على بعد نحو 75 كيلومترا قبالة سواحل ألمانيا، تعد الأساسات الخمسين لمزرعة الرياح بالتيك إيجل من بين أحدث العلامات على توجه أوروبا نحو الطاقة الخضراء.
تعد المنصات التي تم تركيبها العام الماضي – والتي استلمت للتو أول توربيناتها – جزءًا من مشروع مشترك بين شركة إيبردرولا، عملاق الطاقة المدرجة في مدريد، ومصدر، شركة الطاقة النظيفة في الإمارات العربية المتحدة. ومن المفترض أن يكون المشروع الذي تبلغ طاقته 476 ميجاوات قادرًا على إمداد ما يصل إلى 475 ألف منزل، مما يمثل خطوة صغيرة نحو أهداف الطاقة النظيفة في أوروبا.
ومع ذلك، مع نشر توربينات الرياح ومزارع الطاقة الشمسية بوتيرة سريعة، يركز صناع السياسات وخبراء الطاقة أيضًا على جزء آخر من اللغز: العمل على كيفية سد فجوة الطاقة خلال فترات الرياح المنخفضة وقلة ضوء الشمس – أو دونكلفلوت, كما هي معروفة في دوائر الطاقة بالمصطلح الألماني.
ويظهر التحليل الذي أجرته وكالة الطاقة الدولية أنه ما يقرب من خمس أو ست مرات على مدى السنوات الثلاثين الماضية، أثرت نوبات البرد المصحوبة برياح قليلة على أجزاء كبيرة من أوروبا لمدة أسبوع أو أكثر، بما في ذلك المناطق التي تقع فيها معظم مشاريع طاقة الرياح البرية والبحرية. وغطى التحليل الاتحاد الأوروبي والمملكة المتحدة ودول الشمال والعديد من دول البلقان وأوكرانيا.
يقول برنت وانر، رئيس وحدة قطاع الطاقة في وكالة الطاقة الدولية، التي تقدم المشورة للدول الأعضاء بشأن أمن الطاقة: “نحن ندرك أن المناخ يتغير، لذا من الصعب معرفة عدد مرات حدوث ذلك”. “لكن الاستعداد لمثل هذه الفترات يجب أن يكون جزءًا من التخطيط.”
من المتوقع أن يتغير نظام الكهرباء في أوروبا بشكل عميق خلال العقود المقبلة. وتشير النماذج التي أعدتها مؤسسة أجورا إنرجيويندي البحثية إلى أن 96% من الكهرباء في أوروبا، في ظل الأهداف الوطنية، سوف تأتي من مصادر متجددة، معظمها من طاقة الرياح والطاقة الشمسية، بحلول عام 2050. مقارنة بنحو 44% الآن.
وسوف تصبح القارة أيضاً أكثر اعتماداً على الكهرباء مع تحول الأسر من البنزين إلى السيارات الكهربائية ومن الغلايات التي تعمل بالغاز إلى مضخات الحرارة الكهربائية. وتظهر النماذج أن الكهرباء يمكن أن تلبي ما يصل إلى 70 في المائة من الطلب النهائي على الطاقة في أوروبا بحلول عام 2050، مقارنة بما يزيد قليلا عن 20 في المائة الآن.
ومن المرجح أن تتطلب إدارة فترات انخفاض الرياح والشمس دون اللجوء إلى الوقود الأحفوري بلا هوادة، من بين أمور أخرى، تغييراً تدريجياً في تخزين الكهرباء، بحيث يمكن تخزينها عندما تكون الرياح والشمس قوية ونشرها عندما لا تكون كذلك. يُطلب حاليًا من مزارع الرياح والطاقة الشمسية في أوروبا والمملكة المتحدة في كثير من الأحيان إيقاف التشغيل إذا كانت تنتج أكثر مما يمكن أن تتحمله الشبكة.
تعتبر الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ – حيث يتم ضخ المياه إلى خزان ثم تفريغها عند الحاجة لتشغيل التوربينات – من قبل وكالة الطاقة الدولية الطريقة “الأكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة” المتاحة حاليا لتخزين الطاقة على مدى فترات طويلة من الزمن.
ومع ذلك، فإن هذه التكنولوجيا محدودة بالجغرافيا وعرضة للجفاف. أحد الخيارات التي ينظر إليها صناع السياسات هو الهيدروجين كشكل من أشكال التخزين: استخدام التحليل الكهربائي لفصل الهيدروجين من الماء عندما تكون الرياح والشمس قويتين، وتخزين الهيدروجين، وتحويله مرة أخرى إلى كهرباء عندما تنخفض الرياح باستخدامه كوقود للطاقة. محطة.
ومع ذلك، فإن هذه العملية غير فعالة إلى حد كبير، حيث من المحتمل أن يتم فقدان 70% من الكهرباء على طول الطريق. بالإضافة إلى ذلك، من المرجح أن يكون الطلب على الهيدروجين منخفض الكربون أقوى من الصناعات التي لديها طرق أخرى قليلة لخفض انبعاثاتها، مثل صناعة الأسمدة أو صناعة الصلب.
توضح كارولين ستيل، رئيسة المشروع في شركة Aurora Energy Research في المملكة المتحدة: “بمجرد تصنيع الهيدروجين، يصبح جزيئًا قيمًا للغاية، ويمكن استخدامه لإزالة الكربون من المناطق الأكثر صعوبة في إزالة الكربون أولاً”.
يمكن أيضًا تصنيع الهيدروجين عن طريق فصله عن الغاز الطبيعي، وهناك اهتمام متزايد بترسبات الهيدروجين تحت الأرض. لكن عملية الغاز الطبيعي تطلق ثاني أكسيد الكربون الذي يجب احتجازه وتخزينه إذا لم نرغب في المساهمة في تغير المناخ، في حين أن حجم الرواسب الجيولوجية ليس واضحا بعد.
وتعني هذه القيود أن دور الهيدروجين في توليد الطاقة قد يكون محدودًا في نهاية المطاف. وتتوقع أورورا أن الكهرباء المولدة بالهيدروجين ستشكل بشكل عام حوالي 3 في المائة من توليد الطاقة الأوروبية في عام 2050، في سيناريو حيث تحقق المنطقة هدفها المتمثل في خفض انبعاثات الكربون إلى صافي الصفر.
وفي دفعة للسوق، أعلنت الحكومة الألمانية في فبراير/شباط عن خطط لدعم أصحاب محطات الطاقة لتطوير ما يصل إلى 10 جيجاوات من محطات الطاقة القادرة على العمل بالهيدروجين. “نحن نحتاج [ . . .] وقالت الحكومة في بيان لها: “محطات طاقة حديثة ومرنة للغاية وصديقة للمناخ”.
وفي نهاية إبريل/نيسان، منحت المفوضية الأوروبية ما يقرب من 720 مليون يورو لسبعة مشاريع تهدف إلى إنتاج “الهيدروجين الأخضر” – وهو النوع الذي يتم إنتاجه من خلال التحليل الكهربائي بالطاقة المتجددة – مما يساعد على تطوير الصناعة.
على الرغم من ذلك، كانت هناك انتكاسات أيضًا. وفي وقت سابق من هذا العام، تراجعت شركة إنجي، وهي شركة المرافق المدعومة من الدولة الفرنسية، عن هدفها المتمثل في تطوير مشاريع الهيدروجين بقدرة 4 جيجاوات من عام 2030 إلى عام 2035.
وقالت إن “التنمية والهيكلة [of the market] أبطأ مما كان متصورا قبل عام”.
يشير جيمس فورست، رائد الصناعة العالمية في مجال تحول الطاقة والمرافق في شركة كابجيميني الاستشارية، إلى أن الحماس لتطوير الهيدروجين منخفض الكربون “تضاءل قليلا” خلال العام الماضي – ويرجع ذلك جزئيا إلى ارتفاع التكاليف. ويقول: “إنها مكلفة للغاية وغير قادرة على المنافسة”.
ويعتقد ماتياس باك، مدير أوروبا في شركة Agora Energiewende، أنه نظرا للتحديات التي يواجهها، سيواجه الهيدروجين منافسة من تقنيات التخزين الأخرى، حيث تعمل العديد من الشركات على تطوير البطاريات حتى تتمكن من العمل لفترات أطول من الوقت، وطرق جديدة لتخزين الحرارة.
ويقول: “هناك اهتمام واضح جدًا بتطوير حلول جديدة لتخزين الطاقة على المدى الطويل وتكون أرخص من طريق الهيدروجين”. “أنا واثق من أنه بحلول الوقت الذي نصل فيه إلى الفترة 2040-2045، سيكون لدينا أشياء جديدة في السوق لم نراها بعد.”
ويجادل بأن العدد المتزايد من كابلات الكهرباء التي تسمح للبلدان بتصدير واستيراد الطاقة سيساعد أيضا النظام على التكيف. “من المحتمل أنه إذا كان لديك دونكلفلوت ويقول: “على بحر الشمال، سيكون لديك إنتاج متجدد وفير في مناطق أخرى”.
لكنه يشير إلى أنه رغم ذلك «لا داعي للخوف دونكلفلوت“، بشرط أن يتم إنشاء نظام الطاقة في القارة بشكل مناسب، فإن هذا لن يحدث من تلقاء نفسه.
“السؤال هو: هل لدينا الأشياء الصحيحة على المستوى السياسي والإداري للوصول إلى هناك؟” سأل. “أود أن أقول على المستوى الأوروبي، يتم إنجاز الواجبات المنزلية في الغالب. الأمر يتعلق بجعلها ملموسة في السياق الإقليمي”.
