تقف خطوط الطاقة عالية الجهد بالقرب من محطة كهرباء فرعية في ضواحي سيدني. رويترز
يعد سوق الطاقة الأسترالي من أهم المكونات في دورة الأخبار اليومية. في خضم الإيديولوجية والسياسة اللانهائية التي تدور حول القطاع ، يتم طرح المصطلحات الفنية مثل "قوة التحميل الأساسي" و "الجيل القابل للنزع" في كثير من الأحيان بحيث يوجد خطر يمكن أن يضيع معنى هذه المصطلحات في النقاش العام.
مصطلح "أزمة الطاقة" هو انتشرت حول فضفاضة تماما مع بعض الالتباس حول ما إذا كانت الأزمة حول الأسعار أو أمن العرض. إن سياسة هذا أمر جهنمي ويمكن تجنبها إلى حد كبير إذا كانت كل جوانب السياسة قد أولت اهتمامًا ثابتًا ومبدئيًا بسياسة الطاقة على مدار سنوات 20 منذ تشكيل سوق الطاقة الوطني.
يجدر وضع السجل بشكل مباشر على معنى بعض هذه الشروط وكيفية ارتباطها بسياسات المناخ والتكنولوجيات الجديدة وتقدم إصلاح السوق وتنظيمه في أستراليا.
هذه المسرد ، التي ليست شاملة بأي حال من الأحوال ، هي الخطوة الأولى.
باسلواد السلطة
تشير ميزة تحميل الطاقة إلى موارد التوليد التي تعمل بشكل عام بشكل مستمر على مدار العام وتعمل بمستويات إنتاج مستقرة. إن التشغيل المستمر لموارد التحميل الأساسي أمر منطقي من الناحية الاقتصادية لأن تكاليف تشغيلها منخفضة مقارنة بمصادر الطاقة الأخرى. إن قيمة محطات التحميل الأساسي هي في الغالب اقتصادية ، ولا ترتبط بقدرتهم على متابعة الطلب المتزايد باستمرار على النظام.
تشمل محطات Baseload محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم والغاز التي تعمل بالغاز. ومع ذلك ، أستراليا الدولي التزام للحد من انبعاثات الكربون وتقليص الجدوى الاقتصادية لمصادر baseload التقليدية.
محطات الكهرباء التي تعمل بالفحم مثل هذه المحطة في لوي يانغ يجري تقاعدها تدريجيا.
سوق الجملة ("سوق الطاقة الوطني")
مصطلح سوق الطاقة الوطنية مربك لأنه يشير إلى سوق تنافسية للطاقة بالجملة معظمها على تكلفة شرق أستراليا. لا يشمل أستراليا الغربية أو الإقليم الشمالي ، ويشمل أيضًا نظام الغاز. يتيح سوق الطاقة الوطني لجميع أنواع موارد الطاقة على نطاق المرافق الاتصال بنظام النقل لتلبية متطلبات الطاقة على نطاق واسع.
ومع ذلك ، فإن الصناعة تتحدث عن "سوق الطاقة" أو حتى "NEM" يمكن أن تشير أيضًا إلى سلسلة التوريد بأكملها التي تشمل شبكات نقل الجهد الكهربي ، وتوزيع الجهد المتوسط والمنخفض وكذلك بيع التجزئة للمستهلك النهائي. تشمل الأسعار التي يراها المستهلكون كل هذه الجوانب من سلسلة التوريد. هذا يمكن أن تضيف إلى حد كبير الارتباك.
يشار إلى سوق الجملة باسم "السوق" لأن هناك منافسة بين المولدات. يضع كل مولد "عروض أسعار" يومية لبيع الطاقة وضبط الكميات في نطاقات أسعار 10 كل خمس دقائق. وبهذه الطريقة ، فإن بيع الطاقة يتناسب مع الطاقة المتاحة وأداء وحدة التوليد.
يعمل السوق على إرسال جميع الموارد المتغيرة و "القابلة للنشر" بكفاءة لتقليل تكلفة الكهرباء. ال مشغل سوق الطاقة الأسترالي (AEMO) ينسق سوق الطاقة الوطني.
سعر بالجملة
يعتمد سعر الجملة الفوري الذي يتم تداول الطاقة به في NEM على أعلى عروض المولدات المقبولة لتحقيق التوازن بين العرض والطلب في كل منطقة. يهدف هذا إلى تشجيع السلوك الفعال من قبل المولدات ، بالإضافة إلى تنسيق التوجيه الفعال للموارد.
الخزائن
يشير التخزين إلى الطاقة التي تم التقاطها لاستخدامها لاحقًا ، وعادة في البطارية. كانت تكلفة تخزين الكهرباء باهظة في الماضي ، لكن من المتوقع أن تستمر تكلفة التخزين في الانخفاض مع تحسن تقنيات البطاريات. فمثلا، بطاريات الليثيوم أيون تم تطويره للاتصالات المتنقلة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ولكن يتم الآن رفع مستوى السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة على نطاق المرافق.
تم تطوير بطاريات ليثيوم أيون للهواتف المحمولة ، ولكن يتم استخدامها الآن كجزء من السيارات الكهربائية مثل طراز S و T X من Tesla Inc. رويترز
نظرًا لانخفاض مستويات التخزين التقليدية في النظام ، يجب توليد الكهرباء في الغالب في غضون ثوانٍ من الحاجة إليها ، وإلا فقد يتعرض استقرار النظام للخطر. ستصبح تقنية التخزين أكثر قيمة مع زيادة تغلغل طاقة الرياح والطاقة الشمسية في الأسواق. مع انخفاض تكاليف التقنيات المختلفة للبطاريات ، سيصبح ذلك أسهل في التنفيذ.
الطلب (وذروة الطلب)
يشير الطلب إلى كمية الكهرباء اللازمة لتلبية مستويات الاستهلاك في أي لحظة معينة. تشير الطاقة إلى معدل استهلاك الطاقة بالميغاواط (ملايين واط ، أو MW) ، في حين تشير الطاقة بالميجاواط (MWh) إلى إجمالي الاستهلاك خلال فترة ، مثل يوم أو شهر أو سنة.
يعد ذروة الطلب هو أعلى معدل لاستهلاك الطاقة المطلوب في موسم معين ، مثل التدفئة في الشتاء أو التبريد في الصيف. إنه إجراء حيوي لأنه يحدد مقدار معدات التوليد اللازمة لتغطية الانقطاعات غير المتوقعة والحفاظ على إمدادات موثوقة.
جيل قابل للنزاع
يشير جيل Dispatchable إلى نوع من الجيل يعتمد على الوقود الأحفوري أو الطاقة المائية التي يمكن التحكم فيها لتحقيق التوازن بين العرض والطلب على الكهرباء. يمكن تشغيل المزيد من محطات الطاقة المرنة القائمة على إطلاق الغاز الطبيعي (مثل توربينات الغاز ذات الدورة المفتوحة أو محطات الطاقة المائية) عند التحميل الجزئي والاستجابة للتغيرات قصيرة الأجل في العرض والطلب.
المرونة هي المفتاح هنا. يمكن أن يوفر التخزين مرونة أيضًا ، إما من البطاريات أو من تخزين المضخات المائية المائية. الحاجة إلى مثل هذه الموارد أصبحت أكثر إلحاحًا بسبب تقاعد من محطات التحميل الأساسي الأقدم والكمية المتزايدة من مصادر الطاقة الأقل كثافة.
التحكم في التردد
تدور المولدات المتزامنة في محطات الطاقة حول دورات 50 في الثانية. يشار إلى هذه السرعة باسم "التردد" (يرمز إلى هيرتز ، الرمز هرتز). يعد التحكم في هذا التردد الثابت ضروريًا للحفاظ على الموثوقية.
إذا كان هناك فقدان للتوليد في مكان ما ، يتم سحب طاقة إضافية من خلال شبكة الكهرباء من محطات أخرى. هذا يؤدي إلى إبطاء دوران هذه المولدات وتراجع تردد النظام. المعلمة الرئيسية هي ما يسمى "الحد الأقصى لمعدل تغيير التردد". كلما تغير التكرار بشكل أسرع ، قل الوقت المتاح لاتخاذ الإجراءات التصحيحية.
العطالة
يشير القصور الذاتي إلى قدرة النظام على الحفاظ على تردد ثابت بعد خلل كبير بين التوليد والحمل. كلما زاد القصور الذاتي ، كان معدل تغير التردد أبطأ بعد حدوث اضطراب.
أحد الشواغل الحرجة هو أن القصور الذاتي يجب أن يكون دائمًا كافيًا لتمكين القوة المستقرة. بالنظر إلى تقاعد العديد من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم ، فإن كمية القصور الذاتي تنخفض بشكل ملحوظ.
في النهاية ، ستحتاج أنظمة الطاقة إلى توفير حالة من الجمود بشكل صريح عن طريق إضافة دوارات متزامنة (تعمل بشكل مستقل عن توليد الطاقة) أو عن طريق توفير عناصر تحكم أخرى في نظام الطاقة تكون قادرة على الاستجابة بسرعة شديدة للانحرافات في تردد نظام الطاقة. يمكن أن تستند هذه إلى مزيج من التخزين وإلكترونيات الطاقة المتقدمة المتوفرة بالفعل اليوم.
الأسواق الإقليمية داخل سوق الطاقة الوطني
يعمل سوق الطاقة الوطني كخمس أسواق إقليمية مترابطة في الولايات الشرقية: كوينزلاند ونيو ساوث ويلز وفيكتوريا وجنوب أستراليا وتسمانيا. هذا يعكس الطريقة التي تم بها وضع أنظمة الطاقة في الأصل تحت سلطات الدولة.
لا يمكن أن يعمل سوق الطاقة الوطني كسوق واحد بسعر واحد بسبب عاملين مهمين. إن إزالة قيود نقل الطاقة بين مناطق الولاية ليست فعالة من حيث التكلفة ، وتعني الخسائر الكهربائية في نقل الطاقة أن كل موقع يتطلب سعرًا مختلفًا ليعكس تأثير هذه الخسائر بشكل فعال.
عندما يكون هناك تدفق كبير للطاقة بين المناطق ، يمكن أن تختلف الأسعار بنسبة تصل إلى 30٪ بين المناطق بسبب الخسائر. تحدث الأسعار المرتفعة عندما يكون هناك نقص في الطاقة بالنسبة للطلب. تحدث الأسعار السلبية عندما يكون الحمل أقل من الحد الأدنى المستقر للجيل الملتزم. خلال فترات الأسعار المرتفعة (عادةً بسبب ارتفاع الطلب أو أقل في كثير من الأحيان ، بسبب انخفاض السعة) ، يمكن أن تحدث فروق أكبر في السعر عندما تصل الموصلات الداخلية إلى حدودها ، مما يؤدي إلى إرسال جيل مرتفع الثمن في منطقة الاستيراد.
يعمل National Energy Market عبر الساحل الشرقي لأستراليا.
Interconnectors
بالنظر إلى المسافات الطويلة في سوق الطاقة الوطني (4000km من النهاية إلى النهاية ، أطول نظام طاقة متزامن في العالم) ، هناك قيود كبيرة في قدرة النقل بين المناطق القائمة على الدولة. يتم إعطاء هذه القيود معاملة خاصة تسمى "interconnectors".
يتم احتساب خسائر الطاقة الهامشية عبر هذه الوصلات البينية كل خمس دقائق لدعم إرسال الموارد بكفاءة وضمان أن تكون الأسعار الفورية في كل منطقة فعالة ومتسقة مع العرض والطلب السائد. تتميز هذه الموصلات بقدرة محدودة (بسبب ارتفاع درجة الحرارة وعوامل أخرى) ، ومع ذلك ، فإن AEMO تدير بعناية استخدامها لضمان توفير التوازن والقصور الذاتي في جميع المناطق.
الخدمات المساعدة واحتياطي الغزل
تشير الخدمات المساعدة إلى مجموعة متنوعة من الطرق التي يتطلبها السوق للتحكم الثابت في التردد والجهد. يحافظون على جودة الإمداد ويدعمون استقرار نظام الطاقة ضد الاضطرابات. هذا التحكم في التردد مطلوب أثناء التشغيل العادي للحفاظ على التوازن المستمر بين العرض والطلب على الطاقة. لهذا الغرض ، يتم الاحتفاظ ببعض سعة التوليد كاحتياطي من أجل تغيير ناتجها لأعلى ولأسفل لضبط مستوى توليد النظام الكلي.
هذا الفرق بين الحد الأقصى لانتاج الطاقة ومستوى التشغيل الأدنى يسمى "احتياطي الغزل". احتياطي الغزل مطلوب أيضًا لتخفيض الإنتاج لتغطية الانفصال المفاجئ للحمل أو الزيادة المفاجئة في الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح.
ترقيات الإرسال
يعد تحديث نظام النقل ، بما في ذلك التوصيلات البينية ، عملية تنظيمية معقدة. يتمتع ناقل الحركة بقيمة كبيرة عبر سلسلة الإمداد بالكهرباء بالكامل بدءًا من المنتجين إلى المستهلكين.
هذه القيمة سهلة القياس في ظل ظروف سوق الكهرباء في أي لحظة. لكن من الصعب التنبؤ بموعد إنشاء أو ربط هذه الموصلات الداخلية لأن بعض أصول الإرسال يمكن أن تعمل لمدة تصل إلى 80 سنة. مطلوب تنسيق كبير في التخطيط لاستثمارات جديدة لأن الموقع وتوقيت النشر لقدرة توليد الطاقة المتجددة الجديدة غير مؤكد ومتغير.
نوافذ تسوية الأسعار لمدة 30 (وخمس دقائق)
يتم دفع المولدات بالسعر الفوري لجميع إنتاجها ، ويتم احتساب المستهلكين (عبر تجار التجزئة) بالسعر الفوري لاستهلاكهم من قبل AEMO. يتم حساب سعر "التداول" هذا كل دقيقة 30 لغرض التعامل مع التدفقات النقدية (كمعدل لسعر الإرسال لمدة خمس دقائق). هذه العملية تسمى "التسوية".
هناك خطة قائمة للانتقال إلى تسوية مدتها خمس دقائق على مدار السنوات الثلاث المقبلة. سيساعد ذلك على مكافأة الموارد الأكثر مرونة (بما في ذلك البطاريات) لأنها تستجيب بشكل أكثر فعالية لتأثير التغييرات المفاجئة في المخرجات.
حول المؤلف
أرييل ليبمان ، نائب مدير معهد موناش لمواد وأنظمة الطاقة ، ومحاضر كبير ، كلية تكنولوجيا المعلومات ، جامعة موناش وروس غاولر ، زميل أبحاث أول ، جامعة موناش
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
كتب عن البيئة من قائمة أفضل البائعين في أمازون
"الربيع الصامت"
بواسطة راشيل كارسون
يعد هذا الكتاب الكلاسيكي علامة بارزة في تاريخ حماية البيئة ، حيث يلفت الانتباه إلى الآثار الضارة لمبيدات الآفات وتأثيرها على العالم الطبيعي. ساعد عمل كارسون في إلهام الحركة البيئية الحديثة ولا يزال وثيق الصلة اليوم ، حيث نستمر في مواجهة تحديات الصحة البيئية.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"الأرض غير الصالحة للسكن: الحياة بعد الاحترار"
ديفيد والاس ويلز
في هذا الكتاب ، يقدم David Wallace-Wells تحذيرًا صارخًا بشأن الآثار المدمرة لتغير المناخ والحاجة الملحة لمعالجة هذه الأزمة العالمية. يعتمد الكتاب على البحث العلمي وأمثلة من العالم الواقعي لتقديم نظرة واقعية على المستقبل الذي نواجهه إذا فشلنا في اتخاذ إجراء.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"الحياة المخفية للأشجار: بماذا تشعر، وكيف تتواصل؟ اكتشافات من عالم سري"
بواسطة Peter Wohlleben
في هذا الكتاب ، يستكشف Peter Wohlleben عالم الأشجار الرائع ودورها في النظام البيئي. يعتمد الكتاب على البحث العلمي وتجارب Wohlleben الخاصة بصفته حراجة لتقديم رؤى حول الطرق المعقدة التي تتفاعل بها الأشجار مع بعضها البعض ومع العالم الطبيعي.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"بيتنا يحترق: مشاهد عائلة وكوكب في أزمة"
بقلم جريتا ثونبرج وسفانتي ثونبرج ومالينا إرنمان
في هذا الكتاب ، تقدم الناشطة المناخية غريتا ثونبرج وأسرتها وصفًا شخصيًا لرحلتهم لزيادة الوعي بالحاجة الملحة للتصدي لتغير المناخ. يقدم الكتاب حسابًا قويًا ومؤثرًا للتحديات التي نواجهها والحاجة إلى العمل.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"الانقراض السادس: تاريخ غير طبيعي"
من اليزابيث كولبرت
في هذا الكتاب ، تستكشف إليزابيث كولبرت الانقراض الجماعي المستمر للأنواع بسبب النشاط البشري ، بالاعتماد على البحث العلمي وأمثلة من العالم الحقيقي لتقديم نظرة واقعية لتأثير النشاط البشري على العالم الطبيعي. يقدم الكتاب دعوة مقنعة للعمل لحماية تنوع الحياة على الأرض.
