توسط : پرتو مدیا | تقاضای برق در جهان طی یک دهه گذشته تقریباً دو برابر سریعتر از تقاضای کل انرژی افزایش یافته است؛ روندی که حالا شبکههای انتقال و توزیع را به یکی از مهمترین گلوگاههای نظام انرژی تبدیل کرده و جهان را تا سال ۲۰۳۵ به افزایش دستکم ۳۰ درصدی ظرفیت شبکه نیازمند میکند.
جهان هر روز برقیتر میشود؛ از خودروها و سیستمهای سرمایشی گرفته تا صنایع، مراکز داده و فناوریهای دیجیتال، همه به شبکهای وابستهاند که با سرعت کافی رشد نکرده است. نتیجه این شکاف حالا در صف هزاران گیگاوات پروژه تجدیدپذیر، میلیاردها دلار هزینه ازدحام شبکه و نیاز به میلیونها کیلومتر خط جدید برق دیده میشود. گزارش تازه آژانس بینالمللی انرژی نشان میدهد مسئله آینده فقط تولید برق بیشتر نیست؛ سؤال اصلی این است که آیا شبکهها توان رساندن این برق به مصرفکنندگان را دارند؟
تقاضای برق جهان از انرژی جلو زد
طبق گزارش آژانس بینالمللی انرژی، تقاضای برق در یک دهه اخیر تقریباً دو برابر سریعتر از تقاضای کل انرژی افزایش یافته است.
چند عامل در شکلگیری این روند نقش اساسی دارند؛ برقیشدن مصارف نهایی، افزایش استفاده از تجهیزات سرمایشی، توسعه صنایع و در برخی بازارها رشد سریع مراکز داده، فشار بیشتری بر سیستمهای برق وارد کردهاند.
این تغییر نشان میدهد برق در حال تبدیلشدن به محور اصلی بسیاری از فعالیتهای اقتصادی و فناوری است. هرچه حملونقل، تولید صنعتی، گرمایش و سرمایش و زیرساختهای دیجیتال بیشتر به برق وابسته شوند، اهمیت شبکهای که این انرژی را منتقل میکند نیز افزایش مییابد.
اما مشکل اینجاست که رشد شبکه با سرعت افزایش مصرف هماهنگ نبوده است.
۲۵ میلیون کیلومتر خط برق لازم است
آژانس بینالمللی انرژی برآورد کرده است برای پاسخ به رشد مورد انتظار تقاضای برق تا سال ۲۰۳۵، ظرفیت شبکههای برق جهان باید دستکم ۳۰ درصد افزایش یابد.
تحقق چنین هدفی معادل احداث یا جایگزینی حدود ۲۵ میلیون کیلومتر خط برق است؛ رقمی که ابعاد سرمایهگذاری و عملیات مورد نیاز در بخش شبکه را نشان میدهد.
حدود سهچهارم این افزایش ظرفیت قرار است در اقتصادهای نوظهور و کشورهای در حال توسعه اتفاق بیفتد؛ مناطقی که رشد جمعیت، صنعتیشدن و افزایش دسترسی به برق همچنان نیازمند توسعه گسترده زیرساخت هستند.
در اقتصادهای پیشرفته نیز شرایط ساده نیست. تقاضای برق پس از سالها رکود دوباره در حال افزایش است، در حالی که بخشی از شبکههای موجود قدیمی هستند و خود به نوسازی نیاز دارند.
انرژی پاک پشت در شبکه مانده
یکی از جدیترین پیامدهای عقبماندگی شبکه، تأخیر در اتصال پروژههای جدید تولید برق است.
در سال ۲۰۲۵، دستکم ۱۷۰۰ گیگاوات پروژه انرژی تجدیدپذیر در مراحل پیشرفته توسعه قرار داشتند اما همچنان منتظر اتصال به شبکه بودند.
در کنار آنها، حدود ۶۰۰ گیگاوات پروژه ذخیرهسازی باتری در مقیاس نیروگاهی نیز در صف اتصال قرار داشت.
این آمار نشان میدهد توسعه نیروگاههای خورشیدی، بادی یا سامانههای ذخیرهسازی بهتنهایی برای تحول نظام انرژی کافی نیست. اگر شبکه ظرفیت پذیرش برق تولیدی را نداشته باشد، بخشی از سرمایهگذاری انجامشده عملاً نمیتواند وارد چرخه واقعی مصرف شود.
به بیان ساده، تولیدکنندگان میتوانند نیروگاه بسازند، اما اگر مسیر انتقال وجود نداشته باشد، برق به مصرفکننده نخواهد رسید.
ازدحام شبکه؛ میلیاردها دلار هزینه
محدودیت ظرفیت شبکه فقط باعث تأخیر پروژهها نمیشود؛ هزینه اقتصادی مستقیم نیز به همراه دارد.
طبق گزارش آژانس بینالمللی انرژی، ازدحام و محدودیت شبکه برق در سال ۲۰۲۴ حدود ۱۲ میلیارد دلار هزینه در ایالات متحده ایجاد کرده است.
این رقم در اتحادیه اروپا نیز به حدود ۴.۳ میلیارد یورو رسیده است.
در چنین شرایطی، اپراتورها گاهی مجبور میشوند تولید نیروگاههای ارزانتر را محدود کنند و از منابع گرانتر در نقاط دیگر شبکه استفاده کنند. هزینه این ناکارآمدی در نهایت میتواند بر اقتصاد سیستم برق و حتی قبوض مصرفکنندگان اثر بگذارد.
صدور مجوزهای طولانی، مشکلات زنجیره تأمین، کمبود نیروی متخصص و افزایش قیمت تجهیزات نیز از جمله عواملی هستند که توسعه سریع شبکه را دشوار کردهاند.
آیا ساخت شبکه بیشتر کافی است؟
راهحل اولیه ممکن است ساده به نظر برسد؛ خطوط بیشتری ساخته شود.
اما آژانس بینالمللی انرژی تأکید میکند که توسعه فیزیکی شبکه همیشه اقتصادیترین گزینه نیست.
اگر شبکه برای پاسخگویی به بالاترین سطح مصرف در تمام ساعات طراحی شود، بخش مهمی از ظرفیت ایجادشده در بسیاری از ساعات سال بلااستفاده باقی خواهد ماند.
این مسئله بهویژه درباره نیروگاههای خورشیدی و بادی اهمیت دارد؛ زیرا این منابع در تمام ساعات شبانهروز با ظرفیت کامل کار نمیکنند.
شبکه برق هوشمندتر میشود
در کنار توسعه زیرساخت، یک مسیر دیگر نیز در حال جدیتر شدن است؛ استفاده بهتر از شبکهای که هماکنون وجود دارد.
شبکههای برق مدرن پیچیدهتر از گذشته شدهاند. نیروگاههای کوچک و پراکنده، پنلهای خورشیدی خانگی، باتریها و جریان دوطرفه برق باعث شده مدیریت شبکه دشوارتر شود.
اپراتورها دیگر فقط با انتقال برق از یک نیروگاه بزرگ به مصرفکنندگان روبهرو نیستند. تولید و مصرف در نقاط مختلف شبکه بهطور لحظهای تغییر میکند و مدیریت ولتاژ، ظرفیت خطوط و پایداری سیستم اهمیت بیشتری یافته است.
در این شرایط، دیجیتالیسازی، هوش مصنوعی و فناوریهای ارتقادهنده شبکه میتوانند بخشی از ظرفیت پنهان زیرساخت موجود را آزاد کنند.
۳۳۰ گیگاوات ظرفیت پنهان
تحلیل آژانس بینالمللی انرژی نشان میدهد استفاده از چند فناوری مشخص میتواند امکان اتصال حداکثر ۳۳۰ گیگاوات ظرفیت جدید تولید، ذخیرهسازی و مصرف برق را بدون تقویت فیزیکی شبکه فراهم کند.
این میزان تقریباً با مجموع ظرفیت نصبشده تولید برق در فرانسه و کره برابری میکند.
اگر همین ظرفیت قرار بود صرفاً از طریق احداث شبکه جدید ایجاد شود، حدود ۱۰۰ میلیارد دلار سرمایهگذاری نیاز داشت.
سه فناوری در این بخش اهمیت بیشتری دارند.
نخست، ظرفیتسنجی پویاست که توان واقعی خطوط و ترانسفورماتورها را براساس شرایط لحظهای مانند دمای هوا و وضعیت محیط تعیین میکند.
دوم، بهینهسازی توپولوژی شبکه است که مسیر حرکت برق را تغییر میدهد تا جریان از بخشهای کمتر متراکم عبور کند.
سوم نیز کنترل پیشرفته جریان برق است که امکان هدایت برق به خطوطی را فراهم میکند که ظرفیت بلااستفاده بیشتری دارند.
دیجیتالیسازی از آزمایش عبور کرد
این فناوریها تنها مفاهیم آزمایشگاهی نیستند و در برخی کشورها نتایج اقتصادی قابل اندازهگیری داشتهاند.
استفاده از ظرفیتسنجی پویا در آمریکا توانسته از حدود ۶۴ میلیون دلار هزینه سالانه ناشی از ازدحام شبکه جلوگیری کند.
در بریتانیای کبیر نیز کنترل پیشرفته جریان برق بیش از ۲ گیگاوات ظرفیت انتقال اضافی ایجاد کرده است.
استفاده از «دوقلوی دیجیتال» نیز در برخی پروژهها زمان لازم برای بررسی گزینههای تقویت شبکه را حدود ۷۰ درصد کاهش داده است.
با این حال، بسیاری از این فناوریها هنوز از مرحله اجرای محدود و آزمایشی به یک استاندارد عمومی در صنعت برق تبدیل نشدهاند.
فناوری جای شبکه جدید را نمیگیرد
نکته مهم این است که فناوریهای دیجیتال قرار نیست ساخت شبکههای جدید را متوقف کنند.
آژانس بینالمللی انرژی این راهکارها را مکمل توسعه فیزیکی شبکه میداند، نه جایگزین آن.
مزیت اصلی آنها سرعت است. برخی فناوریهای ارتقادهنده شبکه را میتوان طی چند ماه اجرا کرد، در حالی که احداث یک خط انتقال جدید ممکن است سالها زمان ببرد.
در نتیجه، جهان برای پاسخ به رشد تقاضای برق به دو مسیر همزمان نیاز دارد؛ ساخت زیرساختهای جدید و استفاده هوشمندانهتر از شبکههای فعلی.
رقابت آینده بر سر شبکههاست
تحول جهانی انرژی طی سالهای گذشته بیشتر با رشد نیروگاههای خورشیدی، بادی و باتریها شناخته شده است، اما گزارشهای جدید نشان میدهند شبکه برق به همان اندازه اهمیت دارد.
بدون خطوط انتقال، پستهای برق، تجهیزات کنترلی و سامانههای هوشمند، حتی افزایش گسترده ظرفیت تولید نیز نمیتواند پاسخگوی نیاز اقتصاد باشد.
از سوی دیگر، گسترش خودروهای برقی، هوش مصنوعی، مراکز داده، صنایع برقی و سیستمهای سرمایشی میتواند در سالهای آینده فشار بیشتری بر شبکهها وارد کند.
بنابراین امنیت انرژی آینده تنها به میزان سوخت یا تعداد نیروگاهها وابسته نیست؛ ظرفیت و انعطافپذیری شبکه برق نیز به یکی از عوامل تعیینکننده تبدیل شده است.
جمعبندی؛ عصر برق به شبکه نیاز دارد
تقاضای برق در جهان با سرعتی بسیار بیشتر از تقاضای کل انرژی رشد کرده و این روند، شبکههای انتقال و توزیع را به یکی از حساسترین حلقههای نظام انرژی تبدیل کرده است.
نیاز به افزایش حداقل ۳۰ درصدی ظرفیت شبکه تا سال ۲۰۳۵، احداث یا جایگزینی حدود ۲۵ میلیون کیلومتر خط برق و صف ۱۷۰۰ گیگاوات پروژه تجدیدپذیر نشان میدهد جهان با یک چالش زیرساختی بزرگ روبهروست.
راهحل نیز تنها ساخت خطوط بیشتر نیست. استفاده از دیجیتالیسازی، هوش مصنوعی، ظرفیتسنجی پویا و مدیریت هوشمند جریان میتواند صدها گیگاوات ظرفیت موجود را آزاد کند و بخشی از هزینه توسعه را کاهش دهد.
با این حال، فناوری به تنهایی کافی نخواهد بود. آینده برق جهان به ترکیبی از سرمایهگذاری سنگین در شبکههای جدید و بهرهبرداری هوشمندتر از زیرساختهای موجود وابسته است؛ زیرا در عصر برقیشدن اقتصاد، رساندن آن به جایی است که به آن نیاز دارد.
