شبكة الطاقة البريطانية تراهن على "الحذافات" لضمان استمرار التيار الكهربائي

أ ف ب | ليفربول

يراهن مشغل الطاقة في بريطانيا على تقنية قديمة لضمان مستقبل شبكته الكهربائية، مع إغلاق محطات الطاقة التقليدية التي كانت تساعد في استقرار الشبكة واستبدالها بأنظمة الطاقة المتجددة.

لطالما استُخدمت الأجهزة المعدنية الدوارة المعروفة باسم "الحذافات" (flywheels) لقرون لتوفير القصور الذاتي - أي المقاومة للتغيرات المفاجئة في الحركة - للعديد من الآلات، بدءاً من عجلة الخزاف وصولاً إلى المحرك البخاري.

ويتطلع مشغلو الشبكات الآن إلى هذه التقنية لإضافة القصور الذاتي إلى أنظمة الكهرباء التي تعتمد بكثافة على الطاقة المتجددة، وذلك لمنع انقطاع التيار الكهربائي مثل ذلك الذي ضرب إسبانيا والبرتغال هذا العام.

في شبكة الكهرباء، يتم توفير القصور الذاتي عادةً بواسطة مولدات دوارة كبيرة موجودة في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم والغاز، مما يساعد في الحفاظ على تردد ثابت من خلال تخفيف التقلبات في العرض والطلب.

لكن مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لا تضيف قصوراً ذاتياً إلى الشبكة، وعادة لا يمكنها المساعدة في قضايا أخرى، مثل التحكم في الجهد الكهربائي.

ويمكن للحذافات محاكاة القصور الذاتي الدوراني لمولدات محطات الطاقة، حيث تدور بشكل أسرع أو أبطأ للاستجابة للتقلبات.

وأوضح ديفيد براي شو، أستاذ علوم المناخ في جامعة ريدينغ في إنجلترا، أنه بدون التوربينات الدوارة، "يكون النظام أكثر عرضة للتقلبات مما كان عليه في السابق".

وقال براي شو لوكالة فرانس برس: "مع وصولنا إلى مستويات أعلى من أي وقت مضى من الطاقة المتجددة، سيتعين علينا التفكير في هذا الأمر بعناية أكبر".

الحذافات والبطاريات

شهدت شبه الجزيرة الأيبيرية، التي تعتمد على حصة كبيرة من الطاقة المتجددة، انقطاعاً في التيار الكهربائي في 28 أبريل بعد أن عجزت شبكتها عن استيعاب ارتفاع مفاجئ في الجهد وانحرافات في التردد.

ومنذ ذلك الحين، وجهت الحكومة الإسبانية أصابع الاتهام إلى محطات الطاقة التقليدية لفشلها في التحكم في مستويات الجهد.

وقد يكون هذا بمثابة جرس إنذار مشابه لانقطاع التيار الكهربائي عام 2019 الذي أغرق أجزاء من بريطانيا في الظلام بعد انخفاض في تردد الشبكة.

دفع ذلك الانقطاع مشغل الطاقة البريطاني (NESO) إلى إطلاق ما أسماه برنامجاً "الأول من نوعه في العالم" للتعاقد على مشاريع تثبيت الشبكة.

يمكن للحذافات والبطاريات إضافة قصور ذاتي اصطناعي إلى الشبكة، لكن أستاذ الهندسة كيث بولين يقول إن الحذافات الفولاذية يمكن أن تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة وأكثر متانة من بطاريات الليثيوم أيون.

وقال بولين، الأستاذ في جامعة سيتي سانت جورج بلندن ومدير شركة "ليفيستور" الناشئة للحذافات: "لا أقول إن الحذافات هي التقنية الوحيدة، لكنها قد تكون تقنية مهمة جداً جداً".

وحذر بولين من أن الشبكة ستصبح في السنوات المقبلة أكثر عرضة لعدم الاستقرار بسبب الطلب المتزايد والمتقلب.

ومع ربط السيارات الكهربائية والمضخات الحرارية ومراكز البيانات المستهلكة للطاقة بالشبكة، "سيكون لدينا المزيد من أحمال الصدمات... التي تعمل الحذافة على تخفيفها".

قصور ذاتي خالٍ من الكربون

كان مشروع "Greener Grid Park" التابع لشركة "ستاتكرافت" النرويجية في ليفربول أحد المشاريع التي تعاقدت معها NESO للحفاظ على استمرار التيار الكهربائي.

يعمل المشروع منذ عام 2023، ويقع على مرمى حجر من موقع محطة طاقة سابقة تعمل بالفحم كانت تهيمن على المدينة الإنجليزية الشمالية لمعظم القرن العشرين.

ولكن الآن، بدلاً من التوربينات البخارية، تدور حذافتان عملاقتان تزن كل منهما 40 طناً (40,000 كيلوغرام) في موقع "ستاتكرافت"، الذي يوفر واحد بالمائة من القصور الذاتي اللازم للشبكة في إنجلترا واسكتلندا وويلز.

يتم توصيل كل حذافة بمعوض متزامن، وهو آلة دوارة تعزز القصور الذاتي وتوفر خدمات التحكم في الجهد في منطقة ليفربول.

وقال غاي نيكولسون، رئيس حلول الشبكات الخالية من الكربون في "ستاتكرافت": "نحن نوفر هذا القصور الذاتي دون حرق أي وقود أحفوري، ودون خلق أي انبعاثات كربونية".

ووفقاً لـ NESO، كان هناك 11 مشروعاً مشابهاً للمعوضات المتزامنة والحذافات تعمل في بريطانيا بحلول عام 2023، مع التعاقد على المزيد منها.

"ليست سريعة بما يكفي"

صرح متحدث باسم وزارة أمن الطاقة وصافي الانبعاثات الصفرية لوكالة فرانس برس بأن الحكومة "تعمل بشكل وثيق مع شركائنا في الصناعة الذين يطورون تقنيات رائدة عالمياً، بما في ذلك الحذافات والمعوضات الثابتة والمتزامنة، بينما نقوم بإصلاح نظام الطاقة".

لكن نيكولسون حذر قائلاً: "نحن لا نبنيها بالسرعة الكافية لإزالة الكربون من الشبكة".

وتهدف بريطانيا إلى تشغيل الشبكة بالطاقة النظيفة بنسبة 95 بالمائة من الوقت بحلول عام 2030، قبل التحول الكامل إلى الطاقة المتجددة في العقد التالي.

وقال نيكولسون: "في الوقت الحالي... لا يمكننا حتى القيام بذلك لمدة ساعة واحدة".

وأوضح أنه حتى عندما يتم توليد طاقة شمسية ورياح كافية، "لا يزال يتعين علينا تشغيل توربينات الغاز للحفاظ على استقرار الشبكة".

ومع ذلك، يبدو أن بريطانيا وأيرلندا المجاورة تسبقان المنحنى في شراء التكنولوجيا لتثبيت الشبكات التي تعتمد بكثافة على الطاقة المتجددة.

وقال نيكولسون: "في بريطانيا العظمى وأيرلندا، يقود مشغلو النظام الطريق من خلال التعاقد على هذه الخدمات. أما في القارة الأوروبية، فلم يكن هناك نفس الدافع لذلك".

وأضاف: "أعتقد أن هذه الأمور مدفوعة بالأحداث. لذا، فإن انقطاع التيار الكهربائي في إسبانيا سيؤدي إلى التغيير".