گذار به انرژی های تجدیدپذیر؛ چالش ۳ تریلیون دلاری شبکه‌ برق

به گزارش تجارت‌نیوز، پیشرفت‌ها در حوزه انرژی های تجدیدپذیر، با سرعت سرسام‌آوری ادامه دارد. قرار است ۶۴۴ میلیارد دلار برای ظرفیت جدید در سال ۲۰۲۴ هزینه شود، اما شبکه‌های برق قدیمی و ناکافی می‌توانند مانع مهمی برای انتقال انرژی باشند.

براساس تحقیقات ریستاد انرژی، اگر جهان قرار باشد گرمایش جهانی را به ۱.۸ درجه سلسیوس بالاتر از سطوح پیش از صنعتی محدود کند، به ۳.۱ تریلیون دلار سرمایه‌گذاری زیرساخت شبکه‌ای تا قبل از سال ۲۰۳۰ نیاز دارد.

گسترش شبکه برق؛ ضرورتی در مسیر انرژی های تجدیدپذیر

oilprice گزارش داده است، به منظور همگام شدن با برق‌رسانی در حال انجام در بسیاری از شهرهای دنیا، از جمله برای ظرفیت جدید انرژی های تجدیدپذیر و استفاده سریع از خودروهای الکتریکی، به ۱۸ میلیون کیلومتر شبکه اضافی نیاز خواهد بود.

به این ترتیب، طول کل شبکه‌های برق در سراسر جهان در سال ۲۰۳۰ باید به ۱۰۴ میلیون کیلومتر و در سال ۲۰۵۰ به ۱۴۰ میلیون کیلومتر برسد که تقریبا به اندازه فاصله زمین تا خورشید است.

توسعه آنی تا ۱۸ میلیون کیلومتر، نیازمند نزدیک به ۳۰ میلیون تن مس است، کالایی که هم‌اکنون نیز کمبود دارد.

افزایش تقاضای برق جهانی، از جمله در حوزه  انرژی های تجدیدپذیر، عامل اصلی نیاز ضروری به تقویت شبکه است. این افزایش به گسترش جمعیت، صنعتی شدن و شهرنشینی در کشورهای در حال توسعه و تلاش برای کاهش اثرات ناشی از تغییرات آب‌وهوایی از طریق برق رسانی بازمی‌گردد.

اهمیت تامین امنیت سایبری، ژئوپلیتیک و اولویت فزاینده برای تامین انرژی ملی قابل اعتماد از جمله در حوزه انرژی های تجدیدپذیر نیز بر ضرورت توجه به شبکه‌های برق می‌افزاید. با این حال، چارچوب‌های نظارتی ناکارآمد می‌توانند به طور قابل توجهی توسعه شبکه و به نوبه خود، انتقال انرژی را به تاخیر بیاندازند.

نقش شبکه‌های برق در انتقال انرژی

شبکه‌های برق، هم یک عامل و هم یک مانع برای انتقال انرژی از جمله در حوزه انرژی های تجدیدپذیر خواهند بود. شبکه‌های مویرگی امکان گسترش سریع ظرفیت انرژی های تجدیدپذیر از جمله خورشیدی و بادی را در سال های اخیر فراهم کرده‌اند، اما بسیاری از شبکه‌های ملی اکنون در شرایطی هستند که بدون ارتقا یا گسترش آنها نمی‌توان اتصالات بیشتری ایجاد کرد. اگر قرار باشد روند فعلی تولید انرژی های تجدیدپذیر ادامه یابد، سطح سرمایه‌گذاری سالانه باید بیشتر شود.

مجموع طول کل شبکه‌های انتقال و توزیع در سطح جهان به حدود 86 میلیون کیلومتر می‌رسد، فاصله‌ به اندازه‌ای است که سیاره را بیش از 2100 بار محاصره کند. شبکه انتقال شامل شش میلیون کیلومتر خطوط فشار قوی (بیش از 70 کیلوولت) است. در مقایسه، شبکه توزیع بسیار بزرگتر متشکل از حدود 8 میلیون کیلومتر خط فشار متوسط ​​(10 تا 70 کیلوولت) و شبکه عظیمی از خطوط فشار ضعیف (کمتر از 10 کیلوولت) است که حدود 72 میلیون کیلومتر را طی می‌کند و به خانوارها می‌رسد.

قرار است در کل دنیا برای تامین منابع مورد نیاز از جمله در حوزه انرژی های تجدیدپذیر، طول شبکه تا سال 2030 به 104 میلیون کیلومتر و تا سال 2050 به 140 میلیون کیلومتر افزایش یابد. آسیا قرار است در این دهه بیش از نیمی از سهم جهانی را به خود اختصاص دهد و چین و هند به عنوان اولین و سومین مصرف‌کنندگان بزرگ برق جهان در این راه پیشتاز هستند.

میزان سرمایه‌گذاری شبکه جهانی چقدر است؟

پیش‌بینی می‌شود که سرمایه‌گذاری‌های شبکه جهانی در سال جاری به ۳۷۴ میلیارد دلار برسد و چین حدود ۳۰ درصد از کل سرمایه‌گذاری‌ها را به خود اختصاص دهد. آسیا در سرمایه‌گذاری‌های توسعه شبکه پیشرو خواهد بود، اما مناطق دیگر در تلاش هستند تا همگام با افزایش ظرفیت انرژی های تجدیدپذیر پیش بروند.

قانون سرمایه‌گذاری زیرساخت و مشاغل آمریکا (IIJA) شامل ۶۵ میلیارد دلار برای ارتقا و گسترش زیرساخت‌های برق ملی است، در حالی که کمیسیون اروپا در اواخر نوامبر ۲۰۲۳ طرح اقدام برای شبکه‌ها را راه‌اندازی کرد و خواستار ۶۲۶ میلیارد دلار سرمایه‌گذاری بین سال‌های ۲۰۲۰ تا ۲۰۳۰ شد.

کمیسیون و بانک سرمایه‌گذاری اروپا (EIB)نیز در حال بررسی چگونگی تسهیل تامین مالی برای حمایت از این سرمایه‌گذاری‌های مهم شبکه‌ای از جمله در حوزه انرژی های تجدیدپذیر هستند.

در بریتانیا، شبکه ملی با سرمایه‌گذاری بیش از ۲۰ میلیارد دلار در ارتقا بین سال‌های ۲۰۲۲ تا ۲۰۲۶، برای اولین بار در چند دهه گذشته، برنامه عملیاتی برای نوسازی شبکه خود را راه‌اندازی کرد.

چالش‌های گسترش سریع شبکه برق

گسترش سریع شبکه برق نیازمند حجم عظیمی از مواد خام به ویژه مس و آلومینیوم خواهد بود. مس عمدتا به عنوان رسانا در توزیع زیرزمینی، انتقال و کابل‌های زیر دریا استفاده می‌شود، در حالی که خطوط هوایی از آلومینیوم استفاده می‌کنند. اگرچه آلومینیوم عمدتا در خطوط هوایی استفاده می‌شود، اما می‌تواند به عنوان یک رسانا در خطوط زیرزمینی جایگزین شود.

انتظار می‌رود تقاضا برای مس و آلومینیوم تا پایان دهه حدود ۴۰ درصد افزایش یابد، اما شبکه‌ها محرک اصلی نیستند. این مواد همچنین برای هزاران کاربرد دیگر در صنایع ساخت وساز، حمل‌ونقل، انرژی های تجدیدپذیر و محصولات مصرفی حیاتی هستند. شبکه‌ها تنها حدود ۱۴ درصد از تقاضای مس در سطح جهان یا حدود ۴ میلیون تن در سال ۲۰۲۴ را تشکیل می‌دهند.

افزایش طول شبکه برای پشتیبانی از تولید برق و انرژی های تجدیدپذیر متناوب و از راه دور و اتصال به مناطق صنعتی، تجاری و مسکونی جدید ضروری است، اما جایگزین‌هایی برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد برق نیز وجود دارد.

اجرای ذخیره‌سازی باتری در مقیاس بزرگ، می‌تواند مشکلات متناوب مرتبط با انرژی های تجدید پذیر را برطرف کند، میانگین بارهای شبکه را افزایش و نیاز به خطوط جدید را کاهش دهد. تعمیرات اساسی و ارتقاء شبکه موجود، ظرفیت هر کیلومتر را افزایش می‌دهد و دیجیتالی شدن می‌تواند با حل مسائل انعطاف‌پذیری ظرفیت را آزاد کند. در عین حال، منابع انرژی های تجدیدپذیر توزیع شده مانند انرژی خورشیدی روی پشت بام می‌تواند نیاز به خطوط جدید را کاهش دهد. آنچه واضح است این است که زیرساخت شبکه کنونی جهان نیازهای سیستم انرژی آینده را برآورده نمی‌کند.

اکنون فرآیندهای پر پیچ و خم صدور مجوز در بسیاری از کشورها از جمله آمریکا و بریتانیا باعث ایجاد تنگناها شده است. اتخاذ راه.حل‌های ذخیره‌سازی باتری در مقیاس بزرگ و دیجیتالی شدن شبکه می‌تواند برخی از مسائل مربوط به شدت شبکه را برطرف کند، اما برقی شدن جامعه، توجه و تلاش بیشتری را برای ساده کردن چارچوب‌های نظارتی و تشویق سرمایه‌گذاری‌ها در حوزه برق و  انرژی های تجدیدپذیر جلب می‌کند تا شبکه‌ها بتوانند به جای نقش بازدارندگی در انتقال انرژی، تقویت‌کننده آن باشند.

اخبار حوزه محیط زیست و تغییرات اقلیمی را در صفحه اقتصاد سبز تجارت‌نیوز بخوانید.