گلوگاه جدید برق جهان؛ شبکهها از رشد تولید و مصرف عقب ماندند
بر اساس گزارش آژانس بینالمللی انرژی، در سال ۲۰۲۵ دستکم ۱۷۰۰ گیگاوات پروژه تجدیدپذیر در مراحل پیشرفته توسعه و حدود ۶۰۰ گیگاوات پروژه باتری مقیاس بزرگ در انتظار اتصال به شبکه بودهاند.
به گزارش برقمدیا، آژانس بینالمللی انرژی (IEA) در گزارش جدید خود با عنوان «مدرنسازی شبکهها در عصر برق» اعلام کرد شبکههای برق به گلوگاه اصلی توسعه سیستمهای انرژی تبدیل شدهاند و توسعه خطوط و زیرساختهای جدید دیگر با سرعت رشد تقاضا و عرضه برق پیش نمیرود.
بر اساس این گزارش، تقاضای برق در جهان طی یک دهه گذشته تقریباً دو برابر سریعتر از تقاضای کل انرژی رشد کرده است. توسعه استفاده از برق در بخشهای مختلف اقتصاد، افزایش مصرف سرمایش، گسترش صنایع و رشد دیتاسنترها از عوامل اصلی این افزایش تقاضا هستند.
آژانس بینالمللی انرژی برآورد میکند برای پاسخ به رشد تقاضای برق تا سال ۲۰۳۵، ظرفیت شبکههای برق جهان باید دستکم ۳۰ درصد افزایش پیدا کند؛ به این معنا که حدود ۲۵ میلیون کیلومتر خط برق جدید ایجاد یا جایگزین شود.
۲۳۰۰ گیگاوات پروژه در انتظار اتصال
یکی از نشانههای این گلوگاه، افزایش پروژههایی است که آماده تولید برق هستند اما امکان اتصال سریع به شبکه را ندارند.
بر اساس گزارش آژانس بینالمللی انرژی، در سال ۲۰۲۵ دستکم ۱۷۰۰ گیگاوات پروژه تجدیدپذیر در مراحل پیشرفته توسعه و حدود ۶۰۰ گیگاوات پروژه باتری مقیاس بزرگ در انتظار اتصال به شبکه بودهاند.
این وضعیت فقط به تأخیر در اجرای پروژهها محدود نمیشود. ازدحام شبکه در سال ۲۰۲۴ حدود ۱۲ میلیارد دلار در آمریکا و ۴.۳ میلیارد یورو در اتحادیه اروپا هزینه ایجاد کرده است.
از سوی دیگر، محدودیت شبکه موجب شده بخشی از برق تولیدشده از منابع تجدیدپذیر نیز قابل استفاده نباشد. IEA اعلام کرده در سال ۲۰۲۴ بیش از ۱۰ تراواتساعت برق تجدیدپذیر در اتحادیه اروپا محدود یا قطع شده است؛ رقمی که معادل مصرف سالانه حدود سه میلیون خانه است. در هند نیز در سال ۲۰۲۵ حدود ۲.۳ تراواتساعت برق خورشیدی به دلیل محدودیتهای شبکه از مدار خارج شده است.
ساخت خط جدید تنها راهحل نیست
آژانس بینالمللی انرژی تاکید دارد که پاسخ به این مشکل فقط ساخت خطوط و پستهای جدید نیست.
ساخت زیرساختهای جدید شبکه به دلیل فرآیندهای طولانی صدور مجوز، محدودیت زنجیره تأمین، کمبود نیروی متخصص و افزایش هزینه تجهیزات زمان زیادی میبرد. به همین دلیل، استفاده بهتر از شبکههای موجود باید همزمان با توسعه زیرساختهای جدید دنبال شود.
آژانس بینالمللی انرژی معتقد است شبکههای موجود در بسیاری از نقاط، ظرفیت استفادهنشده دارند؛ ظرفیتی که بسته به زمان، شرایط آبوهوایی و وضعیت بار شبکه تغییر میکند.
بر همین اساس، این نهاد استفاده از مجموعهای از فناوریهای دیجیتال، فناوریهای افزایشدهنده ظرفیت شبکه و هوش مصنوعی را پیشنهاد میکند.
ظرفیت ۳۳۰ گیگاواتی که میتوان بدون ساخت شبکه جدید آزاد کرد
یکی از مهمترین یافتههای گزارش این است که استفاده از فناوریهایی مانند تعیین پویای ظرفیت خطوط، بهینهسازی توپولوژی شبکه و کنترل پیشرفته جریان توان میتواند امکان اتصال حداکثر ۳۳۰ گیگاوات ظرفیت جدید تولید، ذخیرهسازی و مصرف برق را به شبکههای موجود فراهم کند؛ بدون اینکه الزاماً نیاز به توسعه فیزیکی شبکه وجود داشته باشد.
آژانس بینالمللی انرژی برآورد کرده اتصال این ظرفیت از طریق توسعه شبکه به سرمایهگذاری حدود ۱۰۰ میلیارد دلار نیاز داشت.
در فناوری «تعیین پویای ظرفیت»، میزان قابلتحمل خطوط و ترانسفورماتورها بهجای آنکه صرفاً بر اساس مقادیر ثابت تعیین شود، با توجه به شرایط واقعی مانند دما، باد، میزان بار و وضعیت تجهیزات محاسبه میشود.
به این ترتیب، در شرایطی که خط به دلیل هوای خنک یا وزش باد امکان انتقال برق بیشتری دارد، شبکه میتواند از این ظرفیت اضافه استفاده کند.
هوش مصنوعی وارد اتاق کنترل شبکه میشود
گزارش آژانس بینالمللی انرژی همچنین بر نقش رو به رشد هوش مصنوعی در مدیریت شبکه تاکید دارد.
به گفته این آژانس،AI میتواند با تحلیل حجم بزرگی از دادههای مربوط به مصرف، تولید، وضعیت تجهیزات، آبوهوا و جریان برق به اپراتورها در پیشبینی وضعیت شبکه، شناسایی گلوگاهها، مدیریت جریان برق و تشخیص ریسکهای احتمالی کمک کند.
البته IEA تاکید میکند هوش مصنوعی قرار نیست جای اپراتورهای شبکه را بگیرد. تصمیمهای حساس همچنان باید تحت نظارت انسان و بر اساس مدلها و قواعد معتبر عملیاتی انجام شود.
مشکل فقط ظرفیت انتقال نیست
از نگاه آژانس بینالمللی انرژی، شبکه آینده با چالش پیچیدهتری نسبت به گذشته روبهروست.
ورود گسترده پنلهای خورشیدی پشتبامی، باتریها، خودروهای برقی و بارهای انعطافپذیر باعث شده جریان برق در بسیاری از شبکهها دیگر یکطرفه نباشد.
همزمان، رشد منابع تولید برق متصل به شبکه از طریق مبدلهای الکترونیکی مانند خورشیدی و بادی، چالشهای جدیدی در زمینه ولتاژ، پایداری، حفاظت و فرکانس ایجاد میکند.
بنابراین حتی اگر یک خط از نظر حرارتی ظرفیت بیشتری داشته باشد، الزاماً به این معنی نیست که شبکه میتواند بدون محدودیت از آن ظرفیت استفاده کند.
نسخه IEA برای شبکههای آینده
آژانس بینالمللی انرژی در مجموع سه مسیر را برای استفاده بهتر از شبکه موجود مطرح میکند:
دیجیتالیسازی شبکه برای افزایش دید و کنترل اپراتورها، فناوریهای افزایشدهنده ظرفیت شبکه برای استفاده بهتر از زیرساختهای موجود و هوش مصنوعی برای پیشبینی، بهینهسازی و مدیریت پیچیدگیهای جدید شبکه.
در یکی از نمونههای مورد اشاره IEA، بهینهسازی توپولوژی شبکه در برخی مطالعات و کاربردهای عملیاتی توانسته ظرفیت مؤثر شبکه را حدود ۵ تا ۲۵ درصد افزایش دهد، در حالی که همزمان محدودیتهای شبکه و قطع برق تجدیدپذیرها کاهش یافته است.
پیام مهم گزارش برای صنعت برق
پیام اصلی گزارش IEA این است که در عصر رشد سریع برق، مسئله فقط ساخت نیروگاه نیست؛ برق تولیدشده باید بتواند بهموقع و با اطمینان از شبکه عبور کند و به محل مصرف برسد.
به همین دلیل، توسعه نیروگاههای تجدیدپذیر بدون توسعه و هوشمندسازی شبکه میتواند به افزایش پروژههای معطل اتصال، محدودشدن تولید برق پاک و افزایش هزینههای سیستم منجر شود.
آژانس بینالمللی انرژی در عین حال تاکید میکند که ساخت شبکههای جدید همچنان ضروری است و فناوریهای دیجیتال قرار نیست جایگزین توسعه فیزیکی شبکه شوند؛ بلکه باید در کنار توسعه خطوط و پستهای جدید، امکان استفاده سریعتر و کارآمدتر از ظرفیت موجود را فراهم کنند.