بالأرقام - إنقاذ كاليفورنيا من نهاية العالم للطاقة

قبل أيام قليلة من عطلة عيد العمال في عطلة نهاية الأسبوع ، صوت مجلس موارد الهواء في كاليفورنيا على حظر بيع السيارات التي تعمل بالبنزين بحلول عام 2035 ، مما أدى إلى إغلاق الباب مستقبلاً لما كان منذ فترة طويلة "ثقافة السيارة" الأكثر شهرة في البنزين في أي مكان في الولايات المتحدة. في وقت لاحق من نفس الأسبوع ، أصدر مشغل شبكة الكهرباء في كاليفورنيا ، المعروف باسم مشغل النظام المستقل في كاليفورنيا ، تحذيرًا من الاستخدام المفرط الوشيك للشبكة الكهربائية وطلب من جميع سكان كاليفورنيا الذين يمتلكون أو يشغلون مركبات كهربائية طواعية عدم شحنها من 31 أغسطس إلى 6 سبتمبر - بشكل أساسي ، خلال عطلة نهاية الأسبوع في عيد العمال - أو على الأقل عدم فرض رسوم عليهم بين الساعة 4:00 مساءً و 9:00 مساءً. إن تجاور هذين الحدثين في وقت قريب جدًا لا يمكن أن يكون أكثر توضيحًا للتخطيط الفاشل لولاية كاليفورنيا عندما يتعلق الأمر بالانتقال إلى بيئة طاقة غير حفرية.

للبدء ، قد تعمل القيود الطوعية الموضحة أعلاه على شحن السيارات الكهربائية مع أولئك الذين يستخدمون سياراتهم الكهربائية على أساس تقديري ، ولكن مع اندفاع الدولة لكهربة كل شيء آخر تقريبًا ، وحظر استخدام المدن الكبيرة مثل سان فرانسيسكو وبيركلي. من الغاز الطبيعي في تشييد المباني في المستقبل ، فإن الضغوط المستقبلية على الشبكة الكهربائية يمكن أن يكون لها ، وستكون ، عواقب أكثر عمقًا ودراماتيكية لا يمكن تخفيفها بسهولة بمجرد مطالبة المتطوعين بعدم استخدام أو شحن سياراتهم الكهربائية (أو استخدام الكهرباء لأي أغراض أخرى مألوفة وضرورية في كثير من الأحيان).

في غضون ذلك ، في نهاية الأسبوع ، أقرت كاليفورنيا ميزانية وضعت قيودًا جديدة على التنقيب عن النفط والغاز ، وخصصت المليارات لبرامج الطاقة النظيفة ، وحركت الولاية نحو المزيد من الكهرباء ، وفوضت كاليفورنيا بالحصول على 90٪ من طاقتها من مصادر متجددة بحلول عام 2030.

نظرًا لأهمية الطاقة الموثوقة والفعالة من حيث التكلفة لكل جانب من جوانب حياتنا اليومية تقريبًا ، فقد يكون من المفيد محاولة دراسة ما ستحتاجه كاليفورنيا بالفعل من أجل الانتقال تمامًا إلى هدفها المتمثل في أن تكون دولة تعمل بالطاقة الكهربائية. بهذه الطريقة ، يمكننا "اتباع العلم" ودراسة ما إذا كان هناك مسار واقعي وقابل للتحقيق نحو كهربة كاملة لكاليفورنيا على الإطلاق ، وإذا كان الأمر كذلك ، فحدد ما سيترتب عليه في الواقع ، بدلاً من تقديم الابتذال والتوقعات المتفائلة التي قد لا تكون كذلك بما يتفق مع الواقع.

يوجد أدناه مخطط سانكي لمدخلات ومخرجات الطاقة الحالية في كاليفورنيا. تأتي البيانات من عام 2019 ، آخر عام متاح. يظهر ما يلي:

• تنتج كاليفورنيا فقط حوالي 596 تريليون وحدة حرارية بريطانية (TBTTBT
  ش) الكهرباء. تستورد Golden State أيضًا 258. وبالتالي كان إجمالي استخدام الكهرباء في كاليفورنيا 854 TBTU في جميع المناطق.
• يستهلك النقل 3069 TBTU لإنتاج 644 TBTU من الطاقة "المفيدة". معظم هذه الخسارة ناتجة عن عدم كفاءة فقدان محرك الاحتراق الداخلي للحرارة داخل المحرك وخسائر ميكانيكية أخرى.
• فقط 2.6 TBTU من 3069 TBTU التي تذهب إلى النقل تأتي من الطاقة الكهربائية. سيشمل ذلك جميع القطارات والعربات والسيارات ووسائل النقل الأخرى. تقدر وزارة الطاقة الأمريكية كفاءة الكهرباء في تشغيل الطاقة بنسبة 60٪ (تقترب نسبة ICE من 21٪).
• بافتراض أن المسار البترولي بالكامل للمركبات كهربائي ، بدون تغيير في حركة المرور الإجمالية ، يمكننا تقدير أن كاليفورنيا تحتاج إلى نفس 644 تيرابايت حراري من الطاقة المفيدة. مع كفاءة 60٪ ، هذا يعني أن كاليفورنيا تحتاج إلى 644 / 0.60 = 1073 تيرا بايت من الكهرباء فقط للنقل.
• هذه زيادة 1073-2.6 = 1071.4 TBTU في استهلاك الكهرباء.
• هذا بالإضافة إلى 854 TBTU المستهلكة بالفعل ، لذلك (1071.4 + 854) / 854=2.25x استهلاك التيار الكهربائي الحالي.
• بافتراض أن كاليفورنيا يجب أن تنتج هذا القدر من الكهرباء لتلبية احتياجاتها الإجمالية ، فإننا نتحدث عن زيادة (1071.4+ 596) / 596 = 2.79x من الإنتاج الكهربائي الحالي.
• لذلك ، بافتراض أن الشبكة الكهربائية الحالية في كاليفورنيا يمكنها حتى التعامل مع الطاقة الإضافية (والتي ، كما رأينا في الأيام الأخيرة ، من غير المحتمل جدًا) ، تحتاج كاليفورنيا إلى زيادة إنتاجها الكهربائي بشكل جذري إلى أكثر من ضعف ما تنتجه حاليًا من أجل توليد طاقة كهربائية كافية تلبية احتياجاتها المستقبلية ، لا سيما عند الانتقال إلى بيئة المركبات الآلية التي لا تعمل بالبنزين.

من الواضح أنه من غير المحتمل أن تظل هذه الافتراضات والمستويات الحالية لاستخدام الطاقة والنقل ثابتة حتى عام 2035 ، لذلك سيحتاج المخططون إلى افتراض أنهم سيحتاجون إلى طاقة أكبر مما هو منصوص عليه في هذه الأرقام لتلبية الطلب على الكهرباء في عام 2035. كخط أساس ومع ذلك ، فإن ISO في كاليفورنيا (أي الكيان المستقل والخاضع للتنظيم الفيدرالي الذي ينسق النقل الإقليمي على الشبكة الكهربائية) يجب أن يكون قادرًا على تحسين الشبكة الكهربائية بحيث يمكنه ، على الأقل ، التعامل مع هذا القدر من الطاقة والقيام بذلك بكفاءة و بأمان. من المحتمل أن يستغرق هذا مليارات الدولارات من الاستثمار الجديد.

إذا كان كل هذا أو حتى معظمه ممكنًا ، فسيبقى سؤالان مهمان حول سبب وكيفية القيام بذلك:

أولاً ، هل سيسمح دعاة حماية البيئة في كاليفورنيا بتحسين البنية التحتية الكهربائية وقدرة التوليد في الولاية على الإطلاق؟ يبدو من الغريب طرح هذا السؤال ، نظرًا لأن السبب الكامل للانتقال إلى الكهرباء هو الحفاظ على بيئتنا وبيئتنا ، ولكن هذا ينظر إلى الأشياء على المستوى الكلي بدلاً من المستوى الجزئي. من المحتمل أن تواجه كل ترقية مخططة للشبكة الكهربائية في كاليفورنيا معارضة بيئية محلية ، كما تفعل جميع البنية التحتية الجديدة تقريبًا. هل الطبقة السياسية في كاليفورنيا مستعدة لمواجهة المعارضة البيئية من أجل مصلحة بيئية محتملة أكبر؟ حتى هذه اللحظة ، هناك القليل من الأدلة على أنها ستفعل ذلك. في الواقع ، حدث شيء من هذا القبيل مؤخرًا عندما ، في عام 2021 ، عارض دعاة حماية البيئة في ولاية مين ومجموعات أخرى خطة ماساتشوستس لتركيب خط كهرباء لمسافات طويلة في المناطق النائية من ولاية ماين لتزويد الطاقة الكهرومائية الصديقة للبيئة من مقاطعة كيبيك إلى ماساتشوستس لصالح استفتاء الولاية لإحباط خطط ماساتشوستس. منذ ذلك الحين ، قضت أعلى محكمة في ولاية ماين بأن الاستفتاء غير دستوري ، ولكن تظل النقطة أنه حتى المجتمع البيئي لا يُتوقع منه دعم تحسينات البنية التحتية الكهربائية التي تهدف إلى تسهيل الانتقال بعيدًا عن الوقود الأحفوري إلى أشكال أنظف بكثير من توليد الطاقة الكهربائية.

ثانيًا ، وربما الأهم ، كيف ستولد كاليفورنيا تلك الزيادة غير العادية في الكهرباء؟ تتطلب ميزانية الدولة لعام 2023 التي تم إقرارها للتو توليد 90٪ من الطاقة من مصادر متجددة بحلول عام 2030 ، ولكنها تتراجع أيضًا عن إغلاق المحطات النووية في ديابلو كانيون ، والتي كان من المقرر أن تتوقف بحلول عام 2025 ، ولكن فقط حتى عام 2030 ، التاريخ المستهدف. للتغير بنسبة 90٪ في مصادر الطاقة المتجددة.

إذن ، ما هو مصدر هذه الزيادة الضرورية بلا منازع في إنتاج الطاقة الكهربائية؟ وتطالب الدولة ألا يكون الفحم أو الغاز الطبيعي. بدلاً من ذلك ، فإن الإجابة ، سواء بالاختيار والآن بموجب ولاية ولاية كاليفورنيا ، هي مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. تمتلك كاليفورنيا ، بالطبع ، بعضًا من أفضل الظروف لإنتاج كلا الشكلين من الطاقة المتجددة. ومع ذلك ، يبدو أن الاقتراح القائل بأن هذه الزيادة الهائلة في توليد الكهرباء لن يأتي إلا من مصادر متجددة في السنوات الثماني المقبلة هو امتداد كبير ، ومن الصعب أن نرى كيف يمكن لهذا أن يجيب على مسألة الموثوقية. ما نتحدث عنه هو تغيير سياسي واجتماعي واقتصادي في أكثر دولتنا سكانًا على نطاق وضمن إطار زمني لم يسبق له مثيل من قبل. من المنطقي أن نشكك في فرص كاليفورنيا في تحقيق النجاح.

ومع ذلك ، دعونا نأمل بصدق أن تنجح ولاية كاليفورنيا. نتفق جميعًا على أن الانتقال نحو مصادر أنظف للطاقة في أسرع وقت ممكن ليس فقط سياسة جيدة ولكنه أيضًا مسألة ضرورية ، لا سيما بالنظر إلى الأضرار الواضحة المتزايدة لتغير المناخ. ومع ذلك ، فإن القيام بذلك بشكل أساسي من خلال أمر حكومي مع القليل من التفكير الذي يسبقه وبدون خطة حقيقية لكيفية إنجازه نادرًا ما يكون وصفة للنجاح. بمعنى آخر ، الرغبة - أو في هذه الحالة ، الإقرار - لا تجعلها كذلك. ربما يكون البديل هو تشغيل الأرقام ، واتباع العلم لمعرفة ما نحتاج إلى فعله بالفعل وكيف يمكننا بالفعل الوصول إلى هناك ، ثم السعي لتجميع الإرادة السياسية للقيام بذلك. سيتطلب ذلك الكثير من التضحيات والتسويات عبر الطيف السياسي والاقتصادي ، ولا يوجد طريق مختصر للقيام بذلك. من الأفضل أن تبدأ الآن.

أكثر من فوربزفي فوز كبير للنووية ، صوت المشرعون في كاليفورنيا لإنقاذ ديابلو كانيونBy روبرت برايس
وبورحكمت المحكمة العليا في ولاية ماين بأن استفتاء الناخبين الذي يعوق ممر السلطة غير دستوري
أكثر من فوربزناخبو مين يرفضون نقل الطاقة المتجددةBy دانيال ماركيند

Lnlمخططات تدفق الطاقة
الولايات المتحدة الأمريكية اليومتقدم كاليفورنيا موجة من التشريعات المناخية ، بما في ذلك قيود الحفر وأهداف الطاقة النظيفة
بنج