مستقبل محطات توليد الطاقة الفحمية في عالم الطاقة المتجددة

The Shifting Landscape of Coal Power in an Era of Renewables

إن نظام الطاقة العالمي يمر بتحول أساسي، حيث أن مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والريحية والطاقة الكهرمائية أصبحت أكثر هيمنة، ودور محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، بمجرد أن تكون الركيزة الأساسية للاقتصادات الصناعية، يتم استجوابها مثل ما حدث من قبل، حيث أن الفحم قد وفر من الناحية التاريخية طاقة أساسية موثوقة ومرسلة بتكلفة منخفضة نسبيا، مما يغذي النمو الاقتصادي في العالم المتقدم، ومع ذلك فإن التكاليف البيئية المتزايدة، بالإضافة إلى انخفاض كبير في أسعار الطاقة النظيفة

The Historical Dominance of Coal-Fired Electricity

فخلال أكثر من قرن، كان الفحم هو مجموعة العمل في قطاع الطاقة العالمية، وخلال الثورة الصناعية، كانت محركات البخار التي تعمل بالفحم تعمل على توليد الطاقة الكهربائية، والسكك الحديدية، والسفن، وفي منتصف القرن العشرين، أصبحت محطات الفحم الكبيرة المعيار الذي يُنشأ فيه توليد الكهرباء المركزي في الولايات المتحدة وأوروبا، وغيرها من الدول الصناعية، وفي ذروة نموها في أوائل العقد، كان التركة الأساسية للكهرباء في الصين 40 في المائة.

The Environmental and Human Health Case Against Coal

إن أهم عوامل انخفاض الفحم هي الاعتراف المتزايد بتأثيراته البيئية والصحية الحادة، كما أن احتراق الفحم للكهرباء هو أحد أكبر مصادر انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على الصعيد العالمي، مما يسهم بنسبة 30 في المائة من إجمالي ثاني أكسيد الكربون، وفقاً لـ الوكالة الدولية للطاقة ، فإن كمية الفحم هي أكبر مصدر للتغير العالمي في الحرارة().

الارتفاع غير القابل للإيقاف في المواد المتجددة

وبالرغم من أن الالتزامات البيئية للفحم قد عرفت منذ وقت طويل، فقد كان الانخفاض الكبير في التكلفة في الطاقة المتجددة الذي يعطل حقاً القدرة الاقتصادية للفحم، وتقل تكلفة الكهرباء المتطورة بالنسبة لمركبات الطاقة الشمسية ذات الطاقة المتجددة بنسبة 86 في المائة، وتقل تكاليف الوقود الخفيف، وتقل تكاليف الطاقة الكهربائية التي تقدمها الوكالة عن محطات الفحم الجديدة.

دور الكفاءة والتقدم التكنولوجي

وقد تسارعت عمليات النشر في مجالات الكفاءة في الألواح الشمسية، والاضطرابات الريحية، ونظم تخزين الطاقة، وتتسارع الألواح الشمسية ذات الوجهة البيوفينية، والرياح الأكبر حجما وأكثر كفاءة، وبطاريات الليثيوم والتدفق المتقدمة، مما يجعل النظم المتجددة أكثر إنتاجية ومرونة، ويتعلم مشغلي الأحجار إدارة التغلغلات العالية للمتغيرات المتجددة من خلال تحسين التنبؤ والإدارة من جانب الطلب والترابط.

السياسة العامة والنمط التنظيمي

إنّ الحكومات في جميع أنحاء العالم تسنّ سياسات تتخلّص بشكل مباشر أو غير مباشر من طاقة الفحم، واتفاق باريس بشأن تغير المناخ، الذي وقّع عليه 196 طرفاً، تلزم الدول بالحدّ من الاحترار العالمي إلى أقل بكثير من 2 درجة مئوية، مع بذل جهود لإبقائه على 1.5 درجة مئوية.

الأبعاد الاقتصادية والاجتماعية للانتقال

إن تصفية الفحم ليست مجرد تحد تقني أو تنظيمي - بل هي قضية اقتصادية واجتماعية عميقة، إذ أن تعدين الفحم ونباتات الطاقة التي تعمل بالفحم توفر عمالة مباشرة لملايين الناس في جميع أنحاء العالم، كما أن العديد من الوظائف تعتمد بصورة غير مباشرة على سلسلة القيمة الفحمية، كما أن المجتمعات المحلية التي تدور حول استخراج الفحم وتوليده لا تواجه خطر الانهيار الاقتصادي حيث تتقاعد الألغام القريبة والنباتات.

Coal in Developing Economies: Energy Security vs. Climate Goals

وفي بلدان مثل الهند وإندونيسيا وفييت نام، يظل الفحم العمود الفقري لتوليد الكهرباء بسبب انخفاض تكلفته وتوافره المحلي والهياكل الأساسية القائمة، وتواجه هذه الدول مهمة صعبة تتمثل في تلبية الطلب السريع على الكهرباء مع الانتقال إلى مصادر أنظف، حيث يجفف تمويل محطات الفحم الجديدة، ولكن النباتات القائمة لا تزال تعمل، وكثيرا ما يكون التمويل الدولي للمناخ ونقل التكنولوجيا حاسما في مساعدة هذه البلدان على قفزة الفحم وبناء نظم قائمة على مصادر الطاقة المتجددة.

الابتكارات التكنولوجية: هل يمكن تنظيف الفحم؟

"الخيار الأكثر أهمية هو أن يُمكن أن يُمكن للطاقة أن تُصبح متوافقة مع مستقبل منخفض الكربون" "وهذا يعني أنّه لا يُمكن أن يُمكن للطاقة أن تُقلّل من سرعة الإستخدام"

Carbon Capture: Potential and Limitations

وقد تم تشجيع نظام التكييف المركزي على أنه تكنولوجيا جسر يمكن أن تسمح باستمرار استخدام محطات الفحم مع خفض الانبعاثات، غير أن سجل المسار مختلط، وقد أدى مشروع " بيترا نوفا " ، الذي استولى على ثاني أكسيد الكربون من مصنع تكساس للفحم من أجل تحسين استرداد النفط، إلى إغلاقه في عام 2020 بسبب انخفاض أسعار النفط والمسائل التقنية، رغم أنه أعيد بعد تغيرات في الملكية، وقد أدى مشروع " Gorgon LNG " في أستراليا، وهو أحد أكبر مشاريع في إطار برنامج " إلى إلغاءه.

إعادة تشغيل أسطول الفحم من أجل عصر جديد

في حين أن محطات الفحم تتقاعد، فإن أصولها المادية - الأرض، وصلات الشبكة، والهياكل الأساسية للتبريد، والقوى العاملة الماهرة - يمكن أن تكون قيمة لمشاريع الطاقة النظيفة، ونشأة اتجاه ناشئ هو تحويل محطات الفحم إلى الغاز الطبيعي، مما يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 50 في المائة ويوفر طاقة مرنة تكمل شبكات الطاقة المتجددة، وعادة ما يتم إعادة استخدام بعض المواقع في المزارع الفولطية الشمسية، ومرافق تخزين البطاريات، بل وحتى المفاعلات الصغيرة.

أجهزة استشعار وخدمات المحاجر

وثمة خيار آخر لإعادة التشغيل هو تحويل وحدات الفحم المتقاعد إلى مكثفات متزامنة - آلات تناوب توفر الدعم في مجال النقل الداخلي والفولطي إلى الشبكة دون أن يحرق الوقود، مما يمكن أن يساعد على الحفاظ على استقرار الشبكة حيث يتم تشغيل مصادر جديدة أكثر من غير قصد، وقد اتبعت عدة مرافق في الولايات المتحدة وأستراليا والمملكة المتحدة هذا النهج، مما أدى إلى توسيع نطاق الحياة المفيدة لأصول محطات الفحم مع الحد من التكاليف التشغيلية والانبعاثات.

التكامل بين السود والتحول في دور قوة تحميل القاعدة

والحاجات التقليدية للفحم هي قدرتها على توفير الطاقة الكهربائية الثابتة - الكهرباء المستمرة الموثوقة على مدار الساعة، غير أن إدارة الشبكة الحديثة تتطور نحو نظام تكون فيه المرونة، وليس القدرة على التحميل، هي المتطلبات الرئيسية، ولكن إنتاجها يمكن التنبؤ به بمزيد من الدقة، وعندما يقترن ذلك بمخزون الطاقة (بطاريات النطاق غير المستقر، وكمية مضخة، وبتدئة طويلة الأجل) ويحافظ على القدرة على الاستجابة للطلبات وعلى الانتقال الأقاليمي

المنظورات الإقليمية: مستقبل الفحم المتباين

إن مستقبل الفحم ليس موحدا في جميع أنحاء العالم، ففي أوروبا وأمريكا الشمالية، يتناقص الفحم في الهياكل الأساسية، حيث أن العديد من النباتات قد تقاعدت بالفعل أو كان من المقرر إغلاقها، وقد انتقلت المملكة المتحدة من 40 في المائة من الطاقة الكهربائية في عام 2012 إلى أقل من 2 في المائة في عام 2023، وتتوقع أن تخفض معدلات النمو الاقتصادي في منطقة الفحم بالكامل في عام 2024، وعلى النقيض من ذلك، فإن معدلات النمو في آسيا - ولا سيما الصين والهند - تمثل نحو 70 في المائة من الاستهلاك العالمي للفحم.

التوقعات المستقبلية: سيناريوهات الفحم في عالم صافي الزيرو

إن نماذج سيناريو الطاقة من الوكالة الدولية للطاقة، والفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ، والهيئات الأخرى تبرهن باستمرار على أن الحد من الاحترار العالمي إلى 1.5 درجة مئوية يتطلب التخلص التدريجي من الطاقة غير المستقرة بحلول عام 2040 في بلدان منظمة التعاون والتنمية في الميدان الاقتصادي، وبحلول عام 2050 على الصعيد العالمي، وفي سيناريو النمو السريع في الطاقة بحلول عام 2050، لا يمكن أن يسقط الاستخدام العالمي للفحم بنسبة 90 في المائة من مستويات عام 2021 بحلول عام 2050.

أهمية التقاعد المبكر وعدم وجود اتفاق جديد

ومن أجل تحقيق الاتساق مع الأهداف المناخية، يتعين على معظم محطات الفحم الموجودة أن تتقاعد قبل انتهاء عمرها التقني بفترة طويلة، مما يخلق مخاطر كبيرة من الأصول المتشابكة بالنسبة للمالكين والمستثمرين، كما أن حملات مثل " لا الفحم الجديد " وتحالف الفحم السابق الذي يضم أكثر من 50 حكومة وطنية ودون وطنية، تهدف إلى وقف مشاريع الفحم الجديدة وتسريع حالات التقاعد، والمؤسسات المالية التي تواصل الاستثمار في مخاطر سمعة الفحم والانتقال.

الاستنتاج: نهضة نهاية الفحم

إن مستقبل محطات توليد الطاقة في عالم الطاقة المتجددة ليس قصة واحدة بل قصة معقدة ومتنوعة إقليمياً من حيث التراجع والتكيف والتحول، إن الضرورات البيئية والصحية واضحة، إن حرق الفحم غير المأهول يتنافى مع المناخ المستقر والمجتمعات الصحية، فالحالة الاقتصادية للفحم قد تتدهور بشكل كبير، حيث توفر الآن بدائل أرخص وأنظف وأكثر موثوقية.

For further reading on global coal trends and policy, see the IEA Coal 2023 Report], the IPCC Sixth Assessment Report on Mitigation, and the ]Powering Past Coal Alliance.