Table of Contents
فهم التهديد المتزايد بالطقوس العتيقة إلى "باور غريدز"
إن استقرار نظم الطاقة الحديثة يتعرض لضغوط غير مسبوقة من جراء أحداث الطقس المتطرفة، فبعد أن يعتبر وجود شذوذ نادر، والأعاصير، والبيض، والموجات الحرارية، والفيضانات، والنيران البرية، يضرب الآن بدرجة أكبر من التواتر والكثافة، ويكشف عن مواطن الضعف الحرجة في البنية التحتية الكهربائية الحديثة، وفي العقد الماضي، تُكلّف التجاوزات المتصلة بالعواصف البلايين، وتُسر في سلسلة الإمدادات، وتُخِصُلُلُلُلُصُلُلُلُلُ ملايين دونَة.
التهديد المتزايد للذرة العتيقة
ويزيد تغير المناخ من حدة الأحوال الجوية في جميع أنحاء العالم بوتيرة تفوق التخطيط التقليدي للشبكات، ووفقا لما ذكرته [(FLT:0]) المنظمة العالمية للأرصاد الجوية، فإن عدد الكوارث المتصلة بالطقس قد زاد خمسة أضعاف خلال السنوات الخمسين الماضية، وبالنسبة لشبكات الطاقة، فإن ذلك يترجم إلى مشهد جديد لمناظرة جديدة لا تتوقّع فيها أنماط الطقس التاريخية باستمرار التوترات في المناطق الساحلية.
وقد فاقت التكاليف الاقتصادية والبشرية إلى حد كبير، فقد أشار تقرير عام 2020 الذي أعده مكتب الميزانية في الكونغرس إلى أن موسم الأعاصير لعام 2017 وحده قد تسبب في حدوث خسائر في الطاقة في جميع أنحاء الولايات المتحدة ومنطقة البحر الكاريبي تقدر بمبلغ 55 مليار دولار، وتزيد هذه الخسائر في الأرواح بسبب تدهور الرعاية الصحية، ومعالجة المياه، وخدمات الطوارئ، وتسببت في ارتفاع عدد الوفيات الناجمة عن انخفاض معدل انتشار المواد الكيميائية في عام 2021، و240 في تكساس.
التأثيرات المباشرة على البنية التحتية لنظم الطاقة
شبكات النقل والتوزيع
إن خطوط الرؤوس والأبراج الأكثر تعرضا لأي نظام للطاقة، إذ يمكن لرياح قوة الإعصار أن تضبط الموصلات، وأبراج التمرين الفولاذية العليا، والحطام في خطوط الفشل، مما يتسبب في حدوث اضطرابات كبيرة في الجليد، ففي عام 2017، دمرت إعصار ماريا 80 في المائة من شبكات نقل وتوزيع بورتوريكو، مما أدى إلى نشوء بعض المجتمعات المحلية التي لا تملك طاقة لمدة سنة تقريبا.
مرافق توليد الطاقة
فمحطة توليد الطاقة الكهربائية لا تحصى من متطرفات الطقس ويمكن أن تصبح نقاط فشل واحدة، إذ أن المصانع الحرارية - الفحم والغاز الطبيعي والناجم عن الأسلحة النووية - تتعرض لمخاطر التبريد المستمر، كما أن ارتفاع درجات حرارة المياه وانخفاض تدفقات الأنهار يمكن أن يُجبر على تقليص الناتج أو إغلاقه بالكامل، كما حدث في أوروبا خلال فترة الجفاف التي كان يتعين فيها على عدة مفاعلات نووية أن تخفض من جيلها.
مراكز فرعية ومراكز مراقبة
كما أن عمليات السطو على المياه تُستخدم كنظام عصبي للشبكة، كما أن تعرضها للفيضانات يُعنى به بشكل خاص، حيث أن الاقتحامات المائية تسبب في وجود دوائر قصيرة وتدمر المواد التي تُستخدم في التدفق، وتُستخدم في تجهيزات الفيضان، وتُستخدم في حواجز الدخان في منطقة الفيضان التي تُستخدم فيها في منطقة الفيضان، وتُدمج فيها أيضاً أجزاء من الظلمة التي تُجرى في مدينة نيويورك.
التحديات التشغيلية والاقتصادية
3 - تصاعد الطلب وإدارة القروض
فبعض وسائل النقل الجوي التي تُستخدم في مناطق متقدمة من مناطقها، والتي تتجاوز أحيانا القدرة على توليد الطاقة، وتتسبب في انقطاع الكهرباء، وقد أصدرت المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس في كاليفورنيا مراراً إنذارات من نوع Flex Alerts أثناء الموجات الحرارية، وتحث المستهلكين على الحفاظ على القدرة على تجنب حالات الطوارئ في النظام، وفي تكساس، أصبحت الهوامش الاحتياطية التي يفرضها المركز الأوروبي للكهرباء أقل خطورة من حيث ارتفاع الطلب على الطاقة الكهربائية إلى جانب النمو الاقتصادي للدولة().
الصيانة والإصلاح اللوجستي
فإحداث اختلالات في الطقس ليس فقط في العمليات بل أيضا القدرة على صيانة الشبكة وإصلاحها، إذ أن الريح العالية تحظر تشغيل شاحنات الدلو؛ وتمنع مياه الفيضانات الطرق المؤدية إلى الوصول إلى المياه؛ وتخلق الحرائق البرية ظروفا خطرة تؤدي إلى تأخير تقييم الأضرار، فبعد وقوع كارثة كبرى، كثيرا ما تسافر أطقم المساعدة المتبادلة من المرافق المجاورة مئات الكيلومترات، وذلك فقط لإيجاد دمار واسع النطاق يتطلب إعادة بناء طويلة بدلا من إجراء إصلاحات بسيطة.
التكاليف الاقتصادية للمبالغ
وتشهد الدراسة التي أجراها مختبر لورانس بيركلي الوطني على أن أسعار الصرف تُكلف الاقتصاد الأمريكي ما بين 20 و 70 بليون دولار سنويا، أما بالنسبة للمشاريع التجارية الصغيرة، فإن بضعة أيام بدون طاقة يمكن أن تؤدي إلى إغلاق دائم، إذ أن شركات توزيع الكهرباء لا تُغلق في قطاعي شركة لورانس بيركلي الوطني، إذ أن عوامل الإنتاج تُكلف الاقتصاد الأمريكي تتراوح بين 20 بليون دولار و 70 بليون دولار سنويا.
استراتيجيات للارتقاء بجريمة أكثر روبا
معايير تعزيز الهياكل الأساسية والتصميم
كما أن خط الدفاع الأول هو القوة المادية، إذ أن المرافق الفرعية تزداد قسوة فوق مستويات الفيضانات المتوقعة، وبناء جدران للفيضانات حول الأصول الحرجة، وفي فلوريدا، استثمرت شركة دوك للطاقة في أحواض محددة لتحمل الرياح من الفئة 4، وفي ساحل الخليج، حلت شبكة الانتقال الخشبية ببراعات من الصلب، حيث توفر خطوط الطاقة الجاهزة القائمة على أساس طويل الأجل حلاً في أضعف الممرات.
Smart Grid Technologies and Digitalization
ويمكن أن تؤدي المعلومات الرقمية إلى تحسين قدرة الشبكة على التنبؤ بالظواهر الجوية الشديدة والتحمل والتعافي منها، كما أن أجهزة الاستشعار المتقدمة والمتزامنة تعطي المشغلين رؤية فعلية في مجال الصحة، بينما يمكن لمفاتيح الإرسال الآلية أن تعزل الأخطاء وتعيد استخدام الطاقة في غضون ثوان.
الموارد المائية والموجات الدقيقة
ويمكن أن تتحول الطاقة من نموذج مركزي محضة إلى موارد الطاقة الموزعة إلى مواقع محلية، حيث أن شبكتها الشمسية المقترنة بخزن البطاريات تسمح لكل مبنى بالجزيرة من خلال فترات انقطاع الكهرباء، وعلى نطاق المجتمعات المحلية، فإن شبكات الكهرباء المحتوية على مايكرو، التي تستخدمها شبكات الطاقة الذاتية، يمكن أن تحافظ على المرافق الحيوية مثل المستشفيات ومراكز الشرطة والمتاجر الكبرى على شبكة الإنترنت عندما تفشل الشبكة الرئيسية.
إدارة النباتات والتوعية بالحالات
إن الأشجار والفروع هي من بين أكثر الأسباب شيوعاً للتجاوزات المتصلة بالطقس، إذ أن برامج إدارة الغطاء النباتي المعززة - التي تستخدم المسح اللدائي للهبوط والصور الساتلية، وتوقعات نماذج النمو التنبؤية - تُحدد وتُحدّد النباتات الخطرة قبل أن تصطدم العواصف، وفي أعقاب الحرائق المتفشية التي تعزى إلى الاتصال بالنباتات، قامت المرافق في أستراليا والولايات المتحدة الغربية بتوسيع نطاق عمليات إزالة الألغام من الأرض ونشرت
:: الحلول القائمة على الطبيعة وتكييف الهياكل الأساسية
وتنظر المرافق بصورة متزايدة إلى ما هو أبعد من الهندسة التقليدية إلى الحلول القائمة على الطبيعة، ويمكن أن تؤدي إعادة الأراضي الرطبة الساحلية وغابات المانغروف إلى حدوث طفرة في العواصف قبل أن تصل إلى المناطق الفرعية، وتستوعب السواحل الحية والشعاب المرجانية الطاقة في الموجات، وتخفف من التآكل، وحماية الكابلات الجوفية، وفي المناطق العليا من الغرب، تشرك المرافق في خدمات الحراجة لتنويع الأنواع الشجرية على طول ممرات الكهربائية، مما يقلل من مخاطر الإجهاد المناخي.
السياسات والتخطيط والاستجابة في حالات الطوارئ
الأطر التنظيمية وحوافز الاستثمار
وتقتضي الضرورة مواصلة الاستثمار، ويجب أن تتطور الأطر التنظيمية لتمكينه، وكثيرا ما تكافئ القواعد التقليدية لتكلفة الخدمات الإنفاق على الجيل بدلا من تدابير المرونة التي قد لا تعزز على الفور معدل العائد، وتتحول الجهات التنظيمية التدريجية إلى عملية صنع أسعار قائمة على الأداء، حيث تكسب المرافق عائداً على أساس مقاييس الموثوقية ونتائج القدرة على التكيف، مثل عدد العملاء المتضررين من أحداث الطقس الشديدة.
التأهب للطوارئ وإعادة الإمداد السريع
وحتى أكثر الشبكات تضررا خلال الأحداث المتطرفة، مما يجعل إعادة التشغيل بسرعة أمرا بالغ الأهمية، وتقوم المرافق الآن بوضع خطط مفصلة للاستجابة لحالات الطوارئ تشمل مخابئ المعدات التي سبقت إدارتها، واتفاقات المساعدة المتبادلة التي تشمل ولايات متعددة أو حتى بلدانا، وأجهزة فرعية متنقلة يمكن نشرها بسرعة، وبعد أن تعجل المرافق العامة في مجال إعادة التدريب إلى أماكن العمل في حالات الطوارئ، مما يؤدي إلى تعبئة أكثر من 000 28 عامل من 40 دولة لإعادة بناء خطوط النقل إلى آخر، واستبدال آلاف الأقطار في لويزيا.
المشاركة المجتمعية والتعليم العام
فالحلول التقنية وحدها لا يمكن أن تضمن المرونة؛ والمشاركة العامة هي ذات أهمية متساوية؛ كما أن برامج الاستجابة للطلب تحفز العملاء على خفض الاستخدام خلال فترات الذروة، والتخفيف من حدة الإجهاد على الشبكة، ومنع الفشل في التكديس؛ كما أن مراكز الطاقة الشمسية والمرونة المجتمعية التي لديها ملجأ احتياطي ومكيفات الهواء أثناء فترات التنبيه الموسعة وبناء التماسك الاجتماعي.
دمج الطاقة المتجددة والخزن كمضاعف للارتقاء
كما أن مصادر الطاقة المتجددة، عندما تقترن بالتخزين، تتيح ميزة فريدة في القدرة على التكيف، بخلاف المصانع الحرارية المركزية التي تعتمد على سلاسل الإمداد بالوقود المعرضة لتعطلات الطقس، فإن الموارد الشمسية والريحية توزع وتعيد تجديدها بواسطة نظم الطقس الافتراضية التي تسبب اضطراباً في شبكات خارجية، تؤدي إلى ريح قوية يمكن تقليصها وتخزينها، في حين أن الترددات الحرارية تتزامن مع أقصى تردد شمسيئي.
النظر إلى الرأس: إبداع المرونة التكيفية
إن القدرة على التكيف في نظم الطاقة ليست هدفا ثابتا بل عملية تكييف، ولا تزال نماذج المناخ تكشف عن مخاطر جديدة للخلف، وما يعتبر عاصفة متكافئة في القرن الماضي، قد يكون حدثاً متكرراً في المستقبل، حيث أن على المخططين أن يستغلوا الآن تقييمات مخاطر محتملة تشمل مجموعة من السيناريوهات المناخية، وليس بيانات تاريخية فحسب.