تحول الطاقة: إزالة الكربون من الطاقة في عام 2022

في عالم اليوم، أصبحت الطاقة ضرورة أساسية للحياة. لقد تطورت الكهرباء باعتبارها حاجة إنسانية أساسية ليس فقط للبشر ولكن أيضًا للمدارس والمستشفيات والشركات والمؤسسات والمدن والصناعات. أصبحت الكهرباء عاملا أساسيا في التمييز بين الاقتصادات المتقدمة والنامية، حيث لا يزال أكثر من 850 مليون شخص يعيشون بدونها، وفقا لما ذكرته وكالة الطاقة الدولية. إن العيش بدون طاقة وكهرباء ليس أقل من لعنة على المجتمع. ومن شأن غيابهم أن يزيد من تفاقم حالة النضال بالنسبة للمحرومين منهم. ومع ذلك، يمكن لأولئك الذين يحصلون على الكهرباء والطاقة أن يتخيلوا حياتهم دون مكيفات الهواء؟ هل يمكنهم أن يتخيلوا كيف سيكون الأمر بدون الإنترنت؟ فهل لهم أن يتخيلوا كيف ستتعطل المؤسسات في ظل غياب الكهرباء؟ اعتبارًا من الآن، فإن الإجابة على كل سؤال تفوق الخيال.

مع ارتفاع عدد السكان في جميع أنحاء العالم، فإن الطلب على الطاقة يرتفع بمعدل غير مسبوق. ومع ذلك، مع تزايد الطلب، تتجه الاقتصادات نحو اعتماد أهداف مستدامة. تركز الصناعات على إزالة الكربون من عملياتها. وتهدف الحكومات إلى خلق بيئة خالية من الكربون. وتلعب الشركات العالمية دوراً حيوياً هنا، ولكن يتعين على صناع السياسات أن يأخذوا زمام المبادرة وأن يعملوا على خلق البيئة المناسبة لتشجيع الإبداع والاستثمار في السعي إلى تحقيق مستقبل الطاقة المستدامة. الاستدامة الحقيقية تحقق التوازن بين الاقتصاد والبيئة والمجتمع. ارتفعت مساهمة الطاقة المتجددة في توليد الكهرباء في جميع أنحاء العالم إلى 26٪ في عام 2018، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية (IEA). ومع ذلك، فإن الواقع هو أن نظام الطاقة اليوم لا يزال يعتمد على الوقود الأحفوري. ولا تزال هناك حاجة إلى الفحم والغاز والنفط والطاقة النووية لتلبية الطلب العالمي على الطاقة.

الشكل 1: زيادة توليد الكهرباء المتجددة حسب التكنولوجيا والبلد والمنطقة، 2020-2021

المصدر: وكالة الطاقة الدولية

في حين أن الصين ستظل أكبر سوق للطاقة الشمسية الكهروضوئية، فإن التوسع في الولايات المتحدة سيستمر بسبب استمرار المساعدة التشريعية الفيدرالية وعلى مستوى الولاية. بعد الانخفاض الكبير في إضافات قدرة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الجديدة في عام 2020 بسبب التأخيرات المرتبطة بفيروس كورونا، من المتوقع أن ينتعش سوق الطاقة الكهروضوئية في الهند بسرعة في عام 2022. بالإضافة إلى الدعم الحكومي القوي لتطبيقات الطاقة الشمسية الكهروضوئية الموزعة في البرازيل وفيتنام تقودان السوق. ومن المتوقع أن يتوسع توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية الكهروضوئية بمقدار 145 تيراواط/ساعة، أو أكثر من 18%، على مستوى العالم بحلول عام 2022، ليقترب من 1000 تيراواط/ساعة. ومن المتوقع أن تكون هناك زيادة في توليد الطاقة الكهرومائية في عام 2022 نتيجة لمزيج من التحسن الاقتصادي وإضافات القدرات الجديدة من المشاريع الصينية الكبيرة.

تلعب المواد الكيميائية المتجددة دورًا مهمًا في عملية تحول الطاقة. يركز عدد متزايد من الصناعات الصغيرة والكبيرة الحجم على تطبيق المواد الكيميائية المتجددة مباشرة من نقطة الدخول لبناء اقتصاد حيوي. اغتنمت أبحاث سوق Data Bridge هذه الفرصة السوقية لإعداد تقرير مفصل عن سوق المواد الكيميائية المتجددة العالمية. بلغت قيمة سوق المواد الكيميائية المتجددة العالمية 98.00 مليار دولار أمريكي في عام 2021، ومن المتوقع أن تصل إلى 224.71 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2029، مسجلاً معدل نمو سنوي مركب قدره 10.93٪ في الفترة 2022-2029. BASF SE (ألمانيا)، شركة Mitsubishi Chemical Holdings Corporation (اليابان)، DAIKIN (اليابان)، 3M (الولايات المتحدة)، Braskem (البرازيل)، Corbion NV (هولندا)، NatureWorks LLC (الولايات المتحدة)، Amyris (الولايات المتحدة)، DuPont (الولايات المتحدة) هم بعض من اللاعبين الرئيسيين العاملين في هذا السوق.

لمعرفة المزيد عن الدراسة، قم بزيارة: https://www.databridgemarketresearch.com/reports/global-renewable-chemicals-market

الشكل 2: زيادة توليد الكهرباء المتجددة حسب التكنولوجيا، 2019-2020 و2020-2021

المصدر: وكالة الطاقة الدولية

ومن المتوقع أن تحقق طاقة الرياح أعلى نمو في الطاقة المتجددة، بزيادة قدرها 275 تيراواط/ساعة، أو أكثر من 17%، مقارنة بمستويات عام 2020. نظرًا للمواعيد النهائية للسياسات في الصين والولايات المتحدة، أكمل المطورون قدرًا قياسيًا من القدرات في الربع الأخير من عام 2020، مما أدى إلى ارتفاع كبير في توليد الطاقة في الشهرين الأولين من عام 2021. ومن المتوقع أن تولد الصين 600 تيراواط/ساعة في الفترة 2021-2022، في حين ستنتج الولايات المتحدة 400 تيراواط في الساعة، وهو ما يمثل أكثر من نصف إنتاج طاقة الرياح في جميع أنحاء العالم.

لمحة:

• تُعرف عملية خفض انبعاثات الغازات الدفيئة إلى "الصفر" باسم تحول الطاقة (أي حيث تعمل إزالة الانبعاثات من الغلاف الجوي على موازنة الانبعاثات المتبقية)
• يتم إحراز تقدم تشتد الحاجة إليه، لكن إطار البنية التحتية الأساسي الذي يهدف إلى إزالة الكربون من الطاقة سيستغرق وقتًا
• اعتمادًا على الظروف والموارد والمتطلبات الخاصة بكل دولة ونظام الطاقة الخاص بها، سيكون الطريق إلى حل تحول الطاقة مختلفًا
• في حين أن مصادر الطاقة المتجددة أصبحت أكثر انتشارًا وستلعب دورًا متزايد الأهمية في مزيج الطاقة المستقبلي، إلا أنها متقطعة بطبيعتها ولا يمكنها دائمًا توفير طاقة مستمرة. ومن المتوقع أن يتعايش الوقود الأحفوري ومصادر الطاقة المتجددة في المستقبل المنظور.
• لن يتمكن الناس من الحصول على كهرباء موثوقة وغير مكلفة إذا تخلصنا من أنظمة توليد الطاقة القديمة قبل استبدالها بشكل مناسب. وبالتالي، فهذه مشكلة معقدة لا يمكن حلها بالجهود الفردية.

تحول الطاقة كمشكلة معقدة

نعم، إن تحول الطاقة مشكلة معقدة تنطوي على العديد من الشكوك والأبعاد. إن حرق الوقود الأحفوري للحصول على الطاقة هو المصدر الرئيسي لانبعاثات الغازات الدفيئة. مطلوب تقليل استخدام الوقود الأحفوري في كل من قطاع الطاقة (الذي يولد الكهرباء) والمعدات التي تعمل بالطاقة مباشرة، مثل البنزين في السيارات أو غلايات الغاز في المنازل، كجزء من تحول الطاقة. ويمكن استخدام مصادر الطاقة المنخفضة أو الخالية من الكربون، مثل مصادر الطاقة المتجددة أو الطاقة النووية، لتحل محل الوقود الأحفوري. وحيثما لا يمكن القضاء على الوقود الأحفوري بشكل كامل، يجب احتجاز انبعاثات الغازات الدفيئة من المصدر، ولكن هذا ممكن فقط بالنسبة للمصادر الكبيرة للانبعاثات، مثل محطات توليد الطاقة أو الصناعة.

يعد التحول في مجال الطاقة أحد أصعب المهام التي تواجه الحضارات الصناعية اليوم، حيث ينطوي على تغيرات اجتماعية وتكنولوجية واسعة النطاق على مدى عدة عقود. وضعت العديد من المنظمات الحكومية، ولا سيما لجنة تغير المناخ، خططًا تفصيلية لتحقيق اقتصاد خالٍ من الانبعاثات بحلول عام 2050 في المملكة المتحدة. ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير من الغموض فيما يتعلق بالمسار الدقيق لإزالة الكربون.

يتفق معظم الخبراء على أنه لا يوجد مزيج مثالي أو عالمي للطاقة. ولا يوجد حل واحد يناسب الجميع يمكن اعتماده عالميا. وحتى لو كان هدف قمم المناخ الدولية هو تحديد أهداف عالمية رئيسية، فإن كل دولة أو مجموعة لديها منظورها الخاص لتحول الطاقة. تتأخر تحولات الطاقة لأن أنظمة الطاقة تفتقر إلى الزخم. من المستحيل تحقيق تحولات الطاقة دون التكنولوجيا المدمرة والتحولات الجذرية في سلوك المستهلك. ومن ناحية أخرى، عملت وكالة الطاقة الدولية على سيناريوهات عالمية وشددت على الحاجة إلى التحرك بسرعة ــ بحلول عام 2050 ــ إذا كان للبشر أن يحافظوا على متوسط ​​ارتفاع درجة الحرارة العالمية عند 1.5 درجة مئوية بحلول نهاية هذا القرن. ولذلك، بدلاً من هذه الرؤية، التي لم يتم وضعها بأي حال من الأحوال في إطار خطة عالمية، فإن خطة العمل قد تختلف من بلد إلى آخر.

وحتى عام 2025، يمكن للوباء أن يغير أولوية السياسات والميزانيات الحكومية، بالإضافة إلى قرارات الاستثمار الخاصة بالمطورين وتوافر التمويل. وهذا يزيد من حالة عدم اليقين في الصناعة التي كانت تتطور بسرعة خلال السنوات الخمس الماضية. وفي الوقت نفسه، تنفذ العديد من البلدان برامج تحفيز كبيرة لمساعدة اقتصاداتها على التعافي من الانكماش الاقتصادي الحالي. وقد تنطبق بعض أساليب التحفيز هذه على الطاقة المتجددة. ووفقا للوكالة الدولية للطاقة، ينبغي للحكومات أن تنظر في الفوائد البنيوية المترتبة على مصادر الطاقة المتجددة الأكثر قدرة على المنافسة، مثل التنمية الاقتصادية وخلق فرص العمل، في حين تعمل في الوقت نفسه على خفض الانبعاثات وتشجيع الإبداع التكنولوجي.

إن تحول الطاقة من الوقود الأحفوري إلى إنتاج طاقة أكثر استدامة لن يحدث بين عشية وضحاها. ويجب أن تكون عملية الإزالة تدريجية وأن تتم إدارتها بعناية لضمان استقرار الشبكة ومرونتها وكفاءتها. إن الكهرباء هي المفتاح لتحقيق هذا التغيير: الاستعاضة تدريجيا عن التكنولوجيا القائمة على الوقود الأحفوري بالتكنولوجيات القائمة على الطاقة المتجددة في جميع القطاعات، من الطبخ المنزلي إلى التدفئة إلى النقل. وسيساعد ذلك في خفض تلوث الهواء في المدن، وستتحسن كفاءة استخدام الطاقة بشكل كبير نتيجة لرقمنة الشبكة.

الطاقة المتجددة والوباء

ومن أجل تلبية حصة سيناريو الوكالة الدولية للطاقة الصفرية التي تزيد عن 60% بحلول عام 2030، يجب توسيع الطاقة المتجددة بشكل كبير. وزاد توليد الكهرباء المتجددة بنسبة 7% في عام 2020، حيث شكلت تقنيات الرياح والطاقة الشمسية الكهروضوئية حوالي 60% من النمو. وشكلت مصادر الطاقة المتجددة نحو 29% من توليد الكهرباء عالميا في عام 2020، بزيادة قدرها نقطتين مئويتين عن العام السابق. ومع ذلك، فإن السبب الأساسي لهذا السجل هو انخفاض الطلب على الكهرباء بسبب تباطؤ النشاط الاقتصادي والتنقل بسبب فيروس كورونا. ولتحقيق صافي الانبعاثات الصفرية بحلول عام 2050، يجب أن تزيد حصة السيناريو التي تزيد عن 60% من التوليد بحلول عام 2030، بشكل كبير.

الشكل 3: حصة الطاقة المتجددة والكربون المنخفض في توليد الطاقة في سيناريو الصفر الصافي، 2000-2030

المصدر: وكالة الطاقة الدولية

ويظهر الرسم البياني أن التوليد السنوي يجب أن يرتفع بنحو 12% في المتوسط ​​بين عامي 2021 و2030، أي ما يقرب من ضعف ما كان عليه في الفترة من 2011 إلى 2020. وعلى الرغم من الاضطرابات الاقتصادية الناجمة عن كوفيد-19، فإن استخدام مصادر الطاقة المتجددة فقط هو الذي زاد في قطاع الكهرباء. قطاع الطاقة المتجددة في عام 2020. وارتفع توليد الطاقة المتجددة بنسبة 7.1 في المائة (إلى مستوى مرتفع جديد قدره 505 تيراواط/ساعة)، أي حوالي ضعف متوسط ​​النسبة المئوية للنمو السنوي منذ عام 2010. وساهمت الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح بحوالي ثلث إجمالي نمو توليد الكهرباء المتجددة في عام 2020. ، حيث يمثل الماء 25% أخرى، والوقود الحيوي يمثل الباقي. وفي عام 2020، زادت حصة مصادر الطاقة المتجددة من إجمالي توليد الطاقة بنسبة قياسية بلغت نقطتين مئويتين. وشكلت الطاقة المتجددة 28.6% من إمدادات الكهرباء في جميع أنحاء العالم في عام 2020، وهي أعلى نسبة مسجلة على الإطلاق.

أبرز النقاط أثناء الوباء:

• وعلى الرغم من صعوبة التنقل والعقبات اللوجستية التي فرضتها أزمة كوفيد-19، ارتفعت إضافات القدرات المتجددة بأكثر من 46% في الفترة من 2019 إلى 2020، متجاوزة رقما قياسيا آخر. وكان هذا التوسع مدفوعًا بزيادة مذهلة بنسبة 192 بالمائة في توسعات طاقة الرياح العالمية
• وقد تم تعزيز هذه الزيادة القياسية من خلال زيادة بنسبة 25٪ في منشآت الطاقة الشمسية الكهروضوئية الجديدة إلى ما يقرب من 135 جيجاوات
• تكيفت صناعة الطاقة المتجددة بسرعة مع ظروف السوق الجديدة، مما سمح للمطورين بتشغيل منشآت جديدة في الصين والولايات المتحدة وفيتنام قبل المواعيد النهائية التشريعية
• وأكدت العديد من الحكومات، بما في ذلك حكومات الولايات المتحدة والصين والهند والاتحاد الأوروبي، عزمها على السعي إلى نشر أسرع للتكنولوجيا المتجددة طوال الأزمة، وهو ما من المتوقع أن يعزز التوسع في القدرات في السنوات المقبلة.
• وقد تعمل البلدان على زيادة حصة الاستثمار الملتزم بها في مجال الطاقة المتجددة في حزم التحفيز التي تهدف إلى إنعاش اقتصادها، وتعزيز اعتماد مصادر الطاقة المتجددة بشكل أكبر. وقد يستفيد هذا من الفوائد الهيكلية التي يمكن أن توفرها مصادر الطاقة المتجددة ذات الأسعار المعقولة، مثل خلق فرص العمل وآفاق التنمية الاقتصادية، مع خفض الانبعاثات وتحفيز الابتكار أيضًا.

تم استخدام آليات سياسية مختلفة لتشجيع اعتماد الطاقة المتجددة في مراحل مختلفة من النضج التكنولوجي. وتتمثل الاحتمالات في تغذية التعريفات أو العلاوات التي تفرضها الحكومة، ومعايير المحفظة المتجددة، والحصص، وبرامج الشهادات الخضراء القابلة للتداول، وصافي القياس، والإعفاءات الضريبية، والمنح الرأسمالية. تم إصدار بعض هذه الأدوات في نفس الوقت.

في الآونة الأخيرة، ازدادت شعبية مزادات المشتريات التنافسية المركزية لمصادر الطاقة المتجددة، وقد أثبتت فعاليتها في تحديد أسعار الطاقة المتجددة وإدارة تكاليف السياسات في العديد من البلدان، وخاصة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح. ومع ذلك، فإن تصميم مثل هذه السياسات وقدرتها على جذب الاستثمار والمنافسة يحدد مدى نجاحها في تحقيق أهداف النشر والتنمية.

أعدت Data Bridge Market Research تقريرًا مدروسًا عن سوق الزجاج الكهروضوئي الشمسي العالمي. بلغت قيمة سوق الزجاج الكهروضوئي الشمسي 4.42 مليار دولار أمريكي في عام 2021، ومن المتوقع أن تصل إلى 84.14 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2029، مسجلاً معدل نمو سنوي مركب قدره 30.80٪ في الفترة 2022-2029. تمثل "الوحدات الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون البلوري" أكبر شريحة من الوحدات في سوق الزجاج الكهروضوئي الشمسي نظرًا لكفاءتها العالية وعمليات التصنيع غير المعقدة. تعد Hecker Glastechnik GmbH & Co. KG (ألمانيا)، وENF Ltd. (ألمانيا)، وEmmvee Toughened Glass Private Limited (الهند)، وEuroglas GmbH (ألمانيا) بعضًا من الشركات العاملة في هذا السوق.

لمعرفة المزيد عن الدراسة، قم بزيارة: https://www.databridgemarketresearch.com/reports/global-solar-photovoltaic-glass-market

التكنولوجيات التي ستقود التحول في مجال الطاقة

لقد أدت أزمة الطاقة العالمية الحالية إلى زيادة الحاجة إلى تسريع برامج التحول إلى الطاقة النظيفة، مما يؤكد على الأهمية الحاسمة للطاقة المتجددة مرة أخرى. تؤدي سياسات ما قبل الأزمة إلى نمو أكبر في التوقعات المحدثة للكهرباء المتجددة. ورغم أن حالة عدم اليقين التي تلوح في الأفق تعمل على زيادة عدد العقبات، فإن التركيز المتجدد على أمن الطاقة ــ وخاصة في الاتحاد الأوروبي ــ يعمل على تحفيز زخم تشريعي غير مسبوق نحو زيادة كفاءة الطاقة وقابليتها للتجديد. وأخيرا، فإن ما إذا كان سيتم اعتماد وتنفيذ قواعد جديدة وأقوى في الأشهر الستة المقبلة سوف يحدد توقعات الطاقة المتجددة في عام 2023 وما بعده. وعلى الرغم من استمرار مشكلات سلسلة التوريد الناجمة عن الوباء، وتأخير البناء، وارتفاع أسعار السلع الأساسية للمواد الخام إلى مستويات قياسية، وصلت إضافات القدرات المتجددة السنوية إلى مستوى قياسي جديد في عام 2021، حيث ارتفعت بنسبة 6٪ إلى حوالي 295 جيجاوات. ونظرًا لارتفاع أسعار السلع الأساسية والشحن، من المرجح أن تظل تكاليف الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح أعلى في عامي 2022 و2023 مقارنة بمستويات ما قبل الوباء. ومع ذلك، فإن قدرتها التنافسية تتحسن بسبب الزيادات الكبيرة في أسعار الغاز الطبيعي والفحم. ومن المتوقع أن تنمو القدرة المتجددة بأكثر من 8% في عام 2022، لتصل إلى حوالي 320 جيجاوات. ومع ذلك، ما لم يتم تنفيذ قواعد جديدة بسرعة، سيظل النمو مستقرًا في عام 2023، نظرًا لأن التوسع في الطاقة الشمسية الكهروضوئية لن يكون قادرًا على التعويض بالكامل عن انخفاض الطاقة الكهرومائية والإضافات المستمرة لطاقة الرياح على أساس سنوي. يمكن تسريع معدل اعتماد الموارد والتكنولوجيات المتجددة باستخدام مجموعة من التقنيات. وتناقش هذه التقنيات بالتفصيل على النحو التالي:

الشكل 4: التقنيات التي يمكنها دفع عملية تحول الطاقة

1. المباني الذكية- للمباني تأثير كبير على كيفية تحقيق المؤسسات لأهدافها بطريقة مستدامة وتنافسية: فهي تؤثر على القوة المالية والسمعة، والقدرة على تقديم الخدمات، فضلاً عن رفاهية الموظفين وإنتاجيتهم. ونتيجة لذلك، يجب أن تعمل المباني على النحو الأمثل. يتم تجهيز المبنى الذكي بتكنولوجيا مترابطة تهدف إلى تحسين إدارة الطاقة وتسهيل حياة المستأجرين. وبفضل إنترنت الأشياء (IoT) والذكاء الاصطناعي، تخدم العديد من التطبيقات هذه الوظائف. المبنى الذكي، والمعروف أيضًا باسم المبنى الذكي، هو عبارة عن مجموعة من التقنيات التي تعمل معًا لضمان الكفاءة المثلى للطاقة.

مهم: العديد من المباني غير فعالة من حيث استخدام الطاقة وتساهم بشكل كبير في انبعاثات الكربون. اعتبارًا من فبراير 2020، كان حوالي 75% من مخزون المباني في الاتحاد الأوروبي غير فعال في استخدام الطاقة. لذلك لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه. وفقًا لتحليل Navigant لعام 2019، فإن 5% فقط من مبادرات المدن الذكية التي تمت دراستها ركزت بشكل أساسي على بناء الابتكار، في حين أن 13% فقط حظيت بمستوى معين من الاهتمام.

من الممكن الحصول على بيانات دقيقة عن استهلاك الطاقة الحقيقي للمستخدمين باستخدام أجهزة الاستشعار المتصلة. يمكن تنفيذ جهود فعالة لتحسين إدارة استخدام الطاقة في المباني مع تشجيع التحول إلى الطاقة المستدامة بيئيًا. يمكن للمباني الذكية أن توفر الحلول الصحيحة لتحقيق وفورات كبيرة في الطاقة، وهو أمر بالغ الأهمية نظرا لأن صناعة البناء والتشييد هي واحدة من أكثر الصناعات استهلاكا للطاقة.

على سبيل المثال، يمكن استخدام أجهزة الاستشعار لضبط درجة حرارة المساحة بناءً على إشغالها أو لتسهيل الصيانة عن طريق منع المعدات من التوقف فجأة.

مهم: وفقًا لشركة جارتنر، سيكون هناك أكثر من أربعة مليارات جهاز متصل بإنترنت الأشياء في المباني الذكية التجارية بحلول عام 2028. وستعمل البنى التحتية للاتصالات على تشغيلها، مع وضع شبكات الجيل الخامس وشبكة Wi-Fi عالية الكفاءة (6 أو 6E) في المقدمة والمرافق الذكية للطاقة والنفايات ، و الماء.

ولهذه التقنيات تأثير ملموس على المستخدمين، مما يؤدي إلى حياة يومية أكثر متعة. قد يؤدي ذلك إلى درجة حرارة ثابتة من غرفة إلى أخرى، مما يؤدي إلى جودة تدفئة استثنائية. ولهذه الصعوبات تداعيات مالية أيضا. يمكن لأصحاب المباني والمستأجرين توفير المال على فواتيرهم من خلال التحكم بشكل أفضل في استهلاك الطاقة. تعتبر المباني الذكية حلاً عالميًا لمشكلة هدر الطاقة والإفراط في استهلاكها من خلال تصميمها الذي يهدف إلى تنظيم استخدام الطاقة. في الواقع، البناء الذكي والتنمية المستدامة مفهومان مترابطان بشكل وثيق. أحد الأهداف الرئيسية لتحول الطاقة، الذي بدأ في عام 2015، هو مكافحة الاستهلاك المفرط. يمكن أن يساعدك تركيب أجهزة الاستشعار الذكية في شبكة الكهرباء (Smart Grids) على توفير المال على المدى الطويل. ويضمن تحسين صيانة المعدات، مثل أنظمة التهوية والإضاءة، أعلى مستويات الأداء في جميع الأوقات.

1. أنظمة الطاقة الموزعة (DES) - التكاليف وأمن الإمدادات وخفض ثاني أكسيد الكربون هي الاهتمامات الرئيسية الثلاثة التي تواجه الصناعات والمناطق التجارية والمباني الضخمة والمدن والمجتمعات. ومن الممكن تحويل هذه التحديات إلى متغيرات قابلة للحساب على المدى الطويل - في جميع القطاعات التجارية والصناعية - بمساعدة أنظمة وحلول الطاقة الموزعة المحلية. تستخدم الحلول مزيجًا محسنًا من موارد الطاقة الموزعة (DER) مثل الطاقة المتجددة، أو محطات التدفئة والطاقة المجمعة، أو أنظمة التخزين، وكلها مدعومة بإدارة متطورة للطاقة. تعد الطاقة كخدمة خيارًا إذا رغب المرء في الاستعانة بمصادر خارجية لإدارة الطاقة. وبينما يتطلع العالم إلى الابتعاد عن الوقود الكربوني ونحو الطاقة المتجددة (لمجموعة متنوعة من الأسباب، ليس أقلها عكس اتجاه تغير المناخ)، فإن الابتكار في تكنولوجيا الطاقة الموزعة يظهر كوسيلة محتملة لتحقيق هذا الهدف. يتم إنتاج غالبية الطاقة حاليًا في محطة طاقة مركزية. غالبًا ما يتم وضع محطات الطاقة التقليدية، مثل الفحم والغاز ومحطات الطاقة النووية والسدود الكهرومائية ومحطات الطاقة الشمسية واسعة النطاق، بالقرب من الموارد اللازمة لتقليل تكاليف النقل أو بعيدًا عن المراكز السكانية. بسبب الملوثات الصادرة عن محطات الفحم، يفضل إنشاء مواقع معزولة.

توفر محطات الطاقة المركزية هذه الكهرباء للبنية التحتية التقليدية للنقل، والتي تنقل الطاقة بكميات كبيرة إلى مراكز التحميل (مع خسائر كبيرة على مسافات طويلة). ومن ثم يتم توزيع الكهرباء على عملاء الشبكة. بالنسبة للنقل والتوزيع، تعتمد محطات الطاقة المركزية إلى حد كبير على الشبكة؛ ومع ذلك، فإن ارتفاع تكاليف صيانة الشبكة والمخاوف الخطيرة بشأن عمر النظام، ومعدل التدهور، والقيود المفروضة على القدرات تهدد هذه العلاقة. أنظمة الطاقة الموزعة، والمعروفة أيضًا باسم التوليد الموزع، أو التوليد في الموقع (OSG)، أو طاقة المنطقة/اللامركزية، هي أنظمة مرنة ولا مركزية ومعيارية يتم وضعها بالقرب من الحمل الذي تخدمه. ونظرًا لأنه يتم توليد الكهرباء بالقرب من مكان الحاجة إليها، أو حتى في نفس الموقع الذي يتم إنتاجها فيه، فإن التوليد الموزع يقلل من كمية الطاقة المفقودة في النقل. وهذا أيضًا يقلل من حجم وكمية خطوط الكهرباء التي يجب بناؤها. من المرجح أن تكون الأدوات التي تولد الطاقة الموزعة منتجة بكميات كبيرة، ومضغوطة، وأقل تحديدًا للموقع.

مهم: كانت الألواح الشمسية من الجيل الأول، في القرن التاسع عشر، مكونة من السيلينيوم. تستخدم الألواح الكهروضوئية (PV) اليوم رقائق رقيقة من بلورات السيليكون التي تطلق الإلكترونات وتخلق دائرة كهربائية عندما تصطدم بالفوتونات القادمة من الشمس. الأجزاء المتحركة الوحيدة في اللوحة الشمسية هي هذه الجسيمات دون الذرية. لقد قللت الطاقة الكهروضوئية من المخاوف المتعلقة بسلامة التعدين من خلال عدم الحاجة إلى وقود وعدم إصدار أي انبعاثات أثناء التشغيل.

إلى حد بعيد، فإن تكنولوجيا الطاقة الشمسية الأكثر أهمية لتوليد الطاقة الشمسية الموزعة هي الخلايا الكهروضوئية (PV). تقوم الطاقة الكهروضوئية بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء عن طريق دمج الخلايا الشمسية في الألواح الشمسية. إنها تقنية سريعة النمو، حيث تتضاعف القدرة المركبة العالمية كل عامين. تتراوح الأنظمة الكهروضوئية في الحجم من أنظمة صغيرة متفرقة على الأسطح أو أنظمة متكاملة في المباني إلى محطات طاقة شمسية ضخمة مركزية على نطاق المرافق. إن نظام الطاقة الموزع الذي يتم إدارته بشكل جيد سيقلل من اعتمادك على محطات الطاقة المركزية التي تستخدم الوقود الأحفوري لتوليد الكهرباء. يتمتع نظام الطاقة الموزع بالقدرة على توفير الكثير من انبعاثات الغازات الدفيئة.

يمكن أن تتراوح عوامل انبعاث الغازات الدفيئة لمحطات الطاقة المركزية من 500 إلى 2000 رطل من ثاني أكسيد الكربون لكل ميجاوات/ساعة يتم تسليمها ما لم يتم وضع اتفاقيات شراء الطاقة لضمان حصولك على كهرباء منخفضة الكربون. يمكن أن يكون عامل انبعاث الغازات الدفيئة نفسه قريبًا من الصفر اعتمادًا على كيفية تشغيل نظام الطاقة الموزع لديك. لقد حددت العديد من الشركات أهدافًا لخفض غازات الدفيئة، ويمكن أن تساعدك حلول الطاقة الموزعة على تحقيق هذه الأهداف. على الرغم من أن أنظمة الطاقة الموزعة لديها استثمار أولي أكبر، إلا أن تخفيضات غازات الدفيئة كبيرة ويمكن استردادها خلال عمر النظام.

ثاني أكسيد الكربون هو المسؤول عن تأجيج انبعاثات الغازات الدفيئة. كما أنه مسؤول عن رفع مستويات درجات الحرارة، مما يؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري وذوبان الأنهار الجليدية. أعدت Data Bridge Market Research تقريرًا مفصلاً عن سوق ثاني أكسيد الكربون العالمي. وفقًا لأبحاث سوق Data Bridge، تبلغ قيمة سوق ثاني أكسيد الكربون 10.50 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2028، ومن المتوقع أن ينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 3.50٪ للفترة المتوقعة من 2021 إلى 2028. وينقسم سوق ثاني أكسيد الكربون إلى أساس المصدر وطريقة التسليم والإنتاج والتطبيق. الاستخدام المتزايد لثاني أكسيد الكربون فيطعام و مشروباتوتكنولوجيا الاستخلاص المعزز للنفط (EOR)، والصناعة الطبية، والتطورات التكنولوجية المختلفة المرتبطة بإدخال العديد من التقنيات الحديثة التي تستخدم ثاني أكسيد الكربون المنبعث في مرحلة الإنتاج وزيادة الطلب على كهربة الريف هي العوامل الرئيسية المسؤولة عن ازدهار نمو المنطقة. سوق ثاني أكسيد الكربون.

لمعرفة المزيد عن الدراسة، قم بزيارة: https://www.databridgemarketresearch.com/reports/global-carbon-dioxyde-market

1. التنقل الإلكتروني- على مدى العقد الماضي، زاد عدد السيارات الكهربائية بشكل كبير، ومن المرجح أن يستمر هذا الاتجاه في السنوات الخمس المقبلة. ومن المتوقع أن تصل مبيعات السيارات الكهربائية إلى 37 مليون وحدة بحلول عام 2024، وفقًا لتوقعات ARK Investment Management LLC 2020. إن انخفاض تكاليف البطاريات والدعم الحكومي من خلال التشريعات المواتية هي المسؤولة في الغالب عن الزيادة العالمية في عدد السيارات الكهربائية. من المتوقع أن تنمو صناعة التنقل الكهربائي في الهند بمعدل مماثل لأسواق السيارات الكهربائية المتقدمة حول العالم. ومن المتوقع أن يتم بيع حوالي أربعة ملايين مركبة كهربائية ذات عجلتين وثلاث عجلات في الهند بحلول عام 2025. وهذا من شأنه أن يزيد الطلب الإجمالي على الكهرباء، مما يستلزم التخطيط الدقيق للبنية التحتية للشبكة. دمج الطاقة المتجددة في الشبكة الكهربائية وصعوبة تنظيم الطلب من السيارات الكهربائية. يُصدر قطاع النقل في الهند ما يقدر بنحو 142 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا، ويمثل قطاع النقل البري غالبية هذه الانبعاثات (مكتب كفاءة الطاقة، 2020).

مهم: بينما يستكشف المصنعون مفاهيم جديدة للتنقل المكهرب والمتصل والمستقل والمشترك، يعمل اللاعبون في الصناعة على تسريع وتيرة ابتكار تكنولوجيا السيارات. على مدى العقد الماضي، اجتذبت الصناعة أكثر من 400 مليار دولار من الاستثمارات، منها حوالي 100 مليار دولار قادمة منذ بداية عام 2020. وسوف تذهب هذه الأموال إلى المؤسسات والشركات الناشئة التي تعمل على كهربة التنقل، وربط المركبات، والنقل. تطوير تقنيات القيادة الذاتية.

ستلعب الكهرباء دورًا مهمًا في تحول صناعة التنقل وستوفر إمكانات كبيرة في جميع قطاعات المركبات، إلا أن معدل ونطاق التغيير سيختلف. يعد إطلاق سيارات كهربائية جديدة في السوق خطوة أولى حيوية لضمان التبني السريع والواسع النطاق لوسائل النقل الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، يجب على نظام التنقل بأكمله، من مصنعي وموردي السيارات الكهربائية إلى الممولين والتجار ومقدمي الطاقة ومشغلي محطات الشحن، أن يعملوا معًا لإنجاح التغيير.

إزالة الكربون، ولكن كيف؟

وعلى المدى القصير، يمكن وضع التقنيات الأكثر كفاءة وأحدثها في البنية التحتية للطاقة التي تتوسع في الأصول الحالية، مما يزيد من قيمتها مع خفض الانبعاثات. وفي حين تتطلب بعض الحلول برامج طويلة تتراوح مدتها من ثلاث إلى خمس سنوات وتتطلب التزامًا وموارد إضافية، إلا أن بعضها الآخر يمكن تنفيذه على الفور. يمكن استخدام توربينات الغاز الصغيرة القابلة للنقل لتحل محل مولدات الديزل غير الفعالة التي تستخدم عادة في الأراضي الوعرة. أما بالنسبة للمدن الواقعة على شاطئ البحر، فهناك منشآت عائمة. يمكن تحديث توربينات الغاز والبخار أو تحسين تشغيلها أو استبدالها، مما يسمح بالاحتفاظ بالكثير من البنية التحتية الحالية وتحديثها.

والخطوة التالية في هذا التطور هي الحلول الهجينة. تمزج هذه الحلول بين تقنيات متنوعة داخل منشأة واحدة، مثل الطاقة الغازية المقترنة بالبطاريات أو الطاقة الشمسية. وهذا له عدد من المزايا، بما في ذلك توفير حلول مرنة يمكن الاعتماد عليها ومصممة خصيصًا لتجنب إهدار أي طاقة يمكن الاحتفاظ بها في النظام.

ولا يستثني هذا المسعى لإزالة الكربون صناعة النفط والغاز، ولا ينبغي له أن يستبعدها. تتمتع الشركات والحكومة بإمكانية الوصول إلى أحدث التقنيات التي تتيح لنا نشر أنظمة جديدة وترقية القاعدة الكبيرة المثبتة في الصناعة. ويمكنها إزالة الكربون من النفط والغاز إلى حد كبير باستخدام التقنيات التي تزيد من الكهرباء والأتمتة والرقمنة. العنصر الرئيسي الثاني لإزالة الكربون من جميع قطاعات الطاقة هو الهيدروجين، المعروف أيضًا بالوقود الاصطناعي. يمكن استخدام الهيدروجين والوقود الاصطناعي لتخزين الطاقة على نطاق واسع واستخدام الطاقة الخضراء على نطاق واسع في التنقل والتدفئة والزراعة عن طريق تحويل الفوائض الكهربائية من خلال التحليل الكهربائي. إن إعادة استخدام هذه الطاقة لتوليد الكهرباء في توربينات الغاز يعد أيضًا استخدامًا فعالاً للبنية التحتية الحالية.