نیاز تجدیدپذیر‌ها به توسعه ۱۸ میلیون کیلومتری شبکه برق

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری وآنا، تحقیقات شرکت ریستاد انرژی نشان می‌دهد توسعه انرژی تجدیدپذیر، با سرعت بالایی ادامه دارد و ۶۴۴ میلیارد دلار برای ظرفیت‌های جدید در سال ۲۰۲۴ هزینه می‌شود، اما شبکه‌های برق قدیمی و ناکافی، می‌توانند مانع مهمی در فرآیند گذار انرژی باشند. اگر جهان بخواهد افزایش دمای زمین را به ۱.۸ درجه سانتیگراد بالاتر از سطح قبل از صنعتی شدن محدود کند، ۳.۱ تریلیون دلار سرمایه‌گذاری زیرساختی شبکه برق قبل از سال ۲۰۳۰ ضروری است.

در این سناریو، ۱۸ میلیون کیلومتر شبکه برق اضافی برای همگام ماندن با برق سازی در شهر‌ها و شهرستان‌ها، از جمله ظرفیت جدید انرژی‌های تجدیدپذیر و بکارگیری سریع وسایل نقلیه برقی، نیاز است. با این توسعه، طول کل شبکه‌های برق در سراسر جهان، به ۱۰۴ میلیون کیلومتر در سال ۲۰۳۰ می‌رسد و در سال ۲۰۵۰، به ۱۴۰ میلیون کیلومتر افزایش می‌یابد که تقریبا به اندازه فاصله زمین تا خورشید است. توسعه فوری به میزان ۱۸ میلیون کیلومتر، به حدود ۳۰ میلیون تن مس نیاز دارد که در حال حاضر، کمبود عرضه دارد.

رشد تقاضای جهانی برای برق، عامل اصلی نیاز به ارتقای شبکه است. این افزایش، ناشی از گسترش جمعیت، صنعتی شدن و شهرنشینی در کشور‌های در حال توسعه و تلاش برای کاهش تغییرات اقلیمی از طریق برقی‌سازی است. امنیت سایبری، ژئوپلیتیک و اولویت فزاینده برای تضمین تامین انرژی ملی قابل اطمینان هم در این نیاز دخیل است. با این حال، چارچوب‌های نظارتی ناکارآمد می‌تواند به طور قابل توجهی، توسعه شبکه و به نوبه خود، گذار انرژی را به تاخیر بیاندازد.

شبکه‌های برق هم یک تسهیل کننده و هم مانعی برای فرآیند گذار انرژی خواهند بود. شبکه‌های برق توسعه یافته، توسعه سریع ظرفیت خورشیدی و بادی را که در سال‌های اخیر مشاهده شده است، امکان‌پذیر کرده‌اند، اما بسیاری از شبکه‌های برق ملی اکنون نزدیک یا در نقطه‌ای هستند که بدون ارتقا یا گسترش آنها نمی‌توان اتصالات بیشتری ایجاد کرد. برای ادامه روند فعلی توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر، سطوح سرمایه‌گذاری سالانه باید افزایش پیدا کند.

مجموع طول کل شبکه‌های انتقال و توزیع برق در سطح جهان، حدود ۸۶ میلیون کیلومتر است. شبکه انتقال شامل ۶ میلیون کیلومتر خطوط فشار قوی (بیش از ۷۰ کیلوولت) است. در مقایسه، شبکه توزیع بسیار بزرگتر، متشکل از حدود ۸ میلیون کیلومتر خط فشار متوسط (۱۰ تا ۷۰ کیلوولت) و شبکه عظیمی از خطوط فشار ضعیف (کمتر از ۱۰ کیلوولت) است که حدود ۷۲ میلیون کیلومتر را طی کرده و به خانوار‌ها در اقصی نقاط جهان می‌رسد. طول شبکه قرار است تا سال ۲۰۳۰، به ۱۰۴ میلیون کیلومتر و تا سال ۲۰۵۰، به ۱۴۰ میلیون کیلومتر افزایش پیدا کند. آسیا در دهه جاری، بیش از نیمی از سرمایه‌گذاری‌های توسعه شبکه برق را به خود اختصاص دهد و چین و هند به عنوان اولین و سومین مصرف کنندگان بزرگ برق، در این عرصه پیشتاز خواهند بود.

ریستاد انرژی پیش‌بینی می‌کند سرمایه‌گذاری‌های جهانی در شبکه برق، در سال میلادی جاری، به ۳۷۴ میلیارد دلار خواهد رسید و حدود ۳۰ درصد از کل این سرمایه‌گذاری‌ها در چین خواهد بود. آسیا در سرمایه‌گذاری‌های توسعه شبکه، پیشتاز خواهد بود، اما مناطق دیگر با افزایش ظرفیت‌های تجدیدپذیر، تلاش می‌کنند همگام شوند.

قانون سرمایه‌گذاری در زیرساخت و مشاغل آمریکا، شامل ۶۵ میلیارد دلار برای ارتقاء و توسعه زیرساخت‌های ملی نیرو است، در حالی که کمیسیون اروپا، در اواخر نوامبر سال ۲۰۲۳، برنامه اقدام برای شبکه‌های برق را آغاز کرد و خواستار سرمایه‌گذاری ۵۸۴ میلیارد یورویی (۶۲۶ میلیارد دلار) در فاصله سال‌های ۲۰۲۰ تا ۲۰۳۰ شد.

کمیسیون و بانک سرمایه‌گذاری اروپا (EIB) همچنین سرگرم بررسی نحوه یکپارچه سازی تامین مالی برای حمایت از این سرمایه‌گذاری‌های قابل توجه در توسعه شبکه برق هستند. در انگلیس، شبکه ملی برق برای اولین بار در دهه‌های اخیر، با سرمایه‌گذاری بیش از ۱۶ میلیارد پوند (۲۰.۱۶ میلیارد دلار) برای ارتقاء بین سال‌های ۲۰۲۲ و ۲۰۲۶، برنامه‌ای را برای نوسازی شبکه خود راه‌اندازی کرد.

توسعه سریع شبکه برق به حجم وسیعی از مواد خام به خصوص مس و آلومینیوم نیاز دارد. مس در درجه اول به عنوان رسانا در کابل‌های توزیع زیرزمینی، انتقال برق و زیردریایی استفاده می‌شود، در حالی که کابل‌های هوایی، از آلومینیوم استفاده می‌کنند. اگرچه آلومینیوم بیشتر در خطوط هوایی استفاده می‌شود، می‌توان آن را به عنوان یک رسانا در خطوط کابلی زیرزمینی جایگزین کرد.

پیش بینی می‌شود تقاضا برای مس و آلومینیوم تا پایان دهه جاری، تقریبا ۴۰ درصد رشد کند، اما شبکه‌ها، پیشران اصلی این تقاضا نیستند. این دو فلز کاربرد‌های بی‌شمار دیگر در صنایع ساخت و ساز، حمل و نقل، انرژی‌های تجدیدپذیر و محصولات مصرفی حیاتی دارند. شبکه‌ها تنها حدود ۱۴ درصد از تقاضا برای مس را در سطح جهان تشکیل می‌دهند که به حدود ۴ میلیون تن در سال ۲۰۲۴ می‌رسد.

افزایش طول شبکه، برای پشتیبانی از تولید متناوب و از راه دور برق تجدیدپذیر و اتصال آن به مناطق صنعتی، تجاری و مسکونی جدید، ضروری است، اما جایگزین‌هایی برای تامین تقاضای رو به رشد برای برق هم وجود دارد. ذخیره سازی باتری در مقیاس بزرگ، می‌تواند مشکلات متناوب مرتبط با انرژی‌های تجدیدپذیر را برطرف کند و میانگین بار‌های شبکه را افزایش دهد و نیاز به خطوط جدید را کاهش دهد.

تعمیرات اساسی و ارتقاء شبکه موجود می‌تواند ظرفیت هر کیلومتر را افزایش دهد و دیجیتالی شدن می‌تواند با حل مسائل انعطاف پذیری، ظرفیت را آزاد کند. در عین حال، منابع انرژی توزیع شده مانند خورشیدی پشت بامی، می‌تواند نیاز به خطوط جدید را کاهش دهد. آنچه واضح است این که زیرساخت شبکه کنونی جهان، نیاز‌های سیستم انرژی آینده را برآورده نمی‌کند.

بر اساس گزارش اویل پرایس، فرآیند‌های پر پیچ و خم صدور مجوز، در حال حاضر در بسیاری از کشور‌ها از جمله آمریکا و انگلیس، موانعی را ایجاد کرده است. اتخاذ راه حل‌های ذخیره سازی باتری در مقیاس بزرگ و دیجیتالی شدن شبکه، می‌تواند برخی از مسائل مربوط به تراکم شبکه را برطرف کند، اما برقی سازی جامعه، توجه و تلاش بیشتری را برای یکپارچه سازی چارچوب‌های نظارتی و تشویق سرمایه گذاری‌ها جلب می‌کند تا شبکه‌ها بتوانند به جای بازدارندگی در فرآیند گذار انرژی، تقویت کننده آن باشند.