ما هو الجيل المُشَرَّد؟

يشير الجيل الموزَّع إلى نشر تكنولوجيات توليد الطاقة الصغيرة الحجم التي تقع بالقرب من نقطة الاستهلاك، وعلى عكس محطات الطاقة المركزية التقليدية التي تغذي الكهرباء على خطوط الانتقال والتوزيع الطويلة، ويشمل الجيل الموزَّع لوحات الطاقة الشمسية ذات القدرة الفلطائية، والاضطرابات الريحية الصغيرة، ونظم الطاقة الناضجة، وخلايا الوقود، وتخزين البطاريات.

والخصائص المحددة للجيل الموزع هي نمطه وقربه الوثيق من المستخدمين النهائيين، وسلسلة شمسية سطحية على مستشفى، أو توربين رياح مجتمعية، أو مولد احتياطي للغاز الطبيعي في مرفق لمعالجة المياه، كلها مؤهلة للعمل كعامل DG. وعندما تتجمع هذه الموارد، يمكن أن تكون محطة توليد طاقة افتراضية، توفر الكهرباء، والدعم بالفولت، وخدمات الاستجابة للطلب.() ومن المهم أن نظم الغازات الحرارية يمكن تصميمها للعمل في " نمط الأرض " .

الدور الحاسم للجيل المنزوع أثناء الديناميكية

وتتسبب المواد الكيميائية في إجهاد غير مسبوق على الشبكات الكهربائية، وتتحول القفلات إلى الطلب على الكهرباء من المناطق التجارية إلى المناطق السكنية، وتعطل سلاسل الإمداد بالوقود وقطع الغيار، وقد تخفض فرص توافر القوة العاملة من حيث المرافق بسبب المرض أو بروتوكولات السلامة، وخلال وباء الـ 19 ، شهدت مناطق كثيرة انقطاعا في الطاقة بسبب نقص اليد العاملة وزيادة في الحمولات الناجمة عن توليد المدارس المنزلية، والعمل عن بعد.

Enhanced Grid Resiliency

وتتأثر نظم الطاقة المركزية بنقاط الفشل الوحيدة - أي خط انتقالي مدمر للعواصف أو انقطاع قسري في محطة كبيرة يمكن أن يُفقد الملايين من الناس.() ويُوجد أن الجيل الموزع لامركزي للإمداد، مما يقلل من الاعتماد على تلك الروابط الهشّة البعيدة المدى.() وعندما يتسبب وباء في تحديات في ملاك الموظفين في محطة مركزية للطاقة، فإن عشرات الوحدات الأصغر حجماً من وحدات الـ دي جي.() يمكن أن تعوض جماعياً.()

دعم الهياكل الأساسية الحيوية

ولا يمكن للمستشفىات ومراكز الاستجابة لحالات الطوارئ ومصانع معالجة المياه ومراكز توزيع البقالة أن تقطع الكهرباء خلال أزمة صحية، بل إن توليد الطاقة الموزعة - وخاصة عندما يقترن بخزن البطاريات - يوفر إمدادات طاقة في الموقع لا تقطع ولا تعتمد على الشبكة الخارجية، فعلى سبيل المثال، فإن مرافق الرعاية الصحية العالمية [FgridT:1] قد أوصت بأن تشمل حلولاً لاستمرارية الرعاية الصحية.

تخفيض الخسائر في الانبعاثات والطلب على السبايك

وفي شبكة تقليدية، تضيع نسبة تتراوح بين ٥ و ١٠ في المائة تقريبا من الكهرباء كما تتحول إلى حرارة أثناء السفر عبر خطوط النقل والتوزيع، وتولد الطاقة عند نقطة الاستخدام، تزيل الدي جي هذه الخسائر تقريبا، فخلال وباء يمكن أن يرتفع فيه الاستهلاك السكني بنسبة ٣٠ في المائة أو أكثر خلال ساعات النهار، يمكن أن يحلق التوليد الشمسي المحلي الطلب على فترات الذروة، ويخفف الضغط على البنيات والمحولات، وتساعد قدرة الاستجابة للطلبات على منع حدوث تقلبات الغذائية الحساسة.

التمكين من العمل عن بعد والرعاية الصحية عن بعد

وقد أدى اتساع نطاق عمليات الإغلاق إلى التحول السريع إلى العمل عن بعد وإلى إجراء مشاورات طبية افتراضية - يعتمد كلاهما على الكهرباء الموثوقة للوصل بالإنترنت، والأجهزة الحاسوبية، والهياكل الأساسية للاتصالات - ويمكن للجيل الموزع على مستوى المجتمع المحلي أو الأحياء أن يبقي على نطاق واسع وبوارج الخلايا جاهزة للعمل حتى عندما تكون الشبكة الرئيسية مزروعة، وفي المناطق الريفية، حيث تكون موثوقية الشبكة أقل في كثير من الأحيان، يمكن للدي جي أن يسد الفجوة، مما يتيح إمكانية الوصول المنصف إلى العمل عن بعد وفي حالات الطوارئ.

التحديات التي تواجه اعتماد جيل موزع على نطاق واسع

وعلى الرغم من فوائده الواضحة خلال الأوبئة، لا يزال الجيل الموزع يواجه عدة حواجز تحد من تغلغله في الاقتصادات المتقدمة النمو والنامية على السواء.

التكاليف الرأسمالية الأولية المرتفعة

وعلى الرغم من أن تكاليف تكنولوجيات الطاقة الشمسية والريحية قد انخفضت بشكل كبير، فإن الاستثمار المباشر لنظام شامل للدي جي - بما في ذلك الألواح واللافتات والبطاريات ومراقبي الأحجار الصغرى - يمكن أن يكون باهظا بالنسبة لكثير من الأعمال التجارية والزبائن السكنيين، كما أن نماذج التمويل مثل اتفاقات شراء الطاقة والاشتراكات الشمسية المجتمعية تساعد على التبنّي، ولكن لا يزال الاعتماد غير متكافئ.

الهيكل التنظيمي والسياساتي

وفي العديد من الولايات القضائية، صُممت أنظمة قديمة من أجل نموذج مركزي للمنفعة ولا تستوعب سهولة ربط الموارد الموزعة، وتختلف سياسات القياس الصافية اختلافا كبيرا، وتفرض بعض المرافق رسوما احتياطية عالية أو عمليات معقدة تسمح بتثبيط منشآت DG، ويمكن أن تعوق هذه التأخيرات البيروقراطية، أثناء وجود وباء، النشر السريع للحلول المتعلقة بالطاقة الكهربائية في حالات الطوارئ، ويمكن أن تعجل معايير الترابط و " تعريفات التكيف " التي تقدر صراحة اعتماد الأهداف الإنمائية خلال الأزمات.

شروط التدخُّل وخزن الطاقة

إن توليد الطاقة الشمسية والريحية متغيرة بطبيعتها - فالشمس لا تشرق في الليل، ولا تهب الرياح باستمرار، ولضمان قدرة موثوقة على التكيف على مدار الساعة، يجب أن يقترن الدي جي بتخزين الطاقة (البطاريات، أو الذبابات، أو الهيدروجين المضخ) أو بمولدات احتياطية يمكن إرسالها (مثل الغاز الطبيعي أو الغاز الحيوي) وتظل التكلفة الإضافية للتخزين حاجزا كبيرا، وإن كانت أسعار البطاريات الليثيوم قد انخفضت انخفاضا حادا.

أمن الفضاء الإلكتروني وإدماج المحاجرين

ويدخل جيل موزع نقاط دخول جديدة للهجمات الإلكترونية، خاصة عندما يتم ربط آلاف الأجهزة عن طريق المحافير الذكية وشبكات الاتصالات، ويمكن استخدام منحرف شمسي متضرر لزعزعة استقرار مغذي محلي أو حتى الشبكة الأوسع، كما أن معايير الأمن السيبراني الفاسدة، والتبديل، والتحديثات المنتظمة للبرمجيات الثابتة، هي أمور أساسية، ولكنها كثيرا ما تُغفل في منشآت أصغر حجما.

التوقعات المستقبلية والتوصيات المتعلقة بالسياسات

ومسار الجيل الموزع إيجابي، ولكن تحقيق كامل إمكاناته في مجال القدرة على مواجهة الأوبئة سيتطلب إجراءات منسقة من الحكومات والمرافق والمستثمرين من القطاع الخاص.

التقدم التكنولوجي

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للجيل القادم من المحاولات الذكية أن يوفروا وظائف لدعم الشبكة مثل تنظيم الفولط، ومراقبة التردد، بل وحتى القدرة على البدء الأسود - دون تدخل بشري، كما أن المحولات ذات الوضع الصلب واللافتات التي تعمل على تكوين الشبكات تجعل من الحاجات الصغرى أكثر استقرارا وفعالية من حيث التكلفة، ووفقا لما جاء في E Power and Energy Society [FificLT:1]، فإن هذه التكنولوجيات ستسمح للشبكة بالارتقاء على نحو غير سليم.

الاستثمار والحوافز

وينبغي للحكومات أن تعامل فئة الخدمات العامة بوصفها بنية أساسية حاسمة مؤهلة للتمويل المخصص، ولا سيما أثناء حالات الطوارئ الصحية العامة، ومن الأمثلة على ذلك إدارة الطاقة في الولايات المتحدة ] والشراكة في مجال الابتكار في مجال القدرة على التكيف مع هذه الفئات، وخطة الاتحاد الأوروبي الخاصة باسترداد الأقساط، كما أن المشاريع المجتمعية البالغة الصغر التي تخدم السكان ذوي الدخل المنخفض أو الضعف الطبي ينبغي أن تتلقى التمويل على سبيل الأولوية.

التجمعات الصغيرة

وربما كانت أكثر التشكيلات مرونة للأوبئة هي شبكة الكهرباء المجهرية المجتمعية - وهي نظام كهربائي محلي يمكن أن يفصل عن الشبكة الرئيسية ويشغل بشكل مستقل، ويمكن لهذه المصائد الصغيرة أن تدمج مولدات الطاقة الشمسية أو تخزين البطاريات أو الديزل أو الغاز الحيوي، بل والمركبات الكهربائية كمصادر طاقة متنقلة، بل أن تتيح للمناطق المجاورة أو المعسكرات أو المتنزهات الصناعية أن تجمع الموارد وتتقاسم الأجيال المتجددة، بل ويمكن للزراعة الصغيرة أن تكفل في الخارج.

الاستنتاج: نحو مستقبل للطاقة المسببة للعمى

وقد كشف وباء الـ COVID-19 أوجه قصور عميقة في نظم الطاقة المركزية، إذ أن سلاسل الإمداد ونقص القوة العاملة والتحولات المفاجئة في الطلب قد اختبرت حدود البنية التحتية التقليدية للشبكات، ويتيح توليد الطاقة الموزعة مسارا عمليا ومرتجعا نحو زيادة القدرة على التكيف - ليس فقط بالنسبة للأوبئة بل أيضا بالنسبة للكوارث الطبيعية وحالات الطوارئ الأخرى، بل إن الاستثمار في مصادر الطاقة المحلية والنظيفة، والضوابط الذكية لنظم التطرفة لشبكات، يمكن للمجتمعات أن تهيئــة أن تهيئــة نفسها أن تهيئــة نظاما لنظاما جديدا للتوتر الكهربائي.

External references:]