الطاقة الشمسية الزائدة في كاليفورنيا: التحديات والحلول

إن تطوير الطاقات المتجددة، على عكس دول مثل إسبانيا، يسير من قوة إلى قوة في أجزاء كثيرة من العالم. ومن الأمثلة الواضحة على ذلك ولاية كاليفورنيا، التي عززت قدرتها على توليد الطاقة الشمسية بمعدل مثير للإعجاب. ومع ذلك، فقد فرض هذا النجاح بعض التحديات غير المتوقعة. وعلى وجه الخصوص، تولد كاليفورنيا كميات كبيرة من الطاقة الشمسية، حتى أنها تضطر في كثير من الأحيان إلى الدفع للولايات المجاورة لاستيعاب إنتاجها الفائض.

لماذا تنتج كاليفورنيا الكثير من الطاقة الشمسية؟ وتكمن الأسباب الكامنة وراء هذا التوسع في الظروف المناخية والسياسات الحكومية الموجهة نحو الطاقة المتجددة. كما استفادت ولاية كاليفورنيا، وهي ولاية مشمسة طوال معظم العام، من الحوافز واللوائح المحلية التي سهلت تركيب الأنظمة الكهروضوئية في المنازل والشركات.

كاليفورنيا والزيادة الهائلة في الطاقة الشمسية

وكان أحد المحركات الكبرى لهذا النمو هو انخفاض تكاليف إنتاج الطاقة الشمسية. ومع دخول المزيد من اللاعبين إلى هذا القطاع، تجلب القدرة التنافسية معها التقدم التكنولوجي الذي يسمح بتوليد أكثر كفاءة. وينتج عن ذلك أ لامركزية الشبكة الكهرباء، والتي، على الرغم من كونها إيجابية في العديد من الجوانب، تنطوي على تحديات جديدة لإدارتها.

لعبت الإعانات والدعم المالي دورًا مهمًا حتى وقت قريب. منذ تسعينيات القرن العشرين، عوضت كاليفورنيا أصحاب الألواح الشمسية بأسعار سخية مقابل الطاقة التي يضخونها في الشبكة، حيث دفعت ما بين 1990 إلى 20 سنتًا لكل كيلووات في الساعة. ومع ذلك، فقد تغيرت هذه السياسة مؤخرًا، وأصبحت المدفوعات الآن تعتمد على القيمة الصافية للطاقة، والتي يمكن أن تكون صفرًا في أيام ذروة الإنتاج.

وقد أدى هذا التغيير، إلى جانب تخفيض الإعانات، إلى حدوث أ تباطؤ في تركيب الألواح الشمسية. ووفقا لشركة التحليلات Wood Mackenzie، من المتوقع أن تنخفض التركيبات الجديدة بنسبة 40٪ بحلول عام 2024.

منذ عام 2010، زاد إنتاج الطاقة الشمسية من قبل شركات الطاقة في كاليفورنيا بشكل كبير، حيث انتقل من نسبة هامشية تبلغ 0,05% إلى ما يمثل أكثر من 10% من الطاقة المنتجة في الولاية اليوم. بالإضافة إلى ذلك، وبالنظر إلى الطاقة المولدة من الألواح الشمسية المثبتة في المنازل والشركات، والتي يبلغ مجموعها أكثر من 5 جيجاوات، تعد كاليفورنيا موطنًا لحوالي نصف قدرة توليد الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة بأكملها.

مشكلة غير متوقعة: الطاقة الشمسية الزائدة

ومن المفارقات أن إحدى عواقب هذا التوسع الهائل هي أن كاليفورنيا تواجه مشكلة الطاقة الشمسية الزائدة. وعندما يتجاوز الإنتاج الطلب، وخاصة في أيام الربيع المشمسة، يجب على الولاية أن تقلل من إنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية، بل وتدفع للولايات المجاورة مثل نيفادا أو أريزونا لاستيعاب الفائض.

وقد اطلقت على هذه الظاهرة اسم منحنى البط، والذي يمثل بيانيًا كيفية وصول صافي الطلب (الطلب مطروحًا منه الطاقة المتجددة) إلى أدنى مستوياته في منتصف اليوم، عندما يكون إنتاج الطاقة الشمسية في ذروته. وفي تلك الأوقات، يتجاوز العرض الطلب ولا توجد بنية تحتية ضرورية لتخزين أو إعادة توجيه كل تلك الطاقة.

وفي عام 2022، أهدرت كاليفورنيا 2,4 مليون ميجاوات/ساعة من الكهرباء، منها 95% جاءت من مصادر الطاقة الشمسية. هذا نفايات الطاقة ويمثل خسائر اقتصادية كبيرة وتحديا للبنية التحتية الكهربائية في الولاية. بالإضافة إلى ذلك، فإن ارتفاع أسعار الطاقة بسبب إغلاق الألواح الشمسية يؤثر سلبًا على المستهلكين.

التأثير على الشبكة الكهربائية هذا واضح. ولمنع خطوط النقل من الانهيار بسبب التدفق المفرط للطاقة، اضطرت محطات الطاقة الشمسية إلى خفض إنتاجها مؤقتا.

الحلول قيد التنفيذ

وعلى الرغم من هذه التحديات، تعمل كاليفورنيا على إيجاد حلول لها تخزين وإدارة الطاقة الشمسية الزائدة بشكل صحيح. إحدى الاستراتيجيات الواعدة هي تركيب بطاريات واسعة النطاق. يمكن لهذه البطاريات تخزين الطاقة الشمسية أثناء النهار وإطلاقها ليلاً أو في الأوقات التي يكون فيها الطلب على أعلى مستوياتها، مما يساهم في إنشاء شبكة كهربائية أكثر استقرارًا.

على مدى السنوات الأربع الماضية، قامت كاليفورنيا بتركيب بطاريات ثابتة أكثر من أي مكان آخر في العالم باستثناء الصين. تمتلك الولاية حاليًا أكثر من 10 جيجاوات من سعة تخزين البطاريات، مما يجعل من الممكن تسخير الطاقة الشمسية بشكل أفضل حتى عندما لا تكون الشمس مشرقة.

بالإضافة إلى ذلك، هناك خطط جارية لتطوير خطوط النقل لإرسال المزيد من الطاقة الشمسية إلى مناطق أخرى في غرب الولايات المتحدة. لن يساعد هذا في تقليل النفايات فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى توليد إيرادات إضافية لكاليفورنيا.

وثمة إجراء مهم آخر هو الاستثمار في التكنولوجيا. الشبكة الذكية. يتيح هذا النوع من البنية التحتية إدارة أكثر كفاءة للطاقة من خلال دمج المصادر المتجددة بطريقة ديناميكية وآمنة.

التحديات المستقبليةومع ذلك، فهي لا تقتصر على البنية التحتية أو تخزين الطاقة فقط. هناك أيضًا تحديات مالية وتنظيمية. ال تخفيض الحوافز لتركيب الألواح الشمسية يؤثر على الصناعة ويمكن أن يبطئ وتيرة اعتماد الطاقة الشمسية.

ومن ناحية أخرى، لا تزال تكلفة البطاريات مرتفعة بالنسبة للمستهلكين الأفراد، حيث تتراوح أسعارها بين 10.000 آلاف دولار و20.000 ألف دولار. وهذا يحد من قدرة الأسر على تخزين الطاقة الخاصة بها وتصبح أقل اعتمادا على الشبكة الكهربائية.

على الرغم من التحديات الحالية، تظل كاليفورنيا رائدة عالميًا في اعتماد الطاقة المتجددة. ومع استمرار الاستثمار في التكنولوجيا وتحسين البنية التحتية، تتمتع الولاية بالقدرة على التغلب على التحديات التي تفرضها الطاقة الشمسية الزائدة وتعزيز هدفها المتمثل في تحقيق إمدادات كهرباء نظيفة تمامًا بحلول عام 2045.

وفي نهاية المطاف، تظل الطاقة الشمسية جزءاً أساسياً في مكافحة تغير المناخ، وتستمر كاليفورنيا، رغم كل الصعوبات التي تواجهها، في قيادة الطريق نحو مستقبل أكثر استدامة. وستكون تجربتها في إدارة الطاقة الزائدة بمثابة مرجع للدول والمناطق الأخرى لأنها تزيد من قدرتها على توليد الطاقة المتجددة.