استخدام تكنولوجيا البلوكشاين في المعاملات الحرارية الأرضية المنصفة والآمنة

The Intersection of Blockchain and Geothermal Energy Markets

وقد ظهرت تكنولوجيا البلوكشاين كأداة قوية لتحسين الشفافية والأمن في العديد من الصناعات، ولا يعتبر قطاع الطاقة استثناء، ففي الطاقة الحرارية الأرضية، حيث تباطأت الأطر الزمنية الطويلة للمشروع، وترتيبات أصحاب المصلحة المعقدة، وتحديات التحقق من الناحية التاريخية، توفر هذه المادة طريقا نحو مزيد من المعاملات الموثوقة والفعالة، ومن خلال توفير دفتر لا مركزي وغير قابل للتنبؤ به لتسجيل إنتاج الطاقة واستهلاكها والمستوطنات المالية، يمكن أن يحل هذا النقص في الاستثمار القضايا المستمرة.

Understanding Blockchain Technology

(بلوكشاين) دفتر رقمي لا مركزي يسجل المعاملات عبر حواسيب متعددة في شبكة، خلافا لقواعد البيانات المركزية التقليدية، حيث يتحكم كيان واحد في البيانات، يقوم كتلة توزيع نسخ من دفتر الأستاذ على كل مشارك، ويتم تجميع كل معاملة في مجموعة، ترتبط ارتباطاً مبدئياً بالمبنى السابق، مما يخلق سلسلة غير محطمة، ويضمن هذا الهيكل أنه بمجرد تسجيل البيانات، لا يمكن تغيير الشبكة بأثر رجعي دون توافق الآراء.

وتشمل الخصائص الرئيسية لسلسلة الحيل اللامركزية، وعدم التكهن، والشفافية، والأمن عن طريق التهاب البدائي، وفي سياق معاملات الطاقة، تجعل هذه الممتلكات من الصعب تحديد الثقة بين الأطراف التي قد لا تكون لها علاقة مباشرة، وتمتد الاتفاقات القائمة على التنفيذ الذاتي مع المصطلحات المدون بها مباشرة إلى نظام " الإكراه " ، بحيث تشمل فائدة التأقلم الآلي للمدفوعات وتقاسم البيانات والشروط المحددة مسبقاً والامتثال.

ويمكن أن تكون شبكات البلوكشاين عامة أو خاصة أو قائمة على أساس اتحادي، وبالنسبة لتطبيقات الطاقة الحرارية الأرضية، فإن هذه الشبكة تتيح لأصحاب المصلحة التحقق من المعاملات دون تعريض البيانات التجارية الحساسة للجمهور دون تعريض الجمهور للخطر.

The Current State of Geothermal Energy Markets

وتوفر الطاقة الحرارية الأرضية مصدرا موثوقا به منخفض الكربون من مصادر الطاقة الأساسية، ولكن تطورها السوقي كان غير متكافئ، فخلافا للشمس أو الرياح، يتطلب الطاقة الحرارية الأرضية رأسمالا كبيرا على مستوى القمة للاستكشاف والحفر وبناء النباتات، وخطر الموارد - عدم اليقين المتمثل في إيجاد خزانات حرارية جغرافية قابلة للتطبيق تجاريا - يضاف إلى الحاجز المالي، وهذه العوامل تجعل المشاريع الحرارية الأرضية تعتمد اعتمادا كبيرا على اتفاقات شراء الطاقة الطويلة الأجل، وعلى الحوافز الحكومية، وعلى ثقة المستثمرين.

وتشتمل المعاملات في أسواق الطاقة الحرارية الأرضية عادة على أطراف متعددة: مطورو المشاريع، وشركات المرافق، ومشغلو الشبكات، ومنظمو الشبكات، والمستهلكون، وتتطلب كل عملية التحقق من إنتاج الطاقة، والامتثال للمعايير البيئية، وتسوية مالية دقيقة، وتعتمد هذه العملية عادة على الإبلاغ اليدوي، ومراجعة حسابات الأطراف الثالثة، وقواعد البيانات المركزية، التي تكون جميعها عرضة للأخطاء والتأخيرات والمنازعات.

وتزيد شهادات الطاقة المتجددة وأرصدة الكربون تعقيداً من مسار المعاملات، وتحتاج هذه الصكوك إلى تتبع دقيق لضمان أن تُحسب كل وحدة من وحدات الطاقة مرة واحدة فقط، وأن تكون المطالبات المتعلقة بالتوليد المتجدد دقيقة، وبدون آليات تحقق قوية، يمكن تقويض سلامة هذه الأسواق، مما يقلل من فعاليتها في دفع الاستثمارات.

التحديات في معاملات الطاقة الحرارية الأرضية

وتواجه المعاملات التقليدية للطاقة الحرارية الأرضية عدة تحديات هيكلية تعوق الكفاءة والثقة، ومن الضروري فهم هذه المشاكل من أجل تقدير سبب تقديم بديل مقنع.

انعدام الشفافية

وفي العديد من المشاريع الحرارية الأرضية، تحتفظ فرادى الأطراف ببيانات عن إنتاج الطاقة واستهلاكها وتدفقاتها المالية في نظم منفصلة، وقد تكون هناك فائدة من البيانات الإنتاجية، بينما يحتفظ المولد بالسجلات المالية، ويحتفظ المنظم بمعلومات عن الامتثال، مما يجعل من الصعب على أصحاب المصلحة التحقق من دقة البيانات المبلغ عنها أو مراجعة حسابات المعاملات في الوقت المناسب، وعندما تنشأ المنازعات، فإن حلها يمكن أن يتطلب تسوية يدوية مستهلكة للوقت.

الاحتيال والعد المزدوج

وفي أسواق الجماعات الاقتصادية الإقليمية وأرصدة الكربون، كان العد المزدوج يمثل مشكلة مستمرة، وقد يطالب المولد والوسيط بوحدة واحدة من الطاقة المتجددة، أو يمكن بيع نفس الشهادة إلى مشترين متعددين، وبدون سجل مشترك غير قابل للتداول، يعتمد الكشف عن هذه الممارسات ومنعها على التحقق من الأطراف الثالثة الباهظة التكلفة وعلى الثقة في السجلات المركزية، التي لا يمكن أن تكون محصنة على الخطأ أو التلاعب.

التكاليف الإدارية المرتفعة

ويمكن أن يكون النفقة الإدارية لإدارة المعاملات الحرارية الأرضية كبيرة، وكثيرا ما يتطلب وضع الفواتير والإبلاغ عن الامتثال وإدارة العقود موظفين متفرغين وبرامجيات متخصصة، وبالنسبة للمشاريع الصغيرة والمتوسطة الحجم، يمكن لهذه التكاليف أن تستهلك جزءا كبيرا من الإيرادات، مما يجعل من الصعب التنافس مع مصادر الطاقة الأخرى.

أوقات التسوية البطيئة

ويمكن أن تستغرق التسوية المالية التقليدية في أسواق الطاقة أياماً أو حتى أسابيع، تبعاً لتعقد المعاملة والأطراف المعنية، مما يؤخر تدفق النقد إلى المنتجين ويعرض مخاطر مقابلة، وفي المشاريع الحرارية الأرضية التي تكون فيها تكاليف رأس المال مرتفعة وتصبح مجاري الإيرادات ثابتة نسبياً، يمكن أن تؤدي التسوية السريعة إلى تحسين اقتصاد المشاريع وجذب المزيد من الاستثمارات.

محدودية فرص وصول المنتجين الصغار

وكثيرا ما يواجه صغار المنتجين في مجال الحرارة الأرضية حواجز تحول دون دخول أسواق الطاقة لأنهم يفتقرون إلى الهياكل الأساسية أو العلاقات للمشاركة في المنابر التجارية المركزية، وقد يأخذ الوسطاء والمجمعون جزءا كبيرا من القيمة، مما يقلل من عائدات المنتج، مما يضعف التنمية الحرارية الأرضية الأصغر حجما، حتى عندما توجد موارد قابلة للبقاء.

How Blockchain Enhances Geothermal Transactions

وتتصدى تكنولوجيا البلوكشاين لهذه التحديات بتوفير سجل لا مركزي وشفاف وغير قابل للتداول في كل معاملة، وعندما تطبق على الطاقة الحرارية الأرضية، فإن هذه المجموعة تخلق مصدرا واحدا للحقيقة يمكن لجميع أصحاب المصلحة المأذون لهم الوصول إليها والثقة بها.

Immutable Ledger for Production Data

عن طريق تسجيل بيانات إنتاج الطاقة مباشرة على شكل سلسلة من المقاييس الذكية أو أجهزة استشعار التوحيد التي تقدم تلقائياً القراءات - المشغلات الحرارية الكبيرة يمكن أن تخلق مساراً قابلاً للمراجعة لا يمكن تغييره بعد الحقيقة، ويمكن للمنظمين والمشترين والمستثمرين التحقق بشكل مستقل من أحجام الإنتاج دون الاعتماد على التقارير اليدوية للمشغل، وهذا يقلل من مخاطر الاحتيال وعمليات مراجعة الامتثال البسيطة.

تتبع الائتمانات المتوسطة والكربونية

ويناسب شركة Blockchain إدارة الجماعات الاقتصادية الإقليمية وأرصدة الكربون، ويمكن إصدار كل شهادة كعلامة رقمية فريدة في سلسلة السلاسل، مع كل ما لديها من دورات الحياة، والنقل، والتقاعد، بشكل شفاف، ونظراً إلى توزيع دفتر الأستاذ، لا يمكن لأي طرف واحد أن يخلق شهادات مزدوجة أو يغير سجلات الملكية، مما يلغي العد المزدوج ويوفر سلسلة واضحة من الحضانات يمكن لجميع المشاركين في السوق أن يثقوا بها.

وقد وضعت مؤسسة الطاقة على الشبكة العالمية، وهي مؤسسة لا تستهدف الربح تركز على سلسلة الطاقة، أطرا مفتوحة المصدر لتكسير الجماعات الاقتصادية الإقليمية وغيرها من خصائص الطاقة، ويجري اختبار هذه الأطر في عدة مشاريع تجريبية في جميع أنحاء العالم، مما يدل على كيفية تحقيق النزاهة في أسواق الطاقة المتجددة.

عقود الذكاء للتسويات الآلية

ويمكن تنفيذ الاتفاقات تلقائياً عند استيفاء الشروط المحددة مسبقاً، وفي معاملة حرارية جغرافية، يمكن برمجة عقد ذكي لإطلاق الدفع للمنتج بمجرد تسجيل قراءة إنتاجية متحققة في سلسلة القطع، مما يلغي الحاجة إلى تقديم الفواتير اليدوية والمصالحة، ويقلل من التكاليف الإدارية ويعجل بالتدفق النقدي.

ويمكن أيضاً أن تتناول العقود الذكية ترتيبات أكثر تعقيداً، فعلى سبيل المثال، قد يشمل اتفاق شراء الطاقة تسعيراً مربطاً يستند إلى وقت الإنتاج أو إلى حجم الإنتاج الكلي، ويمكن أن يحسب العقد الذكي المبلغ الصحيح تلقائياً وينفذ النقل دون تدخل بشري، وهذا لا يوفّر الوقت فحسب بل يخفض أيضاً من احتمالات وقوع أخطاء ومنازعات.

Peer-to-Peer Energy Trading

ويتيح هذا النموذج مباشرةً تبادل الطاقة بين الأقران، حيث يمكن للمنتجين بيع فائض الطاقة الحرارية الأرضية مباشرة للمستهلكين دون أن يجتازوا فائدة مركزية، وهذا النموذج وثيق الصلة بشكل خاص بالمشاريع الحرارية الأرضية المجتمعية أو الحدائق الصناعية التي تتقاسم فيها كيانات متعددة مورداً للطاقة الحرارية الأرضية.

وقد أثبتت عدة مشاريع تجريبية جدوى تجارة الطاقة التي تستخدمها شركة P2P والتي تعمل على أساس سلسلة من السلاسل، وفي بروكلين بنيويورك، أتاح مشروع الطاقة LO3 للسكان الذين لديهم ألواح شمسية بيع الطاقة الزائدة للجيران باستخدام منصة كتلية، ويجري تكييف نماذج مماثلة للموارد الحرارية الأرضية، حيث يسهل تحقيق النواتج الثابتة التي يمكن التنبؤ بها مقارنة الإنتاج بالطلب المحلي.

التطبيقات العالمية الحقيقية ودراسات الحالات الإفرادية

وفي حين أن اعتماد سلسلة من الأدوات في الطاقة الحرارية الأرضية لا يزال في مراحله المبكرة، فإن العديد من مشاريع ومبادرات العالم الحقيقي توضح كيف يمكن تطبيق التكنولوجيا عمليا.

التحقق من صحة الطاقة الحرارية الأرضية في الولايات المتحدة

وفي الولايات المتحدة، يعمل عدد من مشغلي الطاقة الحرارية الأرضية على إنشاء منابر لفحص السجلات البيئية والتجارة فيها، ومن خلال تسجيل إصدار الشهادات والتقاعد في سلسلة من السلاسل، توفر هذه المشاريع للمشتريات ضمانات بأن الجماعات الاقتصادية الإقليمية التابعة لها تتوافق مع توليد الطاقة الحرارية الأرضية الفعلي، وهذه الشفافية تُعطي علاوة في أسواق الكربون الطوعية وتساعد مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية على التنافس مع مصادر متجددة أرخص وإن كانت أقل قابلية للتحقق.

تكامل عقود ذكية في النباتات الحرارية الأرضية الأوروبية

وفي أجزاء من أوروبا التي توجد فيها طاقة حرارية جغرافية أكثر استقرارا، مثل أيسلندا وإيطاليا، تختبر البرامج التجريبية عقودا ذكية للاستيطان الآلي، وفي هذه البرامج، ترسل المترات الذكية في النباتات الحرارية الأرضية بيانات إنتاجية إلى شبكة من سلسلة الكتل، مما يدفع منفعة المشغل في غضون ساعات بدلا من أسابيع، وتشير النتائج المبكرة إلى أن تخفيض وقت الاستيطان من 30 يوما إلى أقل من 24 ساعة يؤدي إلى تحسين كبير في مواقع رأس المال العامل للمشغلين، ولا سيما أصغر حجما من ذوي الاحتياطيات المالية المحدودة.

أرصدة الكربون المُعتمدة على أساس سداسي (Blockchain-Based) لأغراض التنمية الحرارية الأرضية

وقد ناضلت مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية في البلدان النامية للوصول إلى أسواق ائتمانات الكربون بسبب تكلفة التحقق وتعقيده، وأصبحت الآن منابر قائمة على البلوكشاين آخذة في الظهور، مما يتيح لهذه المشاريع إصدار قروض الكربون مباشرة، مع بيانات الصور الساتلية وأجهزة الاستشعار عن طريق الساتل، مما يتيح التحقق المستقل من تخفيضات الانبعاثات، مما يقلل الحواجز التي تحول دون دخول مطوري الطاقة الحرارية الأرضية في مناطق مثل شرق أفريقيا وجنوب شرق آسيا، حيث تكون الموارد الحرارية الأرضية قليلة الوفرة، ولكن التمويل.

مجاري الطاقة الحرارية الأرضية المجتمعية

وفي المجتمعات الريفية والنائية، يجري استخدام المحاجر المجهرية التي يمكن تشغيلها في الحجرات المسدودة لإدارة الطاقة الحرارية الأرضية المصدرة محليا، مما يتيح للسكان شراء وبيع الطاقة الحرارية الأرضية داخل المجتمع المحلي، مع تسجيل جميع المعاملات في دفتر الأستاذ المشترك، وتبني شفافية النظام الثقة وتشجع المشاركة، في حين أن العقود الذكية تصلح لأوراق الشحن الآليين وإدارة الحمولة، وقد أثبت أحد هذه المشاريع في مجتمع آيسلندي بعيد أن الـه 20 يمكن أن يخفض تكاليف الخدمات التي يقدمها 15 في المائة.

ثانياً - الجوانب التنظيمية والمتعلقة بالامتثال

وتخضع معاملات الطاقة الحرارية الأرضية لشبكة معقدة من الأنظمة التي تشمل استخراج الموارد، والأثر البيئي، والربط الشبكي، وولايات الطاقة المتجددة، ويمكن لبلوكشاين أن تبسط الامتثال عن طريق توفير إمكانية الوصول المباشر في الوقت الحقيقي إلى البيانات المتحقق منها.

ويمكن أن تتاح للجهات التنظيمية إمكانية الوصول إلى سلسلة السلاسل دون الإقليمية، مما يتيح لها رصد الإنتاج والانبعاثات والتدفقات المالية دون اشتراط تقديم تقارير يدوية من الجهات المشغلة، مما يقلل العبء الإداري على الشركات مع تحسين دقة الرقابة التنظيمية وتوقيتها، وفي الولايات القضائية التي تُعتبر فيها الطاقة الحرارية الأرضية مؤهلة للحصول على قروض ضريبية الإنتاج أو تعريفات مغذية، يمكن للتحقق القائم على سلسلة من أن يساعد على ضمان أن يكون الجيل المؤهل هو الوحيد هو الذي يتلقى حوافز من حيث التكلفة، ومنع الاحتيال، والحد من الاحتيال.

التوقعات المستقبلية والاتجاهات الناشئة

ولا يزال إدماج سلسلة الإمداد بالمعاملات المتعلقة بالطاقة الحرارية الأرضية آخذا في التطور، ولكن هناك اتجاهات عديدة تشير إلى أن الاعتماد سيتسارع في السنوات القادمة.

توحيد مواضع الطاقة

وتعمل اتحادات الصناعة، مثل مؤسسة الطاقة على الشبكة العالمية وشبكة بلوكشاين للطاقة، على توحيد كيفية تزوير خصائص الطاقة وتجارتها في منابر سلسلة الكتل، وستسهل المعالم الموحدة على مختلف المشاريع والمرافق والأسواق أن تتداخل وتخفض التجزؤ وتزيد السيولة، ويعني ذلك بالنسبة للطاقة الحرارية الأرضية أن الوصول إلى الأسواق في منطقة ما يمكن أن يكون في الأسواق غير مأمونة.

التكامل مع معهد إيوت وشركة إي آي

وسيمكن الجمع بين أجهزة الاستشعار باللوت والمخابرات الصناعية من زيادة تطوير التشغيل الآلي للمعاملات، ويمكن للمستشعرات الكهربائية أن ترصد درجة حرارة جيدة، ومعدلات تدفق، وأداء المعدات، وتغذي البيانات مباشرة بعقود ذكية تضبط الأسعار، أو تنبض بالتحذيرات المتعلقة بالصيانة، أو تخصص موارد على أساس ظروف الوقت الحقيقي، ويمكن أن تحلل البيانات المتعلقة باختلالات الطاقة من أجل كشف أوجه الخلل، أو التنبؤ بإخفاقات في المعدات.

Scaling to Support National Grids

وفي حين أن معظم التطبيقات التي تنطوي على قيود في مجال الطاقة تقتصر على المشاريع التجريبية، فإن التكنولوجيا تتجه إلى نقطة يمكنها فيها دعم أسواق الطاقة على الصعيد الوطني، ويمكن لسلسلة الطاقة على الشبكة العالمية، وهي سلسلة عامة مصممة لقطاع الطاقة، أن تجهز آلاف المعاملات في الثانية ذات درجة حرارة منخفضة، حيث تقوم مشغلي الشبكات الوطنية باستكشاف السلاسل المانعة لموازنة الأسواق، وتداول الشهادات المتجددة، وتتبع الانبعاثات، وتُستخدم الطاقة الحرارية الأرضية في الاستفادة من البنية التحتية والمعايير.

خاتمة

وتوفر تكنولوجيا البلوكشاين مجموعة قوية من الأدوات لمعالجة تحديات الشفافية والأمن والكفاءة التي كانت لها معاملات طاقة حرارية جغرافية محدودة تاريخياً، ومن خلال توفير دفتر بيانات غير قابلة للتداول، وتمكين التتبع الشفاف لأرصدة الجماعات الاقتصادية الإقليمية وأرصدة الكربون، وتوثيق التسوية من خلال عقود ذكية، وتيسير التجارة بين الأقران، يمكن أن يقلل من التكاليف، ويبني الثقة، ويفتح الاستثمار الجديد في المشاريع الحرارية الأرضية.

ومن الواضح أن المسار المؤدي إلى الأمام: فمن المرجح أن يصبح المتبنون المبكرون الذين يدمجون الناموسيات في عملياتهم الحرارية الأرضية اليوم في وضع جيد للاستفادة من آثار الشبكة والوصول إلى الأسواق التي تتيح تكنولوجيا دفتر الأستاذ الموزعة، ونظراً إلى تطور الأطر التنظيمية ونضج المعايير الصناعية، فإن من المرجح أن يصبح هذا الناموس عنصراً قياسياً في أسواق الطاقة المستدامة، مما يعزز الشفافية والأمن، ويثق في أن الطاقة الحرارية الأرضية تحتاج إلى تحقيق إمكاناتها الكاملة.

وبالنسبة لمطوري المشاريع والمستثمرين وواضعي السياسات الذين يتطلعون إلى التعجيل باعتمادات الطاقة الحرارية الأرضية، ينبغي اعتبار هذا الاختناق ليس تكنولوجيا للتضاريس وإنما كاستثمار عملي في الهياكل الأساسية، والسؤال المطروح هو ما إذا كان بإمكان الاختناق أن يحسن المعاملات الحرارية الأرضية، ولكن كيف ستتحرك الصناعة بسرعة لاكتساب القيمة التي تقدمها.