ويخضع مشهد الطاقة العالمي لضغوط شديدة لتطهير الكربون، مع الحفاظ على إمدادات الكهرباء الموثوقة والميسورة التكلفة، ومن بين الاستراتيجيات العديدة التي ناقشها مقررو السياسات والمسؤولون التنفيذيون عن المرافق العامة، هناك خيار متنازع يتمثل في إعادة تشكيل وتحديث محطات الطاقة العاملة بالدولار مع ضوابط التلوث الحديثة وتكنولوجيات إعادة الاستخدام بدلا من إزالة الانبعاثات منها، ويدفع المؤيدون بأن هذا النهج يمكن أن يوصل الفجوة إلى مستوى أقل من حيث التكلفة الرأسمالية.

مزايا تحسين محطات الطاقة الفلزية القديمة

وترتكز حالة تحسين محطات الفحم القائمة على عدة فوائد مترابطة تناشد المرافق والمنظمين والمجتمعات المحلية على حد سواء، وفي حين أن أيا من هذه المزايا لا يبرر الاستثمار وحده، فإن وزنها التراكمي يمكن أن يعيد صياغة خيار منطقي في ظروف محددة.

وفورات التكاليف مقارنة بالبنات الجديدة

إن بناء محطة جديدة لتوليد الطاقة الكهربائية تعمل على إنتاج الفحم هو مشروع ضخم، يتجاوز في كثير من الأحيان ٣ بلايين دولار لوحدة حديثة خارقة للطبيعة، مع التحكم الكامل في التلوث، وعلى النقيض من ذلك، فإن إعادة تجهيز مصنع قائم، يُحدث تخفيضاً حافزاً انتقائياً لأكسيد النيتروجين، وحجم الفلور - الغازات المشبع بالفلور، يضيف إلى ذلك الحجم الكهربي.

Reduced Environmental Impact

ويمكن لتكنولوجيا مكافحة التلوث الحديثة أن تتقلص بشكل كبير الأثر البيئي لمصنع الفحم القديم، وفي حين أن تركيب نظم إعادة التصنيع يمكن أن يخفض انبعاثات أكسيد النيتروز بنسبة 80-90 في المائة، بينما تزيل المصابون بالديوكسينات المتطورة 95 في المائة أو أكثر من ثاني أكسيد الكربون، فإن نظم التحكم الجسيمية الجديدة يمكن أن تخفض الانبعاثات إلى مستويات مماثلة لمحطات دورة الغاز الطبيعي المشتركة، علاوة على أن بعض الارتدادات تتضمن ما يسمى بنظم التلوث بالكربون(2).

استخدام الهياكل الأساسية القائمة

وتمتلك محطات الفحم القديمة بالفعل هياكل أساسية قيمة: الأرض، وحقوق المياه، والربط الشبكي، وأبراج التبريد، ومعدات مناولة الفحم، والموظفين المدربين، ويستلزم بناء محطة جديدة للطاقة تأمين هذه الأصول في أي مكان جديد، وكثيرا ما تكون مدة السماح بها، وحالات التأخير في البناء، ويتيح إعادة التدمير للمرافق حشد الأصول الموجودة في المواقع، ويتجنب الاستعراض البيئي المطول والمعارضة المجتمعية التي سيجذبها مشروع حقول خضراء، وهذا أمر له أهمية خاصة في المناطق التي تكون فيها قطع الأرض المناسبة محدودة أو حيث

الحفاظ على الوظائف والاستقرار المجتمعي

وكثيرا ما تكون محطات الفحم أكبر أرباب عمل في أمريكا الريفية والبلديات الصغيرة وأوروبا وآسيا، إذ يمكن للإغلاق المفاجئ أن يدمر الاقتصادات المحلية، ويقطع الإيرادات الضريبية، ويخفض الإنفاق في المشاريع التجارية المحلية، ويترك العمال المهرة دون فرص عمل، ويحافظ المشروعات التي تعيد ترتيبها عادة على أغلبية القوى العاملة القائمة، وكثيرا ما تخلق وظائف مؤقتة في مجال البناء من أجل تحسين مستواها، وبالنسبة للاتحادات والحكومات المحلية، فإن حجة الاستقرار الاقتصادي قوية.

التحديات والنظر في المسألة

والمزايا، وإن كانت حقيقية، متوازنة بسبب عقبات كبيرة، وبعض هذه التحديات تقني، وبعضها الآخر اقتصادي، وما زال البعض الآخر يتعلق بالتحول الأوسع نطاقا للطاقة.

القيود التقنية على المعدات القديمة

أما محطات الفحم التي بنيت في الستينات والسبعينات فلم تصمم بحذر مع وجود مراقبة حديثة للتلوث، فإضافة مفاعلات كبيرة من أجهزة التنظيف وإعادة التكييف، والأكياس، تتطلب حيزا ماديا قد لا يكون موجودا في الموقع، وقد يحتاج تشغيل المصانع في شكل قنوات أو مراوح أو مدخنات إلى استبدالها، وزيادة في التكلفة، بل إن معدل الحرارة (الفاعلية) في مصنع قديم دون حرارة هو 33 إلى 35 في المائة.

الاحتياجات من رأس المال

ورغم أن الاسترداد الكبير لا يزال يتطلب مئات الملايين من الدولارات، إلا أن العديد من المرافق تتردد في الالتزام برأس المال إلى أصل لا يدع مجالاً للتنبؤات التنظيمية والسوقية في المستقبل، وأن فترة السداد لمعدات مراقبة التلوث تقاس عادة في السنوات وليس العقود، وإذا ما تم فرض أسعار الكربون أو فرض حدود أشد للانبعاثات بعد عودة الغطاء، فإن هذا المصنع قد يصبح غير اقتصادي قبل استرداد الاستثمار.

العقبات التنظيمية والتأثيرية

وفي العديد من الولايات القضائية، يؤدي أي تعديل لمصدر رئيسي للملوثات الجوية إلى " استعراض مصادر جديدة " أو عملية مماثلة تسمح بذلك، ويمكن أن تكون هذه الاستعراضات طويلة ومكلفة وغير مؤكدة، وكثيراً ما تعارض الجماعات البيئية إعادة استخدام الملوِّثات من حيث المبدأ، بحجة أنها تغلق في عقود أكثر من حرق الفحم، فالتحديات القانونية يمكن أن تؤخر أو تقتل المشاريع، ففي الولايات المتحدة، على سبيل المثال، تستلزم لوائح قانون الهواء النقي زيادة كبيرة

المنافسة من المواد المتجددة والغاز

وفي كثير من الأسواق، لا يمكن أن تكون هناك حاجة إلى دعم جديد لحجم الفحم، حيث أن تكلفة الكهرباء المرتدة من الطاقة الشمسية والريح لا تزال تهبط، كما أن متوسط تكلفة تشغيل محطات الفحم الجديدة )التي تخزن فيها فترة قصيرة( أرخص من تكلفة التشغيل المتغيرة لمصانع الفحم الموجودة، ناهيك عن تكلفة المنافسات، وتفيد وكالة الطاقة المتجددة بأن متوسط تكلفة التشغيل المتغيرة لمصانع الفحم في عام ٢٠٢٣ كان نحو ٣٠ دولارا.

التحليل الاقتصادي التفصيلي

ويتطلب تقييم القدرة الاقتصادية على تحسين معامل الفحم تحليلاً قائماً على سيناريوهات محددة، وتشمل المتغيرات الرئيسية عمر المصنع، ومعدل الحرارة، والانبعاثات الحالية، وقيمة الكتب المتبقية، وأسعار الفحم المحلية، وتوقعات أسعار الكهرباء، وقوة الأنظمة البيئية في المستقبل.

التكلفة المخفضة للكهرباء المعادة للتلف

ومن بين القياسات المشتركة التكلفة المرتدة للكهرباء المعادة التلف (LCORE) وهذا يحسب التكلفة لكل ميغاواط على مدى الحياة المتوقعة للمصنع المحسن، بما في ذلك التكلفة الرأسمالية لتكاليف الغاز المتجدد، وزيادة التشغيل والصيانة (OM) وتكاليف الوقود، وأي تكاليف للكربون، وقد خلصت دراسة أجراها المختبر الوطني لتكنولوجيا الطاقة لعام 2015 إلى أن ما تبقى من 500 ميغاواط من المفاعلات الثانوية(24).

الوعي بخصخصة الكربون

وعندما يدرج سعر الكربون )مثل ٥٠ دولاراً لكل طن من ثاني أكسيد الكربون(، فإن معامل الفحم المتجدد يقفز إلى ٧٠ دولاراً-٩٠ دولاراً/ميغاواط، مما يجعله غير كفء في معظم الأسواق، وفي الولايات القضائية التي تفرض عليها ضرائب على الكربون أو نظم الحد الأقصى من الوقود والتجارة، مثل الاتحاد الأوروبي أو كندا، فإن إعادة استخدام الفحم نادراً ما تكون اقتصادية.

مقارنة مع المخزن الجديد القابل للتجديد

ومن أجل إجراء مقارنة مباشرة أكثر، النظر في تضافر الطاقة الشمسية الجديدة مع تخزين البطاريات لمدة أربع ساعات، ففي مناطق كثيرة، تبلغ قيمة هذه الشبكة في عام 2024 50-80/MWh، مع عدم وجود مخاطر على تكاليف الوقود الصفري والانبعاثات من ثاني أكسيد الكربون، وفي حين لا يمكن للخزن من خلال الأشعة الشمسية المعززة أن يحل محل الفحم المحتوي على حمولة أساسية على 24/7 دون تخزين أطول مدة (8-12 ساعة)، فإن الفجوة تختفي بسرعة.

دراسات الحالات الإفرادية والأمثلة

وتوفر التجارب في العالم الحقيقي مع رواسب نباتات الفحم دروسا قيّمة.

ألمانيا: " احتياطي الفحم "

وفي منتصف عام 2010، استثمرت ألمانيا بشدة في إعادة تجهيز مصانعها الصلبة للفحم واللينيت بنظم حديثة للمحتالين ونظام SCR من أجل استيفاء معايير الاتحاد الأوروبي للانبعاثات، وقد تم تحديث بعض النباتات، مثل Niederaussem Unit K، لزيادة الكفاءة إلى أكثر من 43 في المائة (وإن كانت هذه الوحدة مجهزة بنظام جديد للمصادر غير الاقتصادية، 2020).

الولايات المتحدة: ريتروفيتات مختارة في منتصف المحيط الأطلسي

وفي سوق الطاقة في بنسلفانيا - نيوجيرسي - ميريلاند، شهدت عدة محطات إعادة تشكيل انتقائية للامتثال لقاعدة التلوث الجوي عبر الدولة، وعلى سبيل المثال، لا يمكن لمحطة توليد الطاقة في مدينة هومر (وحدتان، المجموع 1800 ميغاواط) أن تُنشئ نظماً متجددة في مجال إعادة التثبيت والانتعاش في أوائل عام 2010 بتكلفة تزيد على بليون دولار، واستمرت المحطة في العمل في ما يقرب من عقد رخيص من المتقاعدين.

China: Massive Efficiency and Environmental Upgrades

وقد اتبعت الصين استراتيجية وطنية لتحسين أسطول الفحم منذ العقد الأول من القرن العشرين، إذ أن أكثر من 90 في المائة من محطات الفحم لديها الآن نظماً من نوع FGD و SCR، وقد أعيد تجهيز العديد منها بمغاوير متقدمة من فوق سطح الأرض، تضغط الكفاءة على 45 في المائة، والأساس المنطقي الاقتصادي واضح: إن أسطول الفحم الصيني أصغر سناً، وما زال الطلب على الكهرباء الصيني آخذاً في الازدياد، كما أن الحكومة تغذيه بقوة أكبر.

مقارنة الاستثمارات المتجددة المباشرة

والسؤال الحاسم الذي يطرحه أي فائدة أو حكومة تنظر في إعادة استخدام الفحم هو: هل يمكن إنفاق هذه رأس المال على نحو أفضل على مصادر الطاقة المتجددة وتحديث الشبكات؟ والجواب المباشر هو أن الطاقة المتجددة في معظم الأسواق المحررة توفر عائدا أفضل مكيفا مع المخاطر، وأن الطاقة الشمسية والريحية لا تتحمل تكاليف الوقود، وقلة التعرض للكربون، وتزداد أسعارها بشكل مطرد، وتزداد أسعارها في حين تهيمن على وحدات الفحم في وقت لاحق.

بيد أن هناك حالات متناهية لا تزال فيها إعادة استخدام الفحم منطقية: شبكات معزولة ذات متطلبات عالية الموثوقية ولا بدائل قابلة للتجديد (مثل الدول الجزرية الصغيرة ذات الأراضي المحدودة)؛ والبلدان التي ترغب في استخدام الفحم المحلي لتجنب الاعتماد على استيراد الطاقة؛ والنباتات التي يمكن إعادة استخدامها بوصفها " موارد القدرة " التي لا تُستخدم إلا في فترة الذروة المطلوبة، مما يتيح إمكانية تحقيق أهداف الموثوقية مع زيادة تكلفة الحافظة المتجددة.

السياسات العامة والتنظيم

وتؤدي السياسات الحكومية دوراً حاسماً في القدرة الاقتصادية على تحسين الفحم، إذ يُحسب تسعير الكربون ومعايير الانبعاثات ومعايير الحافظة المتجددة، وتوفر الائتمانات الضريبية أو تمنح جميع المقاييس بطريقة أو أخرى، وفي الولايات المتحدة، يوفر قانون خفض التضخم ائتمانات ضريبية سخية للطاقة المتجددة وضبط الكربون، مما يجعل مشاريع الطاقة النظيفة الجديدة أكثر جاذبية من أسعار الكربون المضرورة في النظام الاقتصادي الأوروبي(70).

وقد أنشأت بعض الولايات القضائية برامج " جسر النقل " توفر التمويل العام لاستردادات محطات الفحم مقابل الالتزامات بالتخلص التدريجي من المصنع، فعلى سبيل المثال، تهدف آلية الانتقال التابعة لمصرف التنمية الآسيوي Energy Transition Mechanism إلى شراء محطات الفحم قبل نهاية حياتها الاقتصادية، باستخدام مزيج من تمويل الكربون والقروض التساهلية.

التوقعات المستقبلية

إن نافذة إعادة فتح الفحم الصالح اقتصاديا تضيق بسرعة، فالهبوط المستمر في منطقة البحيرات الكبرى المتجددة، وانتشار تخزين البطاريات، وتشديد السياسات المناخية في جميع أنحاء العالم يعني أن أي تحسين للفحم يجب أن يكون مبررا بشروط محلية محددة جدا - وهو لغم فحم منخفض التكلفة قريب، وهو حاجة لا يمكن تلبيتها بوسائل أخرى، أو ضرورة سياسية للحفاظ على الوظائف، بل ينبغي تصميم نظام إعادة التكييف في غضون 10 سنوات من تاريخ التقاعد.

ويمكن لتكنولوجيات مثل الامونيا المشتركة في التعبئة والكتلة الأحيائية أن تمدد حياة مصنع الفحم المتجدد مع تخفيض كثافة الكربون فيها، ولكنها لا تزال باهظة التكلفة وغير قابلة للتداول على نطاق واسع. ولا تزال مشاريع احتجاز الكربون وتخزينه معدة التكلفة بالنسبة لمعظم النباتات القديمة، مع معدل صيد قدره 90 في المائة فقط وتكاليف كل طن من ثاني أكسيد الكربون وتخزينه تبلغ 60 دولاراً في العالم([1]).

خاتمة

ولا يزال تحسين محطات توليد الطاقة الفحمية القديمة باستخدام تكنولوجيات جديدة خياراً قابلاً للتطبيق في سياقات المحددة، مما يتيح وفورات في التكاليف على بناء الفحم الجديد، وفوائد مباشرة على نوعية الهواء المحلي، والحفاظ على الوظائف والهياكل الأساسية، غير أن الحالة الاقتصادية تتوقف بشدة على عدم وجود أسعار للكربون، وانخفاض أسعار الفحم على الصعيد الإقليمي، ومحدودية اختراق المتجددات والغازات، وفي معظم الاقتصادات المتقدمة، وبصورة متزايدة في الأسواق الناشئة، فإن التوازن قد حقق تقدماً كبيراً في مواجهة مسارات التراجع: