The Solarest موقع عربي مختص في الطاقة الشمسية من اخبار وفيديوهات تعليمية
مقالات مشابهة
كهربة القطاعات
كهربة القطاعات “Electrification” هي عملية استبدال مصادر الطاقة غير الكهربائية بالطاقة الكهربائية في العديد من القطاعات، مثل قطاع المباني وقطاع النقل والقطاع الصناعي.
أمثلة على كهربة القطاعات
- قطاع النقل:
كهربة قطاع النقل تتمثل بالتحول إلى استخدام المركبات الكهربائية بدلاً عن مركبات الاحتراق الداخلي التي تعتمد على الوقود الأحفوري. وفي ظل التطور الحالي للبطاريات الكهربائية، يمكن الاعتماد على المركبات الكهربائية في المركبات الخفيفة مثل السيارات الكهربائية والحافلات الكهربائية للنقل داخل المدن والشاحنات ذات النقل الخفيف أو التي تستخدم للمسافات القصيرة والدراجات الكهربائية.
ومع تطور تكنولوجيا البطاريات الكهربائية ورفع كفاءتها وكثافتها التخزينية يمكّن التوسع أكثر في تطبيقات كهربة قطاع النقل.
- قطاع المباني:
أما بالنسبة لكهربة قطاع المباني، فإنها تتمثل بشكل أساسي بالتحول لاستخدام الكهرباء في تطبيقات التدفئة والتبريد عوضاً عن الوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي، وذلك باستخدام المضخات الحرارية الكهربائية وسخانات المقاومة الكهربائية في المراجل الكهربائية (Boilers).
- قطاع الصناعة:
فرص كهربة قطاع الصناعة تعتبر أصعب بمراحل من كهربة قطاع المباني وكهربة قطاع النقل. خصوصاً للتطبيقات التي تتطلب درجات حرارة عالية جداً (مثل صناعة الحديد) أو التي تتطلب توليد كهربائي ثابت، وذلك لأن التكنولوجيا التي يمكنها أن تلبي هذا النوع من التطبيقات ما زالت في مرحلة البحث والتطوير أو بسبب كلفها المرتفعة جداً. بالتالي، فإن فرص كهربة قطاع الصناعة في الوقت الحالي تنحصر في بعض التطبيقات، مثل كهربة التطبيقات التي تتطلب درجات حرارة منخفضة مثل التدفئة والتبريد.
شكل (1): نسبة مساهمة الكهرباء في الاستهلاك النهائي للطاقة خلال الفترة (2005-2030)، حسب سيناريو صافي الانبعاثات الصفرية 2030.
أهمية كهربة القطاعات
بلغت حصة الكهرباء في إجمالي الاستهلاك النهائي للطاقة 20% في عام 2021 . بالتالي فإن مشاريع الطاقة المتجددة من مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح ستكون مساهمتها محدودة في الاستهلاك النهائي للطاقة حتى في حال مساهمتها بنسبة عالية في توليد الكهرباء. في المملكة الأردنية الهاشمية على سبيل المثال، بلغت نسبة مساهمة مشاريع الطاقة المتجددة في توليد الكهرباء 26% في عام 2021، بينما كانت نسبة مساهمة الطاقة المتجددة في خليط الطاقة الكلي بنفس العام 14% فقط.
شكل (2): مصادر الطاقة لتوليد الكهرباء في المملكة الأردنية الهاشمية في عام 2021. المصدر: التقرير السنوي لوزارة الطاقة والثروة المعدنية، عام 2021.
شكل (3): مصادر الطاقة في خليط الطاقة الكلي في المملكة الأردنية الهاشمية في عام 2021. المصدر: بيانات ميزان الطاقة، وزارة الطاقة والثروة المعدنية، عام 2021.
لذلك فإن أهمية كهربة القطاعات تكمن بشكل أساسي في خلق فرص إضافية لمشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية ومشاريع طاقة الرياح، لأن كهربة القطاعات سوف تعمل على رفع حصة الكهرباء في إجمالي الاستهلاك النهائي للطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن اعتبار الكثير من تطبيقات كهربة القطاعات أحمال كهربائية مرنة، يمكّن لمشغل النظام الكهربائي التحكم بها مما يسهل عملية التحكم باستقراريه الشبكة، وتفادي الآثار الناتجة عن الربط الواسع لمشاريع الطاقة المتجددة ذات الإنتاجية المتذبذبة.
شكل (4): نسبة مساهمة الكهرباء في الاستهلاك النهائي للطاقة على المستوى العالمي في عام 2019. المصدر: الوكالة الدولية للطاقة.
تتمثل أهمية كهربة القطاعات فيما يلي:
- خفض الاستهلاك النهائي للطاقة: تساعد كهربة القطاعات على خفض الاستهلاك النهائي للطاقة، لأن التقنيات المبنية على استخدام الكهرباء تتمتع بكفاءة أعلى بكثير التقنيات المبنية على استخدام الوقود الأحفوري.
- خفض انبعاثات غازات الدفيئة: يمكن أن تساعد كهربة القطاعات في تقليل انبعاثات غازات الدفيئة وذلك لأن كهربة القطاعات تعمل على استبدال مصادر الطاقة التقليدية مثل النفط والغاز الطبيعي بالطاقة الكهربائية المستدامة.
- تعزيز استخدام الطاقة المتجددة: يمكن لكهربة القطاعات تسهيل عملية انتقال البلدان إلى الطاقة المتجددة، وذلك لأنه بالإضافة إلى رفع حصة الكهرباء في إجمالي الاستهلاك النهائي للطاقة، يمكن اعتبار الأحمال الإضافية الناتجة عن ربط القطاعات أحمال مرنة تساعد مشغل النظام الكهربائي على التعامل مع الكهرباء متذبذبة الإنتاجية الناتجة عن مشاريع طاقة الرياح ومشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
شكل (5): نسبة مساهمة الكهرباء في الاستهلاك النهائي للطاقة في بعض الدول. المصدر: الوكالة الدولية للطاقة.
كهربة القطاعات وتطوير الشبكات الكهربائية العامة
لكهربة القطاعات في المباني والصناعة وقطاع النقل بدون أن يؤدي ذلك إلى رفع الحمل الأقصى الكهربائي في الشبكات الكهربائية “Peak Load” والذي يؤدي بدوره إلى ضرورة استثمار مبالغ ضخمة في بناء وتطوير الشبكات الكهربائية العامة، يجب أن يرافق عملية كهربة القطاعات تركيب أجهزة ذكية للتحكم والمراقبة.
على سبيل المثال، في حال تركيب أجهزة ذكية للتحكم في محطات شحن المركبات الكهربائية، يمكن لمشغل النظام الكهربائي رفع الحمل أو خفضه خلال وقت قصير جداً، كما يمكن لمشغل النظام الكهربائي نقل الاستهلاك وعملية الشحن لعدة ساعات. وهذا يوفر مرونة عالية لمشغل النظام الكهربائي باستغلال البنية التحتية القائمة بأعلى قدر ممكن.
