟ وما الذي حدث فعلا؟. فقد مشغل الشبكة الكهربائية في الولاية "إيركوت" السيطرة على إمدادات الطاقة صباح الإثنين، حيث لم يكن لدى مليوني أسرة في تكساس تدفئة أو أجهزة كهربائية أخرى تعمل في منازلهم، بينما أدت عاصفة شتوية هائلة إلى انخفاضدرجات الحرارة فيجميع أنحاء الولاية. بدأ تنفيذ انقطاع التيار الكهربائي التدريجي من "إيركوت" عن كل منطقة متأثرة في صباح دقيقة، وأصبح بعض سكان 45 الإثنين بمعدل تكساس في أوستن وهيوستن ومدن أخرى دون كهرباء طوال الصباح حتى بعد ظهر الإثنين حتى قبل قطع "إيركوت" التيار الكهربائي. وقد طلبت بعض الشركات، التي توفر الكهرباء للمنازل والشركات من العملاء توقع انقطاع الخدمة حتى نهاية الإثنين، حيث يعملون على استعادة وحدات توليد الطاقة، التي توقفت عن العمل أثناء العاصفة. لقد صممت شبكة الكهرباء بحيث يكون الطلب عليها مرتفعا خلال فصل الصيف، عندما يقوم سكان تكساس بتشغيل مكيفات الهواء في المنازل، لكن بعض مصادر الطاقة، التي تزود الشبكة بالكهرباء خلال الصيف تكون غير متصلة خلال الشتاء من أجل الصيانة وغيرها. وعندما بقي سكان مدينة تكساس في منازلهم خلال العاصفة الأحد، طلبوا كميات قياسية من الكهرباء، الأمر الذي لم تستطع الشبكة الكهربائية في الولاية تلبيته، إن نظام التدفئة في تكساس يعتمد على السخانات (الدفايات) التقليدية غالبا– التي تعتمد على الكهرباء- وليس على الغاز مثل الولايات الشمالية. من جانب آخـر، تعطلت بعض مصادر الطاقة، التي تغذي الشبكة بسبب الطقس العاصف، وكان معظمها منشآت تدار بالغاز أو الفحم أو الطاقة النووية، حتى إن توربينات الرياح، التي توفر مصدر طاقة لشبكة كهرباء الولاية تم تجمدها وتعطلها أيضا. من منظور التخطيط السليم، يجب على مشغل النظام الكهربائي المواءمة بين تلك الطاقة المنتجة من المحطات وتلبية الطلب عليها من جانب المستهلكين بصورة آنية. ويتولى المشغل مراقبة نقل الطاقة الكهربائية من محطات التوليد عبر الشبكة الكهربائية إلى مشغلي توزيع الكهرباء في الوقت الفعلي. وبالتالي موازنة العرض والطلب يكون فعليا أو ستتغير قيمة التردد الكهربائي وعليه يحصل ، عندما أصبح Blackout انهيار شامل للشبكة طقس تكساس بـاردا، قام السكان بتشغيل السخانات، وهذا هو السبب في أن الطلب على الطاقة في ولايـة تكساس وصل إلى مستوى قياسيفي فصل الشتاء غير مسبوق. في غضون ذلك كان منتجو الطاقة الكهربائية يعانون أيضا، حيث أدى الطقس البارد إلى تجمد آبار الغاز الطبيعي وسد الأنابيب، وكذلك تجمد توربينات الرياح وأكــوام الفحم. ولم يكن انقطاع التيار الكهربائي في الأسـاس بسبب توربينات الرياح المتجمدة، لكن كانت المشكلة مع الغاز الطبيعي، وهو مصدر الطاقة الأساسي لولاية تكساس. لكن نتيجة ذلك، كانت الشبكة غير قـادرة على إنتاج القدر نفسه من الطاقة في وقت كان المستهلكون يطلبون مزيدا منها. بمعنى آخر، ارتفاع في الطلب وانخفاض في العرض، ما أدى إلى اضطرار "إيركوت" إلى قطع الخدمة عن بعضهم في سبيل إنقاذ الشبكة من الانهيار الكامل والإظـ م الشامل. يقول بيل ماجنيس رئيس "إيركوت" "كنا على بعد من الانهيار الكامل خلال دقائق بسيطة- إن لم تكن ثواني معدودة". ولو حصل الانهيار الكامل، لأصبح الوضع كارثيا بمعنى الكلمة من الناحية الفنية والاقتصادية. وقد أصـدرت "إيركوت" بشكل استباقي عن انقطاع التيار الكهربائي في أجزاء مختلفة من الولاية لإبقاء الطلب أقل من طاقته ولإبلاغ السكان بحدوث الانقطاع بدلا من مفاجأتهم. حتى إن السيارات الكهربائية لم تعد ذات أهمية لعدم وجود شواحن لها، وبالتالي عانى بعضهم تعطل أو بطء النقل والمـواصـ ت. وعانت بعض الأحياء والأسر ذات الدخل المحدود تقديرا غير متناسب في قطع الخدمة الكهربائية، فقد أفادت صحيفة "الجارديان" أنه نظرا لاستثناء البنية التحتية الحيوية مثل المستشفيات من انقطاع التيار الكهربائي، احتفظ عديد من الأحياء الراقية بالكهرباء، بينما كانت الأحياء المحيطة تعيش في ظلام دامس. من الناحية النظرية، كـان ينبغي لواية تكساس أن تعاني انقطاع التيار الكهربائي لفترة زمنية قصيرة وفي الإمكان نظريا التحكم فيها والسيطرة عليها لوجود مؤشرات تنبؤية لدرجات الحرارة لليوم التالي، لكن كثيرين ظلوا دون كهرباء لعدة أيام. ويرجع السبب إلى ثلاثة تصورات (سيناريوهات) محتملة نقلا عن بيان "إيركوت" إلى صحيفة "دالاس مورنينج نيوز": - يعيش السكان المتضررون في أماكن 1 تأثرت فيها المعدات جراء العاصفة الثلجية. - العيش في مناطق تم قطع الخدمة عنها 2 يدويا، وليس آليا، وبالتالي الحاجة إلى ربطهم بالخدمة يدويا كذلك، وهذا يستغرق وقتا. - لا يحصل السكان على الخدمة من بائعي 3 ، وكان الأحرى Retailers التجزئة الكهربائية من المنشآت الصناعية الكبيرة توفير الخدمة الكهربائية للقطاع السكني من خلال التطوع في فصل (قطع) الكهرباء عن مصانعهم من أجل توفيرها لمن همفي أمس الحاجة لها. تتكون الشبكة الكهربائية الأمريكية من ثلاثة كيانات كهربائية ضخمة مترابطة: الربط الشرقي والربط الغربي وتكساس. ويمكن للولايات الأخـرى شراء الطاقة من الولايات المجاورة لتغطية الطلب المتصاعد، لأن الولايات القارية مدعومة بشبكتين كبيرتين متصلتين بشكل كبير: الربط الشرقي والربط الغربي. لقد أصرت تكساس على وجود شبكتها الخاصة، ويقال إن الموضوع له علاقة بالتفاخر السياسي والتعالي الاجتماعي لسكان ولاية تكساس، الذين يزعمون أن الولاية تتمتع باستقلال الطاقة وأمنها عن بقية الولايات الأخرى. ونظرا إلى عدم الربط بالولايات المجاورة والربطين الأخيرين، تمكنت تكساس من تجنب اللوائح التنظيمية المتعلقة بتداول الكهرباء عبر الولايات. ويبدو أن هذا القصور في التنظيم لهو سبب عدم صيانة شبكة تكساس بشكل صحيح، وبالتالي فشلت وتداعت مع هذه المؤثرات (أو التأثيرات) المناخية القاسية. ولو كان هناك ربط كهربائي سليم وموثوق مع الشبكتين الأخريين، بالإضافة إلى تطبيق مفهوم ،Microgrids الشبكات الكهربائية الصغيرة لمرت هذه الأزمـة بسلام، والدليل على ذلك أن ولاية أوكلاهوما - تقع شمال ولاية تكساس - التي تعد أقل مستوى وإمكانات من ولاية تكساس وضربت بالقوة نفسها من العاصفة الثلجية، لكن لم يحصل فيها انقطاع الخدمة، وإنما تكاتف الربط الكهربائي في إنقاذ الموقف العصيب. وأما الشبكات الكهربائية الصغيرة، فتعد نموذجا رائدا لإدارة الكهرباء، وتمثيل الطاقة المتجددة والبطاريات على مستوى التوزيع. عليه لا ينبغي عد هذا الإخفاق مجرد حدث عابر، لأنه من المتوقع أن تشهد الولايات المتحدة مزيدا من الظواهر الجوية العنيفة في العقود القادمة، ومن المحتمل أن تتسبب في ارتفاع الطلب على الكهرباء وانخفاضه بانتظام، وبالتالي تتسبب في مزيد من حالات انقطاع التيار الكهربائي. ففي ولاية كاليفورنيا، أدى ارتفاع درجة الحرارة إلى احتمالية تسبب خطوط الكهرباء في حرائق الغابات، إضافة إلى خطوط النقل القديمة، اندلع حريق هائل أدى إلى مقتل .2018 ألف مبنى في 19 شخصا وتدمير 85 لذا أصدرت شركة باسيفيك للغاز والكهرباء، التي تدير شبكة ولاية كاليفورنيا، انقطاع التيار الكهربائي المستمر لمنع هذه الحرائق. لكن انقطاع التيار الكهربائي أثر بشكل غير متناسب في الأشخاص ذوي الدخل المنخفض، الذين لا يستطيعون شراء مولدات وتسبب في مواقف تهدد حياة الأشخاص وبخاصة المرضى، الذين يحتاجون إلى ثلاجات لأدويتهم أو أولئك الذين يعيشون على أجهزة القلب والتنفس. لهذا السبب نسمع ونقرأ أن الشبكة بحاجة إلى بناء شبكة أكثر مرونة وذكاء بحيث يمكنها التعافي من هذه الكوارث بسرعة أكبر. ولكن حتى ذلك الحين، سيستمر اختبار نظام الشبكة المتقادمة من خلال الأحداث المناخية القاسية أو الأعطال ، وسيكون الأشخاص Major faults الفادحة الأقل إمكانية وضعفا هم من سيعانون بالفعل. لن ندخل في مفاهيم الشبكات الذكية والمرنة، فهذا له مجاله ومقاله، ولكن دعونا ننتقل من الولايات المتحدة إلى السعودية، حيث تؤخذ "يركوت" غالبا كإحدى الممارسات العالمية للدراسات والتقارير الفنية، لكونها قريبة للمملكة من ناحية المناخ والطقس والحمل الـذروي والطلب على التكييف وقت الصيف، وحجم الـقـدرات وأطــوال خطوط الشبكات والمساحة وغيرها. ولعل السؤال الذي يطرح نفسه هنا هو: كيف نستفيد نحن من حادثة انقطاع الكهرباء في ولاية تكساس؟ وما الدروس المستفادة؟ تحسبا ومنعا لتكرار مثل هذا المأزق العنيف - لا سمح الله. كان الحلم الخليجي الكهربائي يتمثلفي ربط خدمات الكهرباء بين دول مجلس التعاون لدول الخليج العربية والاستفادة في التبادل التجاري، فيما بينها بما يحسن الاستثمارات الرأسمالية وتخفيض تكاليف الوقود وتقليل الانبعاثات الغازية، لذا أنشئت هيئة الربط الكهربائي لدول مجلس التعاون الخليجي بالمرسوم الملكي حسب النظام 2001 يوليو 29 في 21 / رقم م الأساسي والقوانين الداخلية. ولم تكتمل ربط وتقوم 2011 الشبكة الكهربائية فعليا إلا عام الهيئة بالتنسيق بين الدول الأعضاء في المشاركة الكهربائية الاحتياطية بما يفعل حالة الطوارئ الناجمة عن انقطاع التيار الكهربائي فقط، وهذا 1200 يتمثل بصورة واضحة في سعة التبادل ميجا وات ولكن يبدو أن ذلك لم يخدم التبادل التجاري حتى الآن. ويقوم الهدف الحقيقي من إنشاء هيئة الربط الكهربائي الخليجي بتأسيس سوق كهرباء مشتركة بين الدول الأعضاء، ولا تزال الفرصة قائمة في تفعيل دور هذه الهيئة للتبادل الكهربائي الحقيقي بما يحقق فوائد اقتصادية وفنية وبيئية. ومـن جهة أخـرى، يمثل الربط الكهربائي السعودي- المصري الـذي لا يـزال قيد الإنشاء معيارا جيدا تبلغ مليار دولار، 1.6 استثمارات مشروعه نحو ميجاوات، حسب 3000 ويهدف المشروع لتبادل أوقات الذروة في كلا البلدين. هذا إضافة أيضا إلى الربط الكهربائي السعودي - الأردني، الذي هو الآن تحت الدراسة والتخطيط. وعليه من الملاحظ أن الهدف الحالي للربط الكهربائي الخليجي هو حالة الطوارئ ولا تمثل سعة التبادل الحالية في الربط الكهربائي الخليجي أرضا خصبة للتداول التجاري، بينما يرتكز الربط الكهربائي السعودي- المصري والربط الكهربائي السعودي- الأردني على التبادل خلال أوقات الذروة، فذروة الطلبفي السعودية تقع تقريبا عـ ا، بينما في مصر 4 إلى 11 بين الساعة والأردن تبدأ من الساعة السادسة مساء إلى العاشرة مساء خلال فصل الصيف. وعلى الرغم من وجود الفرص الاقتصادية خلال الصيف، ولكن جهود الكهرباء خلال فصل الشتاء ستؤول إلى الدعمفي حالة الطوارئ. بالفعل هناك فرص واعدة للربط الكهربائي السعودي مع جيرانها من أجل دعم موثوقية الشبكات الكهربائية المترابطة معها، وتحقيق وفــورات اقتصادية مجزية وتعزيز تحقيق المزيج الأمثل من القدرات الكهربائية لإنتاج الكهرباء واستيعاب الشبكات الكهربائية لدخول الطاقة المتجددة وتحقيق الاستثمارات المثلى في مشاريع توليد الكهرباء. ويجب أن يكون الهدف من هذا الربط المضي نحو إنشاء بنية أساسية لتبادل وتجارة الكهرباء بين الدول العربية تمهيدا لإنشاء سوق كهربائية عربية مشتركة. بيد أنه لن يتم ذلك حتى يحرر الربط الكهربائي الخليجي من هدفه الحالي (حالة الطوارئ فقط)، ورفع سعته إلى الحد المعقول للتداول التجاري، حيث يمكن لدول الخليج العربي الاستغناء عن بعض المحطات القديمة ذات الكفاءة المتدنية، التي تستهلك وقودا عاليا والاستفادة من الربط، بما يمد بلدان دول الخليج من الطاقة الكافية واستقرار الشبكة وخفض الانبعاثات والحفاظ على البيئة. لكن تظل هناك نقطة جوهرية وهي تزامن الحمل الـذروي (إلى حد ما) بين بلدان دول الخليج بما يقلل الفوائد من الربط، وكذلك العائد من الاستثمار. ولكننا نعتقد أن فتح المجال بينهم، سيصنع سوقا كهربائية رائجة، خصوصا في مجال التعاقدات الثنائية. إن بعضدول الاتحاد الأوروبي لديها سوق كهربائية مشتركة وتتزامن في الحمل الــذروي، ولكنها ترتبط من حيث المشاركة وتقاسم الاحتياطي فيما بينها. إن دول الخليج لديها إمكانات وقدرات متميزة في قطاع التوليد، سواء الغاز الطبيعي أو الطاقة المتجددة أو الإنتاج المـزدوج أو غيرها، بل ودخلت مجال الطاقة النووية من خلال إضافة دولة الإمارات العربية المتحدة أخيرا محطات ،Baseloads تخدم في الأحـ ل الأساسية ومنها محطة براكة للطاقة النووية، التي تتكون من أربعة مفاعلات نووية (واحــدة مكتملة ومعلقة قيد التشغيل) بطاقة إجمالية تبلغ ميجاوات. ومن جانب آخـر، يجب أن 5600 يعظم أهـداف الربط الكهربائي السعودي- المصري والربط الكهربائي السعودي- الأردني الحالية إلى التداول التجاري البحت، بحيث توضع خطة زمنية لها. ومـن أنشطة سوق الكهرباء مثلا هو إقامة تعاقدات ثنائية بين منتجين ومستهلكين آخرين بين دول مختلفة من خلال المنظومة الكهربائية، وهذا سيحسن من كفاءة التوليد ويزيد من المنافسة، ما يرفع العائد على الاستثمارات كثيرا، ويقلص مدة استرداد التكاليف. ويظل الطموح الأبعد هو التحول إلى نقل الكهرباء لـدول أوروبـا وإفريقيا من خلال مشاريع الربط الكهربائي، خصوصا أنها تحقق عوائد مادية مجزية، حيث يكون الطلب على الكهرباء في فصل الشتاء قويا في أوروبا وهذا سيعود بالنفع المباشر على الاقتصاد، إضافة إلى تسهيل إنجاز أكبر قدر ممكن من مشاريع الطاقة المتجددة في المملكة، والتخلص من المحطات القديمة، التي تستهلك وقودا كثيرا. ولكي نقلل من آثار أي انقطاع للشبكة الكهربائية السعودية، يظل الربط الذكي مع شبكات الدول المجاورة أحد الحلول الناجعة، ولكن يجب أن تكون تلك الشبكات ذات موثوقية عالية وهامش احتياطي كاف مثل الشبكة الكهربائية الإماراتية. إن الانقطاع المستمر للشبكة الكهربائية لا يحدث عادة إلا نادرا، ولكن تأثيره عنيف، ولو مررت على قصص وحوادث الانهيارات الكبيرة في العالم، سترى أن تأثيرها الفني والاقتصادي والمجتمعي ضخم. إن دراسة المخاطر تحتم علينا النظر والدراسة ومعرفة الآثار المترتبة عليها، ومـن ثم الحلول، التي تساعد على التخفيف من آثارها الجسيمة وتكاليفها الباهظة. وبـ شك أن تكساس عانت العاصفة أخيرا وستعاني كثيرا في المستقبل إذا لم تلتحق بالربطين الكبيرين: الشرقي والغربي، بالإضافة إلى تطبيق مفهوم الشبكات الصغيرة. والأخيرة تستحق الدراسة والتطبيق في المملكة لأنها بالفعل قد تكون حلا آخر لأي انقطاع، وتعمل 60 الشبكة السعودية الكهربائية على تـردد 50 هيرتز، وبقية الـدول المجاورة على تردد هيرتز، ما يؤمن أمنية الشبكة السعودية نتيجة أي خلل أو عطل فادح قد يحدث في الشبكات المجاورة. أخيرا، تكمن أهمية الربط الكهربائي السعوديفي تأمين الشبكة فنيا وتشجيع العمل التجاري وبناء محطات الطاقة المتجددة بصورة أوسع والإسهاب في الاقتصاد وإيجاد فرص ."2030 وظيفية بما يخدم "رؤية الربط الكهربائي .. حتى نتفادى ما حدث في تكساس انقطاع التيار الكهربائي في تكساس لم يكن بسبب توربينات الرياح المتجمدة لكن مشكلة الغاز الطبيعي تكساس عانت العاصفة وستعاني كثيرا في المستقبل إذا لم تلتحق بالربطين الكبيرين: الشرقي والغربي هناك فرص واعدة للربط الكهربائي السعودي مع جيرانها لدعم الموثوقية وتحقيق وفورات اقتصادية مجزية الملاحظ أن الطوارئ هدف الربط الخليجي الحالي .. سعة التبادل لا تمثل أرضا خصبة للتداول التجاري يجب تعظيم الربط الكهربائي السعودي - المصري ومع الأردن إلى التداول التجاري البحت وفق خطة زمنية الربط يحسن من كفاءة التوليد ويزيد من المنافسة ويرفع العائد على الاستثمارات ويقلص مدة استرداد التكاليف تعمل الشبكة السعودية الكهربائية على تردد هيرتز .. يؤمنها من أي عطل فادح قد يحدث 60 في الشبكات المجاورة تكمن أهمية الربط الكهربائي السعودي في تأمين الشبكة فنيا وتشجيع العمل التجاري وبناء محطات الطاقة المتجددة في المائة. 13.4 في المائة، والفحم 24.8 في المائة، والرياح 51 من مصادر التوليد في تكساس: الغاز الطبيعي د. عصام بن عبدالعزيز العمار