كاليفورنيا في طليعة التصدي لتغير المناخ، من خلال سياسات رائدة مثل تحقيق 100% طاقة خالية من الكربون والطاقة المتجددة بحلول عام 2045 (SB 100, 2018)، والانتقال إلى مبيعات السيارات الجديدة الخالية من الانبعاثات حصريًا بحلول عام 2035 (الأمر التنفيذي N-79) -20). وفقًا لمجلس موارد الهواء في كاليفورنيا، سيتطلب تحقيق هذه الأهداف مضاعفة قدرة الطاقة النظيفة الحالية للشبكة ثلاث مرات بحلول عام 2045. وباعتبارها أول وكالة اختيار مجتمعي في كاليفورنيا، تواصل MCE وضع المعايير على مستوى الولاية، حيث تفتخر بأكثر من 95% من الطاقة الخالية من الغازات الدفيئة اعتبارًا من عام 2022. قبل عقود من أهداف الدولة. والسؤال الحاسم الآن هو: كيف يمكننا ضمان أن شبكة الطاقة لدينا مجهزة بما يكفي ومرنة للتعامل مع هذا التحول الكبير لتلبية الطلب المتزايد المتوقع في السنوات المقبلة؟

تجديد النظام القديم

مشهد الطاقة في كاليفورنيا يتطور. لقد تم إنشاء شبكة الطاقة لدينا في الأصل لتوزيع الكهرباء من الوقود الأحفوري، وهي الآن تتحول إلى دمج المصادر المتجددة. في العقدين الماضيين، زادت ولاية كاليفورنيا بشكل كبير من قدرتها على الطاقة المتجددة، وخاصة في مجال الطاقة الشمسية، مما يمثل خطوة كبيرة نحو نظام طاقة أكثر خضرة وأكثر قوة.

ومع ذلك، فإن الطاقة الشمسية وحدها ليست كافية. إنه مورد قوي ولكنه متقطع. لضمان الموثوقية وتلبية احتياجاتنا من الكهرباء، فإننا نركز على موازنة إمدادات الطاقة. وينطوي ذلك على دمج مزيج من مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، بالإضافة إلى مصادر الطاقة المتجددة الأساسية مثل الطاقة الحرارية الأرضية والغاز الحيوي، والتي يمكن أن توفر إنتاجًا ثابتًا للطاقة. يعد تحويل الحمل الاستراتيجي، وخاصة لمواءمة استخدام الطاقة مع توفر الطاقة الشمسية، أمرًا أساسيًا في هذه المرحلة التالية من ابتكار الطاقة.

حلول مبتكرة لشبكة جاهزة للمستقبل

ولمواجهة تحديات دمج مصادر الطاقة المتجددة، تقوم MCE بتنفيذ العديد من الحلول الرئيسية:

1. تقنيات الشحن والشبكة الذكية للمركبات الكهربائية
يساعد تطبيق MCE Sync سائقي المركبات الكهربائية على شحن سياراتهم عندما تكون الطاقة النظيفة وفيرة وتكون التكاليف منخفضة. يعد التقدم في تقنيات الشبكة الذكية، بما في ذلك العدادات الذكية وأتمتة الشبكة، مهمًا لتحقيق توزيع فعال للكهرباء والتنبؤ بالطلب.

2. برامج الاستجابة للطلب
تعمل برامج مثل Peak FLEXmarket من MCE على تحفيز العملاء على تقليل استخدام الكهرباء خلال فترات الطلب الأعلى على الكهرباء لتحسين موثوقية الشبكة. كما أنها تدعم أيضًا التنبيهات المرنة لمشغل النظام المستقل في كاليفورنيا، والتي تشجع على الحفظ الطوعي أثناء ذروة الطلب.

3. تنمية القوى العاملة لتحديث الشبكة
يعد التوسع في القوى العاملة الخضراء والاستثمار فيها أمرًا أساسيًا لمهمة MCE وحيويًا لبناء بنية تحتية جديدة ودمج التقنيات الذكية لتعزيز قدرة الشبكة ومرونتها.

4. موارد الطاقة الموزعة
إن تكامل موارد الطاقة الموزعة، مثل الألواح الشمسية المقترنة بتخزين البطاريات، يقلل العبء على البنية التحتية للشبكة المركزية، مما يحسن موثوقية الشبكة ومرونتها. تعمل محطات الطاقة الافتراضية (VPPs) على تسخير هذه الموارد لدعم الشبكة، وتشغيل تقنيات الطاقة النظيفة وإيقافها حسب الحاجة للمساعدة في تقليل الضغط أثناء أوقات الطلب المرتفع وتزويد الشبكة بالطاقة مرة أخرى عند الحاجة.

احتضان تكامل الشبكة الإقليمية

يركز مشغل النظام المستقل في كاليفورنيا (CAISO)، جنبًا إلى جنب مع موردي الكهرباء بالتجزئة، على تكامل الشبكة الإقليمية لتعزيز مستقبلنا الخالي من الكربون. وينطوي هذا النهج على دمج شبكات طاقة أصغر متعددة في شبكة أكبر وموحدة عبر خطوط الولاية، مما يعزز المرونة والكفاءة.

• توسيع القدرة على الاستيراد والتصدير: ومن خلال الاستفادة من سوق الكهرباء الغربية الأوسع، تستطيع كاليفورنيا توسيع قدرتها على استيراد وتصدير الطاقة النظيفة. يتيح هذا الاتصال للولاية الوصول إلى مجموعة واسعة من مصادر الطاقة النظيفة، بما في ذلك الطاقة الكهرومائية من شمال غرب المحيط الهادئ والطاقة الشمسية من الجنوب الغربي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لولاية كاليفورنيا تصدير فائض الطاقة الشمسية إلى ولايات أخرى.
• استقرار تكاليف الطاقة وتعزيز الموثوقية: تساعد الهيكلة الإقليمية على استقرار تكاليف الطاقة وتوفر الحماية ضد انقطاع التيار الكهربائي. يتيح الوصول إلى موارد الطاقة المختلفة لولاية كاليفورنيا تلبية احتياجات الطاقة المتنوعة على مدار اليوم والعام، مما يعزز أمن الطاقة في الولاية ويساهم في إنشاء نظام بيئي إقليمي أكثر مرونة.
• معالجة التحديات: في حين أن تكامل الشبكة الإقليمية يقدم فوائد كبيرة، فإنه يطرح أيضًا تحديات مثل التنسيق التنظيمي وتوافق البنية التحتية. يعد التخطيط الدقيق والجهود التعاونية أمرًا ضروريًا للتغلب على هذه العقبات، مما يجعل الهيكلة الإقليمية أداة رئيسية في استراتيجية الطاقة النظيفة في كاليفورنيا لتحقيق أهداف الطاقة المتجددة بكفاءة.

معالجة احتياجات تطوير النقل والتوزيع

يتطلب نظام T&D الحالي ترقيات كبيرة للتعامل مع تدفق الطاقة المتجددة. المرافق المملوكة للمستثمرين مثل PG&E هي المسؤولة عن هذه الترقيات. تشمل مجالات التركيز الرئيسية ما يلي:

• تعزيز قدرة النقل لنقل الطاقة المتجددة بكفاءة لمسافات طويلة.
• تحديث شبكات التوزيع للتعامل مع تدفق الكهرباء في الاتجاهين ودمج تقنيات الشبكة الذكية للإدارة في الوقت الحقيقي.
• الاستثمار في مرونة الشبكة ضد الكوارث الطبيعية والتهديدات السيبرانية من خلال الترقيات المادية وتدابير الأمن السيبراني.

خلاصة القول: تمهيد الطريق لمستقبل مكهرب

في حين أن الكهربة تمثل تحديات، فإن كاليفورنيا لديها نهج استباقي يستخدم التكنولوجيا والسياسات والاستثمارات في البنية التحتية لضمان بقاء الشبكة ليس فقط بل وازدهارها أيضًا في مستقبل مكهرب. ومن خلال العمل معًا لمواجهة هذه التحديات، فإننا نقترب خطوة أخرى من مستقبل طاقة مستدام وموثوق للجميع.