تواجه شبكة سوق الكهرباء الوطني في أستراليا (NEM) مجموعة من المشكلات الهندسية غير المحلولة التي تؤثر على سرعة الانتقال إلى الطاقة المتجددة، وربط مراكز البيانات، والتحكم في الاستقرار، وربما أداء سوق الطاقة نفسه، وفق تحليل نشره الخبير فيل كريفيلد.
دور مشغل السوق الأسترالي
يُعد مشغل سوق الطاقة الأسترالي (AEMO) عاملاً حاسمًا في تطورات شبكة NEM، وتتميز قدرته على تطوير التكنولوجيا بأنها عالمية المستوى. كما يشهد القطاع نموًا في موارد طاقة العملاء والبطاريات في شبكات التوزيع.
أبرز التحديات الهندسية غير المحلولة
تتمثل أبرز المشكلات في ضعف قوة الشبكة، وإعادة التشغيل بعد انقطاع كامل (Black Start)، وغياب معايير للمحولات المشكلة للشبكة (Grid-forming inverters)، والتحكم الشامل في شبكة تعتمد بشكل رئيس على الطاقة المتجددة، وغياب أسواق للسعة والطاقة التفاعلية، وتيار العطل اللازم لتشغيل معدات الحماية، والقصور الذاتي، ودعم الطاقة التفاعلية.
ضعف قوة الشبكة وتيار العطل
يُعد ضعف قوة الشبكة وانخفاض تيار العطل من أبرز المشكلات الهندسية. وكان ضعف قوة الشبكة سمة متوطنة حتى قبل تسارع الانتقال إلى الطاقات المتجددة، نتيجة طول خطوط النقل. وقد أدى سحب التوليد المتزامن بسبب إغلاق محطات الغاز والفحم، واستبداله بمحولات مشكلة للشبكة، إلى انخفاض تيار العطل ونقص الطاقة التفاعلية.
الحاجة إلى سوق للسعة (MVA)
لو وُجد سوق للسعة (MVA) بجانب سوق الطاقة (MWh)، لكان بالإمكان زيادة تيار العطل والطاقة التفاعلية بشكل جوهري. غير أن الانطباع السائد في الإعلام العام بأن المحولات المشكلة للشبكة تعادل المولدات المتزامنة غير دقيق، إذ تفتقر تلك المحولات إلى قدرة التيار الزائد اللازمة لحماية المفاتيح الإلكترونية، وزيادة السعة لتلبية معايير MVA تتجاوز ما تحتاجه MWh المقدرة أمر غير اقتصادي للغاية، ما يستدعي مكافأة مالية عبر سوق للسعة.
دور المكثفات المتزامنة
تُقدم المكثفات المتزامنة تيار العطل والقصور الذاتي، لكن الاستثمار المخطط بناءً على خطة النظام المتكاملة لـ AEMO ربما يكون غير كافٍ، ما يستدعي مراجعة واستثمارًا إضافيًا في هندسة حماية الشبكة.
اختفاء "الحافلة اللانهائية" ومشاكل التذبذب
أدى تراجع التوليد المتزامن إلى اختفاء "الحافلة اللانهائية" (مصادر جهد ثابت بغض النظر عن القدرة المولدة)، ما يخلق مشكلة خطيرة في تذبذب القدرة والجهد، وهو السبب الرئيس في بطء شديد في الموافقة على ربط محطات توليد جديدة.
غياب المواصفات القياسية والتحكم في الاستقرار
إلى جانب نقص قدرة التيار الزائد، يوجد غياب للمواصفات القياسية بسبب عدم إفصاح المصنعين عن تفاصيل هندسة التحكم لديهم، ما ينطوي على تحديات كبرى في التحكم في استقرار الشبكات الوطنية، وتؤثر إجراءات إعادة التشغيل من الصفر (Black Start) أيضًا.
آثار استبدال التوليد التقليدي
استبدال التوليد المتزامن التقليدي بمحولات تعمل على فترات بالميلي ثانية بدلاً من عدة ثوانٍ له تداعيات كبرى على التحكم النهائي في الاستقرار، ويستدعي الحاجة إلى التعلم الآلي والأمن السيبراني. وتشير أحداث حديثة مثل التدخل في أنظمة التبريد في متاجر كارفور بأوروبا إلى إنذار لا ينبغي تجاهله.
نمو موارد طاقة المستهلكين
تتميز المرحلة بنمو ملحوظ في موارد طاقة المستهلكين، وهو أمر يستحق الإشادة، لكن زيادة استقلالية الطاقة تتسبب في إهدار المزيد من الطاقة من الموردين الكبار، ولا يجري حل هذه المعضلة المتنامية، إذ يراهن البعض على أن تشغيل "السوق" سيتولى معالجة الأمور.