المصدر: .energy.gov
يتحمل مشغلو نظام النقل الكهربائي مسؤولية نقل الطاقة من مصدرها إلى العملاء على المستوى الإقليمي أو الوطني. قبل توصيل الطاقة من المصدر بالشبكة الكهربائية ، يجري المشغلون سلسلة من دراسات التأثير التي تحدد معدات النقل الجديدة أو الترقيات التي قد تكون مطلوبة.
تُعرف قوائم المشاريع في هذه العملية باسم "قوائم انتظار الترابط". يعد الدخول في قائمة انتظار الترابط مجرد خطوة واحدة من عدة خطوات في عملية تطوير الطاقة المتجددة. يجب أن يكون لدى مطوري المشروع أيضًا اتفاقيات مع ملاك الأراضي والمجتمعات ومشتري الطاقة وموردي المعدات والممولين ، وقد يحتاجون إلى تعزيز البنية التحتية لشبكة النقل المحلية الخاصة بهم.
يوجد الآن أكثر من 1300 جيجاوات (GW) من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والبطارية التي تسعى إلى الربط البيني للشبكة ، لكن هذه المشاريع تواجه أوقات انتظار طويلة ، وفي كثير من الحالات ، تكاليف عالية للترقية والاتصال بنظام الشبكة.
مساعدة موارد الطاقة المتجددة على الاتصال بالشبكة
دخلت وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) في شراكة مع فرق بحثية من مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني (PNNL) ، ومختبر لورانس بيركلي الوطني (LBNL) ، والمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) لإطلاق مبادرة جديدة - ابتكار التوصيل البيني الإلكتروني - Xchange (i2X). تم تصميم هذه المبادرة لمساعدة موارد الطاقة النظيفة على الاتصال بالشبكة ، مما سيعزز موثوقية الشبكة الشاملة وتحسين المنافسة في السوق والوصول إلى النقل والتوزيع.
يجمع برنامج i2X بين الشركاء لتطوير حلول للتوصيل البيني الأسرع والأبسط والأكثر عدلاً لموارد الطاقة النظيفة مع تعزيز موثوقية الشبكة الكهربائية وأمانها ومرونتها. سيتم تحقيق ذلك من خلال منصة مشاركة أصحاب المصلحة ، وتحسين البيانات والتحليلات ، وتطوير خارطة الطريق ، والمساعدة الفنية.
يهدف برنامج i2X إلى:
حل المشكلات الأساسية المحيطة بالربط البيني للشبكات ، مثل نقص البيانات ونقص القوى العاملة الماهرة والحواجز الإدارية التي تؤدي إلى إجراءات اتصال غير فعالة
تقديم المساعدة الفنية للشركاء لتطوير حلول لقضايا الربط البيني الإقليمية والولائية والمحلية المحددة ، مما يساعد على توصيل المزيد من الطاقة النظيفة بالشبكة وخفض التكاليف للمستهلكين والأسر
- معالجة أوجه عدم المساواة الناجمة عن الترابط بما يتماشى مع مبادرة Justice40 لإدارة بايدن.
تجمع مبادرة التبادل الإلكتروني للابتكار في الترابط (i2X) أصحاب المصلحة المتنوعين المشاركين في الربط البيني لموارد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وتخزين الطاقة لتسهيل تعلم الأقران وتبادل المعرفة وإلهام أفكار وقدرات جديدة للربط البيني.
زيادة كمية الطاقة التي تسعى إلى ربط الإرسال
زاد إجمالي سعة الطاقة التي تسعى إلى ربط الإرسال البيني بشكل كبير خلال العقد الماضي ، ووصل إلى ذروته في نهاية عام 2021 عند حوالي 1.4 تيراواط (TW) ، وهو أكبر من قدرة التوليد الحالية للولايات المتحدة والتي تبلغ 1.2 تيراواط وأعلى تيراواط كاملة من قائمة الانتظار في 2010.
قال جوزيف راند ، كبير مساعدي الهندسة العلمية في مختبر بيركلي: "الحجم الهائل لطاقة الطاقة النظيفة في قوائم الانتظار رائع". "إنه يشير إلى أن هناك تحولًا كبيرًا جاريًا ، حيث تلعب الطاقة الشمسية والتخزين دورًا رائدًا."
اعتبارًا من نهاية عام 2021 ، استحوذت الطاقة الشمسية على أكبر حصة من قدرة التوليد في قوائم الانتظار (676 جيجاوات) ، ولكن تم تطبيق سعة الرياح الكبيرة (247 جيجاواط) أيضًا للربط البيني. تمثل سعة طاقة الرياح البحرية في قوائم الانتظار (77 جيجاواط) أكثر من ضعف هدف إدارة بايدن وهو 30 جيجاوات المثبتة بحلول عام 2030 ، على الرغم من أن مشاريع طاقة الرياح البحرية المقترحة قد تواجه تحديات ربط ناتجة عن الافتقار إلى البنية التحتية الحالية. ازداد اهتمام المطورين بتخزين الكهرباء في السنوات الأخيرة ، حيث تضاعفت السعة في قوائم الانتظار في عام واحد فقط ، لتصل إلى 427 جيجاوات.
يشير راند إلى أن كمية الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والتخزين في قوائم الانتظار اليوم هي تقريبًا نفس الكمية المطلوبة للوصول إلى 80 في المائة من الكهرباء في الولايات المتحدة من موارد خالية من الكربون بحلول عام 2030. وقد وضع الرئيس بايدن أهدافًا طموحة لخلق تلوث كربوني - قطاع كهرباء خالٍ بحلول عام 2035 واقتصاد خالٍ من الانبعاثات الصفرية بحلول عام 2050 على الأكثر لمكافحة تغير المناخ.
وقال راند: "تشير الاتجاهات في قوائم انتظار الترابط هذه إلى أن المطورين حريصون على تلبية هذا الطموح ، على الرغم من أنهم قد يواجهون بعض الرياح المعاكسة".
وينطبق هذا أيضًا على مشاريع الطاقة المتجددة المتصلة بشبكات التوزيع المحلية.
قال الدكتور روبرت ويلز ، عضو مجلس إدارة شركة طاقة الرياح الموزعة: "أشار المختبر الوطني للطاقة المتجددة إلى أن توليد طاقة الرياح الموزعة" خلف المتر "يمكن أن يوفر أكثر من 1400 جيجاوات من السعة في عام 2035 إذا تم تبسيط متطلبات تحديد الموقع والربط البيني". اقتران ترتبط أنظمة طاقة الرياح الموزعة خلف العداد بالشبكة من جانب العميل وتولد الكهرباء لتستخدمها المنازل أو المباني في الموقع. "في الوقت الحالي ، يواجه القائمون على تركيب طاقة الرياح الموزعة العديد من الحواجز التي تحول دون التثبيت وليس لديهم أي ملاذ أو مسار للحل عند مواجهة مشكلات التوصيل البيني. وترى جمعية طاقة الرياح الموزعة أن برنامج i2X هو وسيلة إيجابية للمضي قدمًا في قطاع الطاقة النظيفة المهم للغاية هذا. "
التحديات المتزايدة تسلط الضوء على الحاجة إلى تحسين العمليات
لا يمكن للتكاليف والإجراءات الحالية للاتصال بالشبكة أن تستوعب الزيادة السريعة في مشاريع الطاقة النظيفة ، مما يؤدي إلى فترات انتظار طويلة للتوصيل البيني ، والعديد من المشاريع تنسحب من قوائم انتظار التوصيل البيني قبل اكتمالها ، وعدم اليقين بالنسبة لمطوري المشروع.
ومع استثمارات الطاقة النظيفة في كل من قانون البنية التحتية للحزبين وقانون الحد من التضخم ، ستنضم المزيد من مصادر الطاقة النظيفة إلى قائمة الانتظار لتكامل الشبكة.
تشير معدلات السحب وأوقات الانتظار في قوائم الانتظار إلى تزايد تحديات الترابط والإرسال وتسلط الضوء على الحاجة إلى تحسين العمليات المؤسسية. في يوليو 2021 ، أصدرت اللجنة الفيدرالية لتنظيم الطاقة (FERC) إشعارًا متقدمًا لوضع القواعد المقترحة لدراسة ومعالجة العديد من هذه المشكلات ، يليه إشعار بوضع القواعد المقترحة (NOPR) يركز على تخطيط النقل في أبريل 2022 و NOPR الثاني يركز بشأن إصلاحات ربط المولدات الكهربائية في يونيو 2022.
بالتعاون مع مؤسسات i2X المشاركة ، سيقوم خبراء من مكاتب تقنيات طاقة الرياح والطاقة الشمسية التابعة لوزارة الطاقة و PNNL و NREL و LBNL بتطوير خارطة طريق لمدة 5- عام تحدد الأهداف وتحدد فجوات البحث ومعايير النجاح.
ومن المتوقع أن تساهم هذه الجهود في إعلام واستكمال إجراءات FERC NOPR وجهود الرابطة الوطنية لمفوضي المرافق التنظيمية لإبلاغ ومساعدة المنظمين في الولاية.
وقال راند: "لدينا القدرة على تلبية هدف إدارة بايدن هاريس المتمثل في إنشاء شبكة كهرباء خالية من الكربون بحلول عام 2035 إذا قمنا بتسخير مواردنا الحالية من الطاقة المتجددة بشكل استراتيجي". "الدعم من قانون البنية التحتية للحزبين وقانون خفض التضخم ، جنبًا إلى جنب مع الأهداف الطموحة لبورصة i2X ، يمكن أن يسرع رحلتنا إلى مستقبل الطاقة النظيفة."
