الفوائد الاقتصادية للعمليات الصناعية المُصَدِّرة

ويشهد القطاع الصناعي، الذي يمثل ثلث استهلاك الطاقة العالمية تقريباً وجزءاً كبيراً من انبعاثات غازات الدفيئة، تحولاً أساسياً، وفي حين أن الأنظمة البيئية وأهداف استدامة الشركات توفر ضغوطاً خارجية، فإن أكثر العوامل إلحاحاً للتغيير هو الاقتصاد المتزايد، إذ إن كهربة العمليات الصناعية - التحول من احتراق الوقود الأحفوري إلى تكنولوجيات قائمة على الكهرباء - تمثل مساراً قوياً لخفض التكاليف التشغيلية الطويلة الأجل، وتعزيز الإنتاجية، وبناء أسواق تجارية أكثر مرونة.

الوفورات في التكاليف التشغيلية المباشرة وثغرات الكفاءة

وتتمثل أهم الفوائد الاقتصادية المباشرة والمقدرة كمياً للكهرباء الصناعية في خفض التكاليف التشغيلية المباشرة، وتعود هذه الوفورات إلى مصادر متعددة، بما في ذلك انخفاض نفقات الطاقة، وانخفاض احتياجات الصيانة، وزيادة الكفاءة الحرارية.

القدرة التنافسية على استخدام الطاقة

وقد انخفضت تكلفة الكهرباء المتجددة انخفاضا كبيرا خلال العقد الماضي، إذ أن التكلفة المخفضة للطاقة بالنسبة للرياح الشمسية والريحية على الشاطئ على نطاق المرافق العامة تقل الآن في كثير من الأحيان عن التكلفة الهامشية لتشغيل محطات الفحم أو الغاز الطبيعي القائمة، وبالنسبة للمرافق الصناعية، فإن مصادر الكهرباء مباشرة عن طريق اتفاقات شراء الطاقة الكهربائية أو مصادر الطاقة المتجددة في الموقع يمكن أن توفر سعرا ثابتا يمكن التنبؤ به للطاقة يفصل عن أسعار الأسواق العالمية المتقلبة للوقود الأحفوري.

تكاليف الصيانة وحياة الأصول

وتحتاج هذه المركبات الكهربائية - المحركات والمركبات والمضخات - أبسط ميكانيكيا من نظيراتها الداخلية في مجال الاحتراق أو التوربين، حيث تقل فيها قطع الغيار، ولا تتطلب الصيانة المتصلة بالحرق، وتعاني من انخفاض في حجم العمل واستبداله، مما يترجم مباشرة إلى انخفاض نفقات الصيانة، وانخفاض حجم قطع الغيار، وارتفاع عدد الأعمار في الأصول، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في تكاليف الصيانة الكهربائية، على سبيل المثال، إلى زيادة عدد المدخرات.

الكفاءة الحرارية الخارقة في المضخات الحرارية

ووفقاً لأهم التطورات التكنولوجية التي تتيح القدرة على الكهربة الصناعية، فإن مضخات الحرارة الصناعية تقتصر على نحو 80-90 في المائة من الكفاءة الحرارية، حيث تضيع الطاقة الكبيرة كدفئة نفايات، ويمكن لمضخات الحرارة الصناعية، على النقيض من ذلك، أن تحقق مضامين الأداء تتراوح بين 3 و6، مما يعني أنها تقدم ثلاث إلى ست وحدات من الحرارة لكل وحدة من وحدات الكهرباء المستهلكة.

تعزيز الإنتاجية ونوعية المنتجات

فبعد تحقيق وفورات مباشرة في الطاقة والصيانة، يؤدي الكهربة إلى تحسين عملية التصنيع ذاتها بشكل أساسي، وتوفر النظم الكهربائية مستوى من الدقة والمراقبة والتوافق الآلي لا يمكن أن تتوافق مع نظم احتراق الوقود الأحفوري.

مراقبة عملية الدقة

فالتكنولوجيات الكهربائية مثل التدفئة في الهواء، والتجفيف بالأشعة تحت الحمراء، وتجهيز البلازما توفر حرارة عالية التحكم، وعلى عكس حرق الغاز الذي يسخن كمية كبيرة من الهواء، يمكن للنظم الكهربائية أن توفر الطاقة بالضبط حيثما وحيثما يلزم، وهذا الدقة يقلل من فترات دورة المياه، ويقلل من النفايات المادية، ويحسن من اتساق المنتجات، على سبيل المثال، يؤدي الارتداد إلى زيادة سرعة الحرق في المعدات.

التكامل مع التلقائية والرقمنة

فالآلات الكهربائية هي في جوهرها من السكان الأصليين رقميا، إذ يمكن أن تدمج مباشرة في نظم الرقابة الصناعية، مما يتيح الرصد في الوقت الحقيقي، والصيانة المتوقعة، والعملية المتقدمة على تحقيق الحد الأمثل، وهذا التكامل هو أساس الصناعة 4.0. ويجب أن تعتمد محطة تعمل على الوقود الأحفوري في كثير من الأحيان على التعديلات اليدوية، وعلى حلقات التحكم في إنتاج الكادرات، ويمكن أن تحفز المصنع الإلكتروني التعلم على نحو أفضل لتحقيق الحد الأمثل من استهلاك الطاقة لكل وحدة من النواتج.

انخفاض معدلات السحب والرفض

فالتحكم الأعلى الذي توفره العمليات الكهربائية يؤثر مباشرة على خط القاع بخفض الخردة، ففي صناعة البلاستيك، توفر آلات الحرق بالكهرباء مراقبة أفضل للطلقات وقابلية للتكرار من الآلات الهيدروليكية، مما يؤدي إلى انخفاض معدلات الرفض، وفي صناعة الفولاذ، يمكن للآلات الكهربائية للوقود الكهربية أن تتحكم بدقة في كيمياء ودرجة حرارة الخردة، مما يتيح إنتاج مواد مصغرة ذات جودة خاصة.

تخفيض القدرة على العمل وتعزيز أمن الطاقة

إن تقلب أسعار الطاقة عامل رئيسي من عوامل الخطر للعمليات الصناعية، فالتصنيع، لا سيما عندما يقترن بتوليد الطاقة في الموقع أو تخزينها، يشكل عقبة قوية في مواجهة هذا الخطر.

سد الأصوات ضد شركة Fosil Fuel Price Spikes

إن تقلب الأسعار التاريخية للغاز الطبيعي والنفط يشكل تحديا كبيرا للميزنة الصناعية وتخطيط الاستثمار، إذ يمكن أن يؤدي الارتفاع المفاجئ في أسعار الغاز الطبيعي إلى محو هوامش الربح بين عشية وضحاها، ولا سيما في القطاعات الكثيفة الطاقة مثل المواد الكيميائية والأسمدة وأجهزة صقل المعادن، ويمكن تثبيت أسعار الكهرباء، مع أن ذلك يخضع لبعض التباين أيضا، من خلال برامج العمل المتجددة الطويلة الأجل أو من خلال الاستثمار في درجة التوليد بالطاقة الشمسية والريحية ومخزون البطاري.

الامتثال التنظيمي وخصخصة الكربون

ونظراً لأن آليات تسعير الكربون - مثل نظام الاتحاد الأوروبي لتجارة الانبعاثات وضريبة الكربون الوطنية - التي تشملها وتشدّد، فإن العقوبة الاقتصادية على إطلاق ثاني أكسيد الكربون سترتفع، فبحلول عام 2030، يمكن أن تمثل تكاليف الكربون جزءاً كبيراً من نفقات تشغيلية مرفق كثيفة الطاقة، كما أن عمليات كهرباء نظيفة تزيل تكاليف الامتثال هذه، كما أنها تبرهن في المستقبل على أن الأصول الصناعية المتزايدة في مواجهة عبء لا مفر منه على قيمة الكربون.

Resilience through Energy Independence

ويوفر توليد الطاقة المتجددة في الموقع وتخزين البطاريات درجة من الاستقلالية في الطاقة يتعذر الحصول عليها من الوقود الأحفوري، الذي يعتمد على سلاسل الإمداد العالمية المعقدة وشبكات اللوجستيات، ويتزايد تقدير هذه القدرة على التكيف بالنسبة لعمليات التصنيع الحرجة التي لا يمكن أن تتسامح مع انقطاع الإمدادات، وفي المناطق المعرضة لعدم الاستقرار على الشبكة أو الظواهر الجوية البالغة الشدة، يمكن أن تُجمَع محطة كهربائية ذات موارد في الموقع وتحافظ على العمليات وحماية الإيرادات والالتزامات التعاقدية.

الكفاءة التنافسية والوصول إلى الأسواق

وتمتد الفوائد الاقتصادية للكهرباء إلى ما بعد الحد الأدنى للمصنع إلى السوق، ويخلق الطلب على المنتجات المنخفضة الكربون من جانب المستهلكين والأعمال التجارية " علاوة مصغرة " واضحة يمكن أن يلتقطها المصنعون الكهرباء.

نطاق الاجتماع 3

وتُلغي الشركات المتعددة الجنسيات الكبرى سلاسل الإمداد بها بصورة مكثفة، وتشترط شركات مثل آبل وولمارت ويونيلر على مورديها الإبلاغ عن آثار الكربون وخفضها (انبعاثا السكوب 1 و2) والمرافق الصناعية التي يمكن أن توفر فولاذاً منخفض الارتداد، أو الألمنيوم، أو المواد الكيميائية، أو الأجزاء أن تكون لها إمكانية الوصول على نحو تفضيلي إلى سلاسل الإمداد ذات القيمة العالية.

Capturing Green Premiums

ويتزايد استعداد المستهلكين لدفع أقساط للمنتجات المستدامة، وهذا صحيح بصفة خاصة في قطاعات السيارات والتشييد والإلكترونيات الاستهلاكية.

الوصول إلى الحوافز الحكومية والدعم

وتقدم الحكومات في جميع أنحاء العالم حوافز مالية كبيرة للتعجيل بخفض الكربون الصناعي، ويتضمن قانون تخفيض التضخم في الولايات المتحدة ائتمانات ضريبية كبيرة لتصنيع الطاقة النظيفة (المادة 48 جيم)، والإنتاج الصناعي المتقدم (القسم 45، واستخلاص الكربون، وبالمثل، توفر خطة الاتحاد الأوروبي الصناعية للتداول الأخضر التمويل للتكنولوجيات الصافية للطاقة، ويمكن للصناعة التي تستثمر في عمليات إعادة الكهرباء أن تحصل على بلايين الدولارات في المنح، والائتمانات الضريبية، وفترات العائد المنخفضة.

النمو الاقتصادي الكلي وتنمية القوى العاملة

والانتقال إلى الصناعة الكهربائية ليس لعبة صفرية بالنسبة للاقتصاد، بل هو بمثابة عامل حفاز قوي لإيجاد فرص العمل المحلية والنمو الاقتصادي والابتكار التكنولوجي.

إنشاء وظائف عالية الجودة

ويخلق كهرباء العمليات الصناعية طلبا على قوة عاملة عالية المهارات، إذ إن نشر المضخات الحرارية، والمغليات الكهربائية، والأفران المعينة، والضوابط المتقدمة يتطلب مهندسين كهربائيين، ومهندسين للعمليات، ومديري المشاريع، وتقنيين التركيب، ويخلق صنع هذه النظم الكهربائية وتركيبها وصيانتها وظائف، في المتوسط، لكل وحدة من وظائف الطاقة التي يتم تسليمها أكثر من صناعة الوقود الأحفوري، وتظهر دراسة أجرتها الوكالة الدولية للطاقة المتجددة باستمرار أن هذه التكنولوجيا قد استثمرت.

تنشيط الصناعة والابتكارات المحلية

ويعزز الاستثمار في الطاقة الكهربائية الصناعية قاعدة التصنيع المحلية، ويشجع إنتاج المضخات الحرارية والسيارات الكهربائية والإلكترونيات الكهربائية والبطاريات داخل البلد، ويقلل الاعتماد على الواردات، ويحفز ذلك سلاسل التوريد المحلية، ويشجع الإنفاق على التنمية الريفية، ويضع الاقتصاد الوطني كقائد في عملية الانتقال الصناعي للطاقة النظيفة، والبلدان التي لا تكهرب صناعاتها، وتخاطر بفقدان قدرتها التنافسية مع بدء حساب الحواجز التجارية العالمية للكربون المجسد.

التحديات الاستراتيجية ومتطلبات الاستثمار

إن الاعتراف بالصورة الاقتصادية الكاملة يتطلب نظرة واضحة على التحديات، وفي حين أن الفوائد الطويلة الأجل مُلحة، فإن الانتقال يتطلب استثماراً رئيسياً كبيراً وملاحة استراتيجية للعقبات التقنية.

النفقات الرأسمالية وتمويل المشاريع

والعقبة الرئيسية التي تواجه العديد من المشغلين الصناعيين هي ارتفاع الإنفاق الأولي على رأس المال، إذ أن رد الغلاية التي تطلق الغازات مع مضخة حرارية عالية الحرارة، أو تركيب مفاعل إياف، يتطلب استثماراً كبيراً في البداية، ويتحقق العائد على هذا الاستثمار بمرور الوقت من خلال انخفاض التكاليف التشغيلية، ولكن هذا يتطلب رأس المال المريض والهياكل المالية الداعمة، والتخطيط الاستراتيجي، باستخدام المنح الحكومية، والسندات الخضراء، ونماذج شركة خدمات الطاقة،

البنية التحتية للنظم الإيكولوجية والترابط

ويضع مرفق صناعي مكهرب صورة مختلفة تماما عن الطلب على شبكة الكهرباء المحلية، وقد تتطلب المرافق قدرة أعلى بكثير على توليد الطاقة الكهربائية، ووصلات أكثر قوة على الشبكة، وفي مناطق كثيرة، تكون الهياكل الأساسية القائمة للشبكات حديثة أو مقيدة، وتطول الاستفسارات المتعلقة بالوصلات بين الصناعات، ويجب على الصناعة أن تعمل بشكل وثيق مع المرافق لتخطيط عمليات تحديث الشبكة، والاستثمار في تخزين الطاقة في الموقع لإدارة رسوم الطلب، وربما المشاركة في برامج الاستجابة للطلبات لتخفيف الضغط على الشبكة.

نضج التكنولوجيا وإدماج العمليات

وفي حين أن العديد من التكنولوجيات الكهربائية ناضجة، فإن بعض التطبيقات العالية التمرين ما زالت صعبة، إذ أن إنتاج الأسمنت، وإعادة تدوير الفولاذ العالي، والشقوق البتروكيميائي يفتقر حاليا إلى بدائل كهربائية متداولة تجاريا بالكامل على نطاق واسع، فالبحث والتطوير في هذه المناطق شديد، حيث تُظهر المشاريع التجريبية الكيلونزات الكهربائية، ومواقد البلازما، والعمليات الكهروكيميائية، ويجب على الصناعات أن تقيّم بعناية مستوى الاستعداد التكنولوجي لعمليات تطويرها.

المُختل الاستراتيجي للكهرباء الصناعية

وقد انتقلت الحالة الاقتصادية لتوليد الكهرباء بالعمليات الصناعية من مثال نظري إلى ضرورة عملية، حيث إن تقارب الكهرباء المتجددة المنخفضة التكلفة، والتكنولوجيات الكهربائية المتقدمة مثل مضخات الحرارة والتدفئة التعريفية، وقوى دافعي السياسات (تسعير الكربون، وسلسلة التوريد) يخلق حافزا ماليا قويا، وتتضاعف الفوائد: تكاليف الطاقة المنخفضة والأكثر قابلية للتنبؤ بها، وارتفاع الإنتاجية ونوعية المنتجات، وتعزيز الوصول إلى الأسواق، والحد من المخاطر التنظيمية.

وفي حين أن التحديات المتصلة بتكامل رأس المال والشبكات لا تزال قائمة، فإن هذه التحديات قابلة للذوين من خلال الاستثمار والتعاون الاستراتيجيين، فالصناعات التي تبدأ الانتقال الآن لن تحقق أكبر المكافآت الاقتصادية فحسب، بل ستؤدي أيضا إلى بناء القدرة على التكيف التشغيلي اللازمة للازدهار في اقتصاد منخفض الكربون، كما أن تأخير التحول ينطوي على خطر متزايد يتمثل في إجهاد الأصول، والتعرض لتكلفة الكربون، وفقدان القدرة التنافسية على تحقيق التوازن الاقتصادي.