التهديد الكامن لنمو الطاقة الشمسية

الولايات المتحدة الأمريكية ، كاليفورنيا ، المزرعة الشمسية في وادي الموت

مزرعة شمسية في وادي الموت بكاليفورنيا.جيتي



عدد قليل من الأكاديميين الوحيدين تم التحذير لسنوات أن الطاقة الشمسية تواجه تحديًا أساسيًا يمكن أن يوقف النمو السريع لهذه الصناعة. ببساطة: تضيف المزيد من الطاقة الشمسية إلى الشبكة ، تصبح القيمة أقل.

تكمن المشكلة في أن الألواح الشمسية تولد الكثير من الكهرباء في منتصف الأيام المشمسة ، وفي كثير من الأحيان أكثر مما هو مطلوب ، مما يؤدي إلى انخفاض الأسعار - وأحيانًا إلى منطقة سلبية.





على عكس محطة الغاز الطبيعي ، لا يمكن لمشغلي محطات الطاقة الشمسية بسهولة خنق الكهرباء لأعلى ولأسفل حسب الحاجة ، أو توليد الفضاء خلال النهار والليل والشتاء المظلم. يكون متاحًا عندما يكون متاحًا ، أي عندما تشرق الشمس. وذلك عندما تقوم جميع محطات الطاقة الشمسية الأخرى بتوليد الكهرباء بأقصى مستوياتها أيضًا.

ل تقرير جديد وجد أن كاليفورنيا ، التي تنتج واحدة من أكبر حصص الطاقة الشمسية في العالم ، تعاني بالفعل بشكل حاد من هذه الظاهرة ، المعروفة باسم انكماش القيمة الشمسية.

انخفض متوسط ​​أسعار الجملة للطاقة الشمسية في الولاية بنسبة 37٪ مقارنة بمتوسط ​​أسعار الكهرباء للمصادر الأخرى منذ عام 2014 ، وفقًا لتحليل Breakthrough Institute ، الذي سينشر في 14 يوليو. وبعبارة أخرى ، تدفع المرافق بشكل متزايد محطات الطاقة الشمسية أقل من غيرها. المصادر بشكل عام ، بسبب أنماط التوليد المتقلبة.



أسعار الجملة هي في الأساس المبلغ الذي تدفعه المرافق لمحطات الطاقة مقابل الكهرباء التي توفرها للمنازل والشركات. يتحولون على مدار اليوم والسنة ، ويتحركون احتياطيًا لمشغلي الطاقة الشمسية أثناء الصباح وبعد الظهر وفي أوقات أخرى عندما لا يكون هناك فائض في العرض. ولكن مع بدء تشغيل المزيد من محطات الطاقة الشمسية ، ستصبح فترات فائض العرض التي تؤدي إلى خفض هذه التكاليف أكثر تواترًا وأكثر وضوحًا.

قد تبدو الأسعار المنخفضة رائعة بالنسبة للمستهلكين. لكنه يمثل تداعيات مقلقة على آمال العالم في التوسع السريع في القدرة الشمسية وتحقيق الأهداف المناخية.

قد يصبح من الصعب إقناع المطورين والمستثمرين بمواصلة بناء المزيد من محطات الطاقة الشمسية إذا كانوا سيجنون أموالًا أقل أو حتى يخسرونها. في الواقع ، كان البناء في كاليفورنيا ثابتًا بالفعل منذ عام 2018 ، كما تشير الدراسة. لكن الدولة ستحتاج إلى الصناعة لتكثيف التنمية بشكل كبير إذا كانت تأمل في تحقيق أهدافها الطموحة في مجال الطاقة النظيفة.

لماذا تعد الخلايا الكهروضوئية الشمسية الأرخص ثمناً أساسية لمعالجة تغير المناخ

أدى الانخفاض السريع في أسعار الطاقة الشمسية إلى تغيير طريقة تفكيرنا في الطاقة النظيفة. لكنها لا تزال بحاجة إلى الحصول على أرخص بكثير.



يمكن أن يصبح هذا قريبًا مشكلة أوسع أيضًا.

يقول زيك هاوسفاثير ، مدير المناخ والطاقة في معهد بريكثرو ، ومؤلف التقرير ، إن كاليفورنيا هي نظرة خاطفة سريعة على ما يخبئه بقية العالم بينما نقوم بتوسيع نطاق الطاقة الشمسية بشكل كبير.

مقالات تقنية للأطفال

ذلك لأنه بينما تمثل الطاقة الشمسية حوالي 19٪ من الكهرباء التي تولدها كاليفورنيا ، تقوم مناطق أخرى بتركيب الألواح الكهروضوئية بسرعة أيضًا. ووجدت الدراسة في نيفادا وهاواي ، على سبيل المثال ، أن حصة توليد الطاقة الشمسية بلغت حوالي 13٪ في عام 2019. كانت المستويات في إيطاليا واليونان وألمانيا عند 8.6٪ و 7.9٪ و 7.8٪ على التوالي.

السباق

حتى الآن ، أدى الدعم الكبير للطاقة الشمسية والتكلفة المتدنية السريعة للطاقة الشمسية إلى تعويض انخفاض قيمة الطاقة الشمسية في كاليفورنيا. طالما أن بناء وتشغيل محطات الطاقة الشمسية يصبح أرخص من أي وقت مضى ، فإن انكماش القيمة لا يمثل مشكلة.

ولكن من المحتمل أن يصبح تنفيذ هذه الخدعة أكثر صعوبة ، حيث يستمر نصيب الولاية من توليد الطاقة الشمسية في الارتفاع. وجد التقرير أنه إذا انخفضت تكلفة بناء وتركيب الألواح الشمسية ، فإن الانكماش الشمسي في كاليفورنيا يمكن أن يمضي قدمًا في السباق ضد انخفاض التكاليف في أقرب وقت ممكن بحلول عام 2022 ويصعد من هناك. في هذه المرحلة ، سيكون تسعير الجملة أقل من التكاليف المدعومة للطاقة الشمسية في كاليفورنيا ، مما يقوض الأساس المنطقي الاقتصادي البحت لبناء المزيد من المحطات ، كما يشير هاوسفاذر.

الولايات 100 SB القانون ، الذي تم إقراره في عام 2018 ، يتطلب أن تأتي كل كهرباء ولاية كاليفورنيا من مصادر متجددة وخالية من الكربون بحلول عام 2045. وبحلول هذه النقطة ، يمكن أن يأتي حوالي 60٪ من كهرباء الولاية من الطاقة الشمسية ، بناءً على نموذج هيئة الطاقة بكاليفورنيا .

تقدر دراسة الاختراق أن قيمة الطاقة الشمسية - أو متوسط ​​سعر الجملة بالنسبة لمصادر أخرى - ستنخفض بنسبة 85٪ في تلك المرحلة ، مما يقضي على اقتصاديات المزارع الشمسية ، على الأقل كما توجد شبكة كاليفورنيا اليوم.

كيف سنصلح هذا؟

هناك عدة طرق لتخفيف هذا التأثير ، على الرغم من أنه لا يوجد أحد من المحتمل أن يكون حلاً سحريًا.

يمكن لقطاع الطاقة الشمسية الاستمرار في محاولة إيجاد طرق لخفض تكاليف الطاقة الشمسية ، ولكن جادل بعض الباحثين قد يتطلب الأمر التحول إلى مواد وتقنيات جديدة للوصول إلى مستويات رخيصة الثمن مطلوبة لتجاوز انكماش القيمة.

يمكن لمشغلي الشبكات ومطوري محطات الطاقة الشمسية إضافة المزيد من وحدات تخزين الطاقة — وهم كذلك بشكل متزايد.

سلط الباحثون في مختبر لورانس بيركلي الوطني الضوء على انخفاض مماثل في قيم الطاقة الشمسية في ولاية كاليفورنيا في دراسة أوسع نشرت في الجول الشهر الماضي. لكنهم أشاروا أيضًا إلى أن العديد من دراسات النمذجة أظهرت أن إضافة خيارات تخزين منخفضة التكلفة ، بما في ذلك ما يسمى بالمصانع الهجينة المقترنة ببطاريات ليثيوم أيون ، يخفف من انكماش القيمة ويمكّن حصصًا أكبر من مصادر الطاقة المتجددة من العمل اقتصاديًا على الشبكة.

هناك حدود على الأرجح لهذا ، ومع ذلك ، مثل دراسة بعد دراسة يرى أن تكاليف التخزين والنظام ترتفع بشكل حاد بمجرد أن توفر مصادر الطاقة المتجددة الغالبية العظمى من الكهرباء على الشبكة.

يمكن للدول أو الدول أيضًا زيادة دعمها للطاقة الشمسية ؛ إضافة المزيد من خطوط النقل لمسافات طويلة للسماح للمناطق بتبادل الكهرباء النظيفة حسب الحاجة ؛ أو تحفيز العملاء على نقل استخدام الطاقة إلى أوقات من اليوم تتوافق بشكل أفضل مع فترات التوليد العالي.

والخبر السار هو أن كلًا من هذه العناصر سيساعد في تسهيل الانتقال إلى مصادر الكهرباء النظيفة بطرق أخرى أيضًا ، ولكنها ستستغرق أيضًا وقتًا ومالًا كبيرًا للانطلاق.

يقدم سوق الطاقة الشمسية في كاليفورنيا تذكيرًا بأن ساعة المناخ تدق.

تم تحديث هذه القصة لإضافة تفاصيل من دراسة جول.

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به