سافانا الثقافي – تحديات إزالة الكربون في افريقيا. في العديد من الدول الإفريقية، خصوصًا تلك التي تتمتع بقطاع صناعي متطور، قد يأتي جزء كبير من إنتاج الطاقة من محطات توليد الطاقة الخاصة بالصناعة. هذا يحدث بشكل خاص في البلدان التي تكون فيها موثوقية الشبكة الكهربائية منخفضة، حيث تعتمد الصناعات على الطاقة الذاتية لتأمين إمداد مستقر بالطاقة. في هذا المقال، سنستعرض استراتيجيات وحلول دعم الصناعات كثيفة الاستهلاك للطاقة لتحسين استخدام الطاقة المتجددة وتحقيق أهداف إزالة الكربون.
تحديات إزالة الكربون في افريقيا
في إفريقيا، تواجه الشركات كثيفة الاستهلاك للطاقة ضغطًا كبيرًا لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بينما تواصل التنافس في السوق العالمية. العديد من هذه الشركات تعمل على شبكات صغيرة خاصة بها، إما من اختيارها أو بسبب الحاجة. ترغب هذه الشركات في نشر الطاقة المتجددة ولكنها تحتاج إلى القيام بذلك بكفاءة واقتصادية.
إدارة عدم التناسق في الطاقة وإمكانية التوزيع ليست مهمة بسيطة، ويكافح معظم الشركات لتحقيق أقصى استفادة من تكوينات الطاقة الهجينة. يمكن لموازنة الطاقة المتجددة أن تقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العمليات، وتضمن أيضًا موثوقية النظام بشكل عام وتقليل تكلفة الكهرباء في المستقبل.
الاستفادة القصوى من الأصول الخاصة بك
كل موقع صناعي فريد من نوعه؛ لا يوجد حل واحد يناسب الجميع عندما يتعلق الأمر بإزالة الكربون. هناك مجموعة كاملة من القيود والظروف والمتغيرات التي تكون محددة لكل عملية، موقع، ومنشأة. ومع ذلك، هناك سؤال مركزي يجب على الجميع الإجابة عليه لحل تحدي إزالة الكربون: كيف يمكن تحقيق أقصى قدر من تكامل الطاقة المتجددة مع ضمان موثوقية الإمداد وتكاليف الطاقة التنافسية؟
عند إضافة الطاقة المتجددة وعدم التناسق إلى الشبكات، يصبح من الضروري إدارة التعقيد المتزايد الذي لا محالة ينشأ بطريقة ذكية. تجنب الحد، وإدارة الاحتياطيات، وتحسين استهلاك الوقود للأصول الحرارية هي العناصر الرئيسية التي ستجعلك تتقدم في عملية إزالة الكربون. في مرحلة مبكرة، يمكن لنمذجة نظام الطاقة المتقدمة أن تساعد في فهم تأثير ملفات التشغيل المختلفة، وتحديد استراتيجيات توليد الطاقة المثلى، والاستفادة من فوائد تحسين التوزيع.
تحسين استراتيجية توليد الطاقة
يجب أن تحقق استراتيجية توليد الطاقة المثلى التوازن بين ثلاثة أهداف رئيسية غالبًا ما تعتبر متناقضة:
- الهدف الأول هو تحقيق أقصى قدر من توليد الطاقة المتجددة لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
- الهدف الثاني هو ضمان أن يكون إمداد الطاقة ثابتًا وموثوقًا.
- ثالثًا، لضمان أن تكون التكلفة الإجمالية للنظام تنافسية. إذا فشلت في تحقيق أي من هذه الأهداف، فستنهار الخطة بالكامل.
لهذا السبب تتطلب استراتيجيات إزالة الكربون الذكية نظرة شاملة على الشبكة الصغيرة بأكملها، مما يحسن مزيج الطاقة المتجددة للطاقة الأساسية، مدعومًا بتقنيات تخزين الطاقة ومحركات التوازن للطاقة القابلة للتوزيع.
حلول طاقتي الرياح والشمس
في حين يمكن أن توفر طاقة الرياح والطاقة الشمسية طاقة خالية من الانبعاثات بتكاليف أقل من الوقود الأحفوري، فإن طبيعتها المتقطعة تضيف عدم يقين إلى النظام. لذلك، ستتطلب إضافة الطاقة المتجددة إلى أسطول الأصول الخاص بك تغيير طريقة إدارة توازن الطاقة لضمان الموثوقية، وتقليل الحد من الطاقة المتجددة، وتقليل استهلاك الوقود للأصول الحرارية. يجب أن تكون الطاقة المرنة متاحة لزيادة الإنتاج أو تقليله بمعدل تذبذب إنتاج الرياح أو الطاقة الشمسية، ولكن أيضًا لمطابقة الطلب المتقلب على الطاقة في الوقت الحقيقي.
حلول مرنة للطاقة الموثوقة
يمكن لمحطات توليد الطاقة ذات المحركات المرنة وأنظمة تخزين الطاقة (ESS) العمل معًا لدعم تكامل الطاقة المتجددة. يمكن لكلا الأصول الطاقة التفاعل بسرعة وكفاءة مع بدء وإيقاف متعددة يوميًا. ترتفع أنظمة تخزين الطاقة بسرعة كبيرة، بينما تولد محطات توليد الطاقة ذات المحركات طاقة مرنة وموثوقة حتى في فترات الإنتاج المنخفضة للطاقة المتجددة وتوفر ميزة القدرة على العمل على أنواع مختلفة من الوقود، من الغاز الطبيعي والوقود السائل أو الوقود الحيوي اليوم، إلى الهيدروجين المنتج محليًا ومشتقاته غدًا مع تطور التكنولوجيا وزيادة توافرها.
بفضل هذه القدرة متعددة الوقود، لا توفر محطات توليد الطاقة ذات المحركات فقط تأمينًا كبيرًا ضد مخاطر إمداد الوقود، بل هي أيضًا التكنولوجيا المثلى “المستقبلية” لإزالة الكربون. يمكن لمحركات الغاز بالفعل العمل بمزيج هيدروجين بنسبة 25% دون تعديلات كبيرة. نتوقع أنه بعد بضع سنوات، ستكون المحركات قادرة على العمل بالكامل على الوقود الأخضر مثل الهيدروجين لتحقيق 100% من الطاقة المتجددة وصافي صفر انبعاثات.
عقل قوي لنظام قوي
يمكن لنظام إدارة الطاقة الذكي (EMS) تمكين التشغيل السلس لأي مزيج من الأصول الطاقة. باستخدام بيانات الوقت الحقيقي، وتنبؤات الطاقة المتجددة، وخوارزميات التعلم الآلي، يمكن لنظام EMS تحسين توزيع أصول التوليد الديناميكي بسرعة، بدلاً من تطبيق نموذج قائم على القواعد الثابتة. يمكن لقدرات التحسين والتحكم في EMS أن تضمن الموثوقية، وتقليل الانبعاثات، وخفض التكاليف.
الخاتمة
لكي تظل الشركات قادرة على المنافسة في تحديات إزالة الكربون في افريقيا، ويجب أن تستند عملية إزالة الكربون الخاصة بها إلى ثلاثة أعمدة: تقليل الانبعاثات، وتكلفة تنافسية، وموثوقية. لتحقيق ذلك، لا يمكن أن تعتمد الرحلة إلى الصفر الصافي للأعمال التعدينية والصناعية في إفريقيا على حل واحد. إنها خطة طويلة الأجل، تعتمد على إدارة البيانات للأصول الطاقة.
من خلال دمج نمذجة نظام الطاقة المتقدمة، ومحطات توليد الطاقة ذات المحركات المرنة، وأنظمة إدارة الطاقة الذكية، يمكن للصناعات الإفريقية تحسين استخدام الطاقة المتجددة، وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وضمان إمداد مستقر وتنافسي للطاقة. لا يدعم هذا النهج الشامل الاستدامة فحسب، بل يعزز أيضًا النمو الاقتصادي والمرونة في مواجهة تحديات الطاقة العالمية.
إقرا المزيد:
- التصدي لتحديات المناخ في أفريقيا: الطريق إلى الزراعة القادرة على الصمود
- الاحتفال بمثابرة المزارعات : حافز لا يصدق للتحول الاجتماعي والاقتصادي
- افريقيا قد تكون الوجهة الأكبر في تصدير الجرافيت للعالم
