الهدف والحواجز وما يعنيه كل ذلك بالنسبة للفحم والغاز.

تتمثل رؤية الرئيس بايدن المناخية في تحويل الطاقة من الوقود الأحفوري إلى مصادر الطاقة المتجددة في قطاع الكهرباء في الاقتصاد الأمريكي. أحد الأهداف 80٪ من توليد الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة بحلول عام 2030.

هذا امتداد لأن مصادر الطاقة المتجددة تساهم الآن بنسبة 40٪ فقط إذا تم تضمين الطاقة النووية إلى جانب الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية (الشكل 1). في غضون 7-8 سنوات فقط ، يتعين على الولايات المتحدة أن تنتقل من 40٪ من إجمالي الطاقة الكهربائية الحالية التي تبلغ حوالي 4,000 جيجاكيلو واط ساعة / سنة (GKWH / Y) إلى 80٪ من عدد أكبر من GKWH / Y لأنه من المتوقع أن تحتاج الولايات المتحدة إلى المزيد من 4,000 جيجاوات ساعة / سنة من إجمالي الطاقة بحلول عام 2030.

ولكن ما مقدار امتداده؟ دعونا نجمع بعض الأرقام معًا لنرى مدى جدوى هذا الهدف ، وماذا يمكن أن تكون العواقب على صناعة النفط والغاز.

نمو مصادر الطاقة المتجددة اللازمة لتحقيق هدف بايدن.

يقدم تقييم الأثر البيئي تاريخًا لتوليد الكهرباء في الولايات المتحدة حتى عام 2021 (الشكل 2). الأرقام موضحة في الجدول 1. بالنسبة لعام 2021 ، تبلغ مصادر الطاقة المتجددة (بما في ذلك الطاقة النووية كما هو محدد أعلاه) 40٪. لرفع هذه النسبة إلى 80٪ على الفور يتطلب 40٪ أخرى أو 186 جيجاواط من مصادر الطاقة المتجددة. إجمالي المعروض في الولايات المتحدة هو 466 جيجاواط.

إذا تم استخدام إسقاط EIA حتى عام 2030 بدلاً من ذلك ، فستكون الطاقة الإجمالية 4,570 بدلاً من 4,080 جيجاوات في الساعة / Y وسيتطلب الوصول إلى 80 ٪ من هذا الإجمالي 157 جيجاوات إضافية. لاحظ أن 157 جيجاواط أقل من 186 جيجاواط في عام 2021 لأن 157 جيجاواط تقع على رأس الزيادة المتوقعة في الكهرباء المتجددة حتى عام 2030.

أيضا ، هذا الإسقاط هو الحالة المرجعية لتقييم التأثير البيئي. وهي تشمل أيضًا أربع حالات إسقاط أخرى لم يتم تناولها هنا.

من الناحية الواقعية ، فإن نمو إضافي للطاقة المتجددة حتى عام 2030 سيكون أقرب إلى 157 جيجاوات. ولكن إذا تم تركيب طاقة شمسية وطاقة الرياح تبلغ 186 جيجاوات بطريقة سحرية في عام واحد ، 2023 ، فسيستمر هذا العرض ، مع الصيانة ، لسد الفجوة البالغة 157 جيجاوات وتحقيق هدف 80٪ المطلوب لعام 2030.

هذا النطاق من الأرقام أصغر بكثير من ذكرت أرقام أخرى من 950 جيجاواط من الطاقة النظيفة الجديدة و 225 جيجاواط من تخزين الطاقة للشبكة ، مما يجعل إجمالي 1175 جيجاواط بحلول عام 2030. ويبدو أن هذه الأرقام المرتفعة تعتمد على الإمدادات التراكمية البالغة 120 جيجاواط كل عام ، في المتوسط. ولكن بمجرد تركيب سلسلة من مزارع الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح التي تولد 120 جيجاوات ، في السنة الأولى ، على سبيل المثال ، تظل هذه المنشآت لبقية المدة. إنه ليس اقتراحًا تراكميًا.

ثلاث خطوات لتنفيذ نمو مصادر الطاقة المتجددة.

هناك ثلاث خطوات لتنفيذ نمو مصادر الطاقة المتجددة: (1) توليد الكهرباء ، (2) النقل ، و (3) التوزيع عبر المحطات الفرعية إلى المنازل.

لا يبدو أن القدرة على توليد الكهرباء تمثل مشكلة. نفس التقرير يقتبس من 930 جيجاواط من السعة و 420 جيجاواط من التخزين - في انتظار أن يتم بناؤها في جميع أنحاء الولايات المتحدة. هذا أعلى بكثير ، بناءً على حساباتنا ، والتي تتطلب زيادة إضافية لمرة واحدة من 157 إلى 186 جيجاوات.

لكن هناك مشكلة في الخطوة (2): النقل بواسطة خطوط الجهد العالي. يصف التقرير تشابهًا بين الزيادة الكبيرة في الإلكترونات التي تتحرك على طول خطوط النقل ونظام الطرق السريعة عبر الولايات المتحدة: يحتاج حمل زيادة كبيرة في عدد السيارات إلى المزيد من الطرق السريعة ، أو الطرق السريعة الأوسع ، والمزيد من منحدرات الدخول.

حواجز الطرق.

مطورو الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في طابور انتظار تصاريح البناء. يرجع التأخير إلى "قوائم انتظار الترابط" ، مما يعني أن طلبات المطور يجب أن تنتظر حتى تتم الموافقة عليها من قبل السلطات الإقليمية. وهنا بعض مفيدة رؤى حول المشكلة:

استغرق إذن الاتصال حوالي عامين قبل عام 2010 ، لكنه تضاعف هذا الوقت مؤخرًا. كان أكثر من 8,000 مشروع للطاقة المتجددة في طابور الانتظار في نهاية عام 2021 - أكثر من السعة الإجمالية لجميع محطات الطاقة الحالية في الولايات المتحدة.

الأسباب أولاً ، خطوط النقل الحالية عبر الولايات المتحدة تعمل بالقرب من السعة الكاملة. ثانيًا ، قلل بعض المطورين من تقدير تكاليف الاتصال بالشبكة - قال أحد التقارير إن التكاليف تضاعفت بعد عام 2018.

ثالثًا ، كان النظام قائمًا على أساس أسبقية الحضور. يواجه هذا مشكلة عندما يقوم المطورون الذين هم في عجلة من أمرهم بوضع تطبيقات اتصال غير مهيأة بشكل كافٍ ، وتميل هذه التطبيقات إلى انسداد النظام. ربما تكون استراتيجيتهم هي تقديم العديد من الطلبات ونأمل أن يظل أحدهم في مكان ما.

تتمثل إحدى الإجابات على ذلك في إعطاء الأولوية للتطبيقات "الجاهزة للمجارف" التي بذلت العناية الواجبة. هناك إجابة أخرى وهي تقييم العروض المنفصلة في مجموعات ، ثم تقديم التصاريح على دفعات.

تعمل اللجنة الفيدرالية لتنظيم الطاقة (FERC) ، المسؤولة عن تنظيم خطوط النقل عبر الولايات المتحدة ، على قواعد جديدة لتبسيط عملية الموافقة على الاتصال.

قال أحد المراقبين إن خلاصة القول هي أن الولايات المتحدة بحاجة إلى توسيع خطوط النقل عبر الولايات المتحدة بنسبة 25٪ على الأرجح.

المغامرات القبلية في مصادر الطاقة المتجددة.

القصة هي نفسها إلى حد كبير للمؤسسات القبلية في مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، ولكن مع بعض التقلبات الإضافية.

أولاً ، يسمح قانون خفض التضخم لعام 2022 للقبائل بالحصول على إعفاءات ضريبية لمشاريع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح - لأول مرة. تغطي الأراضي المملوكة للقبائل حوالي 6٪ من مساحة الولايات المتحدة. هذا يعني أنه يمكنهم توفير ما يقرب من 10 جيجاوات من الطاقات المتجددة ، وهو ما يمثل حوالي ثلث إجمالي المشاريع الأمريكية التي تم طرحها على الإنترنت في عام 2021.

لكن الحاجز الرئيسي هو نفسه - قائمة انتظار الترابط. إن فترات الانتظار الطويلة والسنوات ثم عدم اليقين بشأن رسوم التوصيل البيني هي قضايا خطيرة إذا لم يكن لأصحاب القبائل أموال كبيرة. يحكي التقرير عن مزرعتين للرياح قيد التطوير حيث تبين أن الرسوم بلغت 48 مليون دولار ولا يمكن للمطورين تحملها الذين اضطروا إلى الانسحاب من قائمة الانتظار.

في إقليم إحدى القبائل ، قُدر التأخير في قائمة الانتظار بما يتراوح بين 5 و 7 سنوات ، وهو ما يجعل من المستحيل المساعدة في تحقيق هدف الرئيس بايدن المتمثل في 80٪ من الكهرباء المتجددة بحلول عام 2030.

من عيوب القبائل التي ترغب في تطوير المرافق الكهربائية الخاصة بها نقص الخبرة الفنية أو التمويل الأولي لاستكمال دراسات الجدوى. لكن قانون الجيش الجمهوري الأيرلندي زاد إلى 20 مليار دولار (من 2 مليار دولار فقط) ما هو متاح الآن لقروض لمشاريع متجددة وهذا ينبغي أن يكون مساعدة كبيرة.

مع وجود ما يقرب من 600 قبيلة فوق الولايات المتحدة ، يبدو أن القانون الجديد للجيش الجمهوري الأيرلندي يمثل فرصة عظيمة للقبائل لتطوير مشاريعهم الخاصة في مجال الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وتخزين البطاريات.

ماذا يعني هذا بالنسبة للفحم والغاز.

إذا كانت مصادر الطاقة المتجددة ستزداد بنسبة 30٪ أو 157 جيجاوات بحلول عام 2030 ، فلا بد من أن يحدث شيء ما إذا كان إجمالي توليد الكهرباء 522 جيجاوات في عام 2030 كما هو موضح في الجدول 1. سيتعين على الفحم والغاز أن ينخفضا بمقدار 157 جيجاوات للتعويض.

أول ما سيحدث منطقيًا هو محطات الطاقة التي تعمل بالفحم لأن الفحم يحترق أقذر من الغاز الطبيعي. إذا وصل الفحم إلى الصفر في عام 2030 ، أي انخفاضًا بمقدار 103 جيجاوات ، فسيتعين أن ينخفض ​​الغاز بمقدار 54 جيجاوات إلى 123 جيجاوات في عام 2030 ، لضمان انخفاض إجمالي بمقدار 157 جيجاوات.

هذا الانخفاض في الغاز ، من 177 جيجاوات في عام 2021 إلى 123 جيجاوات في عام 2030 ، يصل إلى 30٪. لذلك إذا تم إيقاف تشغيل جميع مواقد الفحم ، فستستخدم محطات الطاقة التي تعمل بالغاز الغاز الطبيعي بنسبة 30 ٪ أقل. وإذا اتبع العرض الطلب ، سينخفض ​​إنتاج الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة بنسبة 30٪ بين عامي 2021 و 2030. وهذا يتفق مع نطاق النفط و تخفيضات الغاز المقدرة سابقا، بناءً على أهداف الرئيس بايدن (تم التحديث في Teknisk Ukeblad ، أكتوبر 2021.)

سيكون خفض إنتاج الغاز بنسبة 30٪ بحلول عام 2030 في الولايات المتحدة نتيجة خطيرة لهدف بايدن المتمثل في 80٪ من الكهرباء المتجددة بحلول عام 2030. وسيكون الجزء أكبر من 30٪ إذا لم يتم إيقاف تشغيل جميع محطات الطاقة التي تعمل بالفحم بحلول عام 2030 لكن هذا الجزء سيكون أقل إذا تم تحويل فائض الإنتاج الأمريكي إلى الخارج عبر ناقلات الغاز الطبيعي المسال إلى أماكن مثل أوروبا وجنوب شرق آسيا.

الوجبات الجاهزة.

لتحقيق هدف الرئيس بايدن للطاقة المتجددة لتوفير 80 ٪ من إجمالي الكهرباء بحلول عام 2030 ، فإن الانخفاض المتوقع في محطات الطاقة التي تعمل بالغاز ، من 177 جيجاوات في عام 2021 إلى 123 جيجاوات في عام 2030 ، تصل إلى 30 ٪.

يجب أن يكون هذا مصدر قلق لصناعة النفط والغاز ، لأنه إذا كان العرض يتبع الطلب ، فإن إنتاج الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة سينخفض ​​بنسبة 30٪ بين عامي 2021 و 2030.

سيكون الجزء أكبر من 30٪ إذا لم يتم إيقاف تشغيل جميع محطات الطاقة التي تعمل بالفحم. لكن الجزء سيكون أقل إذا تم توجيه فائض الإنتاج الأمريكي إلى الخارج عبر ناقلات الغاز الطبيعي المسال ، وهو ما يحدث بالفعل.

لتحقيق هدف الرئيس ، فإن الحاجز الرئيسي ليس الإمداد ، ولكن تطوير خطوط النقل التي تمر عبر البلاد. تقوم FERC بتغيير القواعد لتسريع النظام.

مع وجود ما يقرب من 600 قبيلة في الولايات المتحدة ، يجب أن يكون قانون IRA الجديد لقروض المشاريع المتجددة بالإضافة إلى قواعد FERC الجديدة فرصة رائعة للقبائل لتطوير مشاريع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وتخزين البطاريات الخاصة بهم.