في عالم يزداد حرارة، التحول من الوقود الأحفوري إلى طاقة متجددة يتم تسخينه. تتوسع القدرة العالمية لتوليد الطاقة المتجددة بسرعة أكبر من أي وقت مضى خلال الثلاثين عامًا الماضية، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية (IEA). وتتوقع الوكالة أنه بحلول عام 2025، ستتفوق الطاقة المتجددة على الفحم لتصبح المصدر الأول للكهرباء في العالم. ومن المتوقع أن يتجاوز توليد طاقة الرياح والطاقة الشمسية الكهروضوئية توليد الطاقة النووية في عامي 2025 و2026 على التوالي. وبحلول عام 2028، 68 دولة سوف تتباهى بمصادر الطاقة المتجددة كمصدر رئيسي للطاقة.

إن تسارع توليد الطاقة النظيفة والمتجددة لا يأتي في وقت قريب جدًا بالنسبة لصانعي السياسات والمدافعين المعنيين تغير المناخ حدث بسبب انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

السياسات الدافعة للتنمية

في مؤتمر الأمم المتحدة لتغير المناخ (COP2023) لعام 28، حددت الحكومات هدفًا لزيادة قدرة الطاقة المتجددة العالمية ثلاث مرات بحلول عام 2030. وهذا سيساعد بشكل مثالي على التقدم. إزالة الكربونوالتخفيف من تغير المناخ وتحقيقه صافي صفر الانبعاثات ، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية.

ولتطوير تكنولوجيا الطاقة المتجددة، تتجه الحكومات إلى اتخاذ تدابير مختلفة في مجال السياسة العامة. إن الخطة الصناعية للصفقة الخضراء للاتحاد الأوروبي، والحوافز المرتبطة بالإنتاج في الهند، وقانون خفض التضخم في الولايات المتحدة، كلها سياسات مصممة لزيادة تحفيز تكامل الطاقة المستدامة. أدت السياسات الاقتصادية الداعمة في الصين إلى تسريع وتيرة الرياح البرية و الطاقة الشمسية الضوئية المشاريع هناك، مما يساعد البلاد على تجاوز الأهداف الوطنية لعام 2030 قبل سنوات من الموعد المحدد. (وهذا أمر بالغ الأهمية لتحقيق هدف مضاعفة مصادر الطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم ثلاث مرات حيث تمثل الصين ما يقرب من 60٪ من إجمالي قدرات الطاقة المتجددة العالمية الجديدة ومن المتوقع أن يأتي عبر الإنترنت بحلول عام 2028.) بالإضافة إلى ذلك، تطور اللوائح المتعلقة بالشركات البيئة والاجتماعية والحوكمة (ESG) وتؤدي المبادرات في جميع أنحاء العالم إلى زيادة الطلب على الطاقة المتجددة في القطاع الخاص، مما يشجع على مزيد من النمو.

نمو الطاقة المتجددة حسب النوع

وعلى الرغم من التدابير السياسية الواسعة النطاق، فإن دعم السياسات غالبا ما يختلف تبعا لنوع الطاقة المتجددة المعنية. دعونا نلقي نظرة فاحصة على عدة أنواع من موارد الطاقة المتجددة والاتجاهات التي تتشكل في كل فئة.

الطاقة الشمسية

وفي عام 2023، شكلت الطاقة الشمسية الكهروضوئية ثلاثة أرباع القدرات المتجددة الإضافية في جميع أنحاء العالم، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية. ينبع نمو القدرات من المحطات على نطاق المرافق واعتماد المستهلك للأنظمة الكهروضوئية الموزعة - توليد الطاقة الشمسية في الموقع في المنازل والشركات -واحتسب النصف الآخر.

ويظل الدعم المستمر للسياسات من الحكومات في جميع أنحاء العالم هو المحرك الرئيسي لهذا النمو. على سبيل المثال، يحفز بعض صناع السياسات توليد الطاقة المتجددة من قبل الأفراد والشركات من خلال برامج القياس الصافي التي تسمح لعملاء المرافق بإرسال الطاقة الفائضة المولدة مرة أخرى إلى مرافقهم للحصول على الائتمانات. وتشمل الحوافز الأخرى التي تشجع إنتاج واستخدام الطاقة الشمسية تعريفات التغذيةوالإعفاءات الضريبية والمزادات التي يتنافس فيها مقدمو الطاقة الشمسية على سعر سوق الطاقة للفوز بالعقود.

إن التوسع في سلسلة توريد الطاقة الشمسية الكهروضوئية يتيح التصنيع اللازم لتلبية متطلبات الصناعة المتنامية. ومن المتوقع أن تساعد زيادة القدرة التصنيعية في الولايات المتحدة والهند والاتحاد الأوروبي على تنويع سلسلة توريد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، لكن الصين لا تزال تهيمن على هذا المجال. (كانت البلاد موطنًا لـ 95% من منشآت تصنيع تكنولوجيا الطاقة الشمسية الجديدة في 2022.) ويتم إنتاج التقدم في تكنولوجيا الطاقة الشمسية الكهروضوئية الألواح الشمسية أخف وزنا وأقل تكلفة وأكثر كفاءة والتي سوف تستمر في زيادة قدرة التوليد مع مرور الوقت.

استنادًا إلى سيناريو وكالة الطاقة الدولية لصافي الانبعاثات الصفرية بحلول عام 2050 (NZE)، إذا تم الحفاظ على معدلات النمو الحالية حتى عام 2030، فإن الطاقة الشمسية الكهروضوئية "تسير على الطريق الصحيح" لتلبية قدرة توليد سنوية تبلغ حوالي 8,300 تيراواط ساعة (TWh). بنهاية العقد. بالإضافة إلى ذلك، من المتوقع أن تكون الطاقة الشمسية الكهروضوئية هي المصدر المهيمن للطاقة في إنتاج الهيدروجين الأخضر منخفض الانبعاثات. يمكن للهيدروجين منخفض الانبعاثات (على عكس الهيدروجين المنتج باستخدام طاقة الوقود الأحفوري) أن يقود السيارة جهود أكبر لإزالة الكربون في الأعمال التجارية التي تتراوح من صناعة الصلب إلى إنتاج الأمونيا، حيث يتم استخدام الهيدروجين للأغراض الصناعية.

قوة الرياح

وكما هو الحال مع الطاقة الشمسية، كانت السياسات العامة أساسية لدفع التوسع في طاقة الرياح، لكن توقعات النمو تختلف حسب المنطقة. وشهدت الصين زيادة بنسبة 66% في قدرة طاقة الرياح في عام 2023، وهي في طريقها لتحقيق المزيد من الإضافات في السنوات المقبلة. ومع ذلك، فإن تطوير المشاريع كان أبطأ مما كان متوقعا في البداية في أوروبا وأمريكا الشمالية. كانت مشاريع طاقة الرياح البحرية معرضة للخطر بشكل خاص: في عام 2023، في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وحدهما، سيتأثر المطورون إلغاء المشاريع البحرية بقدرة إجمالية تبلغ 15 جيجاوات.

قد تساعد السياسات العامة الأخيرة في دعم الصناعة خلال هذه الفترة الصعبة. في عام 2023، أعلن الاتحاد الأوروبي عن خطة عمل طاقة الرياح، مع تدابير لتحسين عمليات الترخيص والمزاد والحصول على التمويل بالإضافة إلى توسيع تدريب القوى العاملة. وفي العام نفسه، أعلنت تسع دول أوروبية عن خطط لزيادة قدرة طاقة الرياح البحرية إلى أكثر من 120 جيجاوات بحلول عام 2030 وأكثر. 300 جيجاوات بحلول عام 2050. وفي الوقت نفسه، تستثمر الحكومة في الولايات المتحدة في تطوير مزارع الرياح العائمة. نشر مزارع الرياح العائمة بقدرة 15 جيجاوات المتوقع بحلول عام 2035.

لكي تتمكن طاقة الرياح من تحقيق أهداف NZE التابعة لوكالة الطاقة الدولية، يجب أن يكون متوسط ​​النمو السنوي كذلك تصل أو تتجاوز 17% سنوياً حتى عام 2030.

الطاقة الكهرومائية

في الوقت الحالي، تولد الطاقة الكهرومائية طاقة أكبر - تصل إلى 4,300 تيراواط في الساعة في عام 2022 - من جميع مصادر الطاقة النظيفة الأخرى مجتمعة، وستظل أكبر مصدر حتى عام 2030، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية. على الرغم من النمو الصغير ولكن المطرد والموثوقية المثبتة، فمن المتوقع أن يتم إضافة إضافات جديدة للطاقة الكهرومائية انخفاض 23٪ على مدى العقد المقبل بسبب تباطؤ التنمية في أوروبا والصين وأمريكا اللاتينية.

على مدى السنوات العشرين الماضية، تحول تركيز صناعة الطاقة من الطاقة الكهرومائية، حيث ركزت معظم البلدان السياسات والحوافز على التوسع في الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. اليوم، أقل من 30 دولة تقديم سياسات لدعم تطوير الطاقة الكهرومائية الجديدة وتجديد المحطات القائمة مقابل أكثر من 100 دولة لديها سياسات لدعم طاقة الرياح والطاقة الشمسية الكهروضوئية.

وللوفاء بسيناريو NZE، ستحتاج الطاقة الكهرومائية إلى النمو بمعدل سنوي قدره على الأقل 4٪.

الوقود الحيوي

إن التوسع العالمي في استخدام الوقود الحيوي جارٍ، ويرجع الفضل في ذلك إلى حد كبير إلى السياسات الحكومية الداعمة في الاقتصادات الناشئة مثل البرازيل والهند وإندونيسيا. ويعتمد الطلب إلى حد كبير على قطاع النقل في تلك البلدان، في حين يتم تمكين العرض من خلال توافر المواد الخام للكتلة الحيوية. البرازيل تقود الطريق في التوسع في استخدام الوقود الحيوي، وهو ما يمثل نسبة متوقعة 40% من النمو بحلول 2028.

يعد التوسع في استخدام الوقود الحيوي محدودًا في الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة وكندا واليابان، ويرجع ذلك جزئيًا إلى ارتفاع التكاليف والشعبية المتزايدة للسيارات الكهربائية. المجالات الرئيسية لنمو الوقود الحيوي في هذه البلدان هي قطاعات وقود الديزل المتجدد ووقود الطائرات الحيوية. وبشكل عام، فإن الوقود الحيوي مثل الإيثانول الحيوي ووقود الديزل الحيوي، إلى جانب السيارات الكهربائية، لديه القدرة على تعويض ما يعادل أربعة ملايين برميل من النفط بحلول عام 2028. وعلى الرغم من هذه المعالم، فإن تتوقع وكالة الطاقة الدولية أن التوسع في الوقود الحيوي سيظل أقل من أهداف NZE لعام 2030.

الغاز الحيوي: في حين أن نمو صناعة الغاز الحيوي بدأ في التسعينيات، فقد شهد العامان الأخيران زيادة في دعم السياسات لبديل الغاز الطبيعي. حاليًا، ما يقرب من نصف إجمالي إنتاج الغاز الحيوي العالمي يأتي من أوروبا 20% منها من ألمانيا وحدها.

تاريخيًا، تم استخدام الغاز الحيوي في محطات الحرارة والطاقة. ولكن في الآونة الأخيرة، شجعت الحكومات الاستخدامات الصناعية واستخدامات النقل للميثان الحيوي، وهو الغاز الحيوي الذي، كما يوحي اسمه، يحتوي على تركيزات كبيرة من الميثان. ومع تنفيذ 13 دولة لسياسات جديدة قوية تدعم الغاز الحيوي منذ عام 2022، مشاريع الوكالة الدولية للطاقة أن نمو إنتاج الغاز الحيوي سوف يتسارع حتى عام 2028.

الطاقة الحرارية الأرضية الطاقة

تخلق التطورات التكنولوجية فرصًا لجلب الطاقة الحرارية الأرضية إلى المزيد من الأماكن. على سبيل المثال، من خلال أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية المحسنة، يتم حقن السوائل تحت الأرض في المناطق التي لا توجد بها مصادر مياه ساخنة طبيعية. يسخن السائل تحت الأرض ومن ثم يتم ضخه إلى السطح، حيث يقوم بتوليد الكهرباء. يتم التخطيط أو تنفيذ العديد من مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك في أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا.

على الرغم من هذه التطورات، يقول المدافعون عن الطاقة الحرارية الأرضية إن هناك حاجة إلى سياسات للاستفادة من إمكاناتها غير المستغلة. يمكن أن تكون الطبيعة كثيفة رأس المال وتكاليف التمويل لمشاريع الطاقة الحرارية الأرضية باهظة. يمكن أن يساعد تطور وفورات الحجم والتقدم التكنولوجي المستمر في خفض التكاليف، ولكن في الوقت الحالي، تتوقع وكالة الطاقة الدولية أنه سيتم الحصول على حوالي 1٪ فقط من الطاقة المتجددة من إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية بحلول عام 2030.²³

التكنولوجيا لدعم الطاقة المتجددة المتطورة

ومع إضافة المزيد من الطاقة المتجددة إلى أنظمة الطاقة، ستلعب التكنولوجيا دورًا حاسمًا في الحفاظ على تدفق إمدادات الطاقة مع ضمان أمن الطاقة واستقرار شبكات الطاقة.

ولأن مصادر الطاقة المتجددة، وخاصة طاقة الرياح والطاقة الشمسية، معرضة للظروف البيئية، فإن ضمان الإنتاج والتوزيع الأمثل أمر بالغ الأهمية لتوفير إمدادات طاقة مستقرة ومرنة. التنبؤ بمصادر الطاقة المتجددة أصبحت بسرعة أداة مهمة في تحول الطاقة. على سبيل المثال، حلول مثل IBM Renewables Forecasting Platform داخل مجموعة IBM Environmental Intelligence Suite يمكن أن توفر توقعات الرياح والطاقة الشمسية لليوم بدقة تصل إلى 92%.

سيساعد التخزين الأفضل أيضًا في جعل أنظمة الطاقة أكثر مرونة. تتطلب الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية أنظمة تخزين الطاقة (ESS) لتوفير إمدادات ثابتة من الطاقة. ومع تطور تكنولوجيا البطاريات على نطاق الشبكة، ستتمكن شركات المرافق من تخزين الكهرباء على المدى الطويل لإدارة الحمل بشكل أفضل خلال فترات انخفاض الإنتاج أو عدمه. على سبيل المثال، تعد بطاريات التدفق شكلاً منخفض التكلفة وقابلاً للتطوير لتخزين الطاقة على المدى الطويل على نطاق الشبكة والتي يتم تطويرها حاليًا.

من البطاريات إلى المصفوفات الشمسية، تعد الإدارة الفعالة للأصول عنصرا هاما في دعم التحول إلى الطاقة النظيفة؛ يمكن لإدارة الأصول الذكية والصيانة التنبؤية مراقبة صحة الأصول وإطالة عمرها. على سبيل المثال، تعمل هيئة الطاقة في نيويورك (NYPA) على تبسيط إدارة أصولها من خلال مجموعة تطبيقات IBM Maximo®. الهدف هو رقمنة البنية التحتية للطاقة في الدولة وتحويله إلى نظام نظيف وموثوق ومرن وبأسعار معقولة على مدى العقد المقبل.

قم بتوسيع رحلة الاستدامة الخاصة بك وتحقيق أقصى استفادة من استثماراتك في الطاقة من خلال ربط خريطة الطريق الإستراتيجية الخاصة بك بالعمليات اليومية.

استكشف IBM Environmental Intelligence Suite للطاقة والمرافق العامة ونرى مجموعة تطبيقات IBM Maximo للطاقة والمرافق.

ابدأ مع ESG ورحلة الاستدامة الخاصة بك