شبکه برق بدون منابع قابل اتکا پایدار نمیماند
افزایش ۳۱ درصدی تولید برق زغالسنگ در طوفان زمستانی فرن آمریکا
طوفان زمستانی «فرن» در ایالات متحده بهعنوان یک آزمون واقعی برای تابآوری شبکه برق و عملکرد نیروگاهها عمل کرد. دادههای اداره اطلاعات انرژی آمریکا نشان میدهد در هفته اوج سرما، تولید برق از نیروگاههای زغالسنگی ۳۱ درصد و از نیروگاههای گازی ۱۴ درصد افزایش یافت؛ در حالیکه تولید برق بادی، خورشیدی و برقآبی کاهش پیدا کرد. در برخی مناطق مانند نیوانگلند، محدودیت عرضه گاز طبیعی باعث افزایش چشمگیر استفاده از سوخت نفتی برای تولید برق شد. در تگزاس نیز اپراتور شبکه اعلام کرد با اتکا به برنامههای زمستانیسازی، افزایش ذخایر و اصلاحات طراحی بازار، شبکه بدون اعلام وضعیت اضطراری مدیریت شده است. این رویداد بار دیگر نقش منابع قابلاتکا و مدیریت پذیر را در حفظ پایداری شبکه برق در شرایط اوج تقاضا برجسته کرد.
صاحبخبر - به گزارش مسیر اقتصاد پایگاه تخصصی «پاور انجینیرینگ» در گزارشی به بررسی عملکرد ناوگان تولید برق آمریکای شمالی در جریان طوفان زمستانی «فرن[۱]» پرداخته است؛ طوفانی که بخشهای گستردهای از ایالات متحده را در سرمای شدید فرو برد و تقاضای برق را بهطور قابلتوجهی افزایش داد. این گزارش با استناد به دادههای اداره اطلاعات انرژی آمریکا[۲]، شورای قابلیت اطمینان برق آمریکای شمالی[۳] و اپراتورهای منطقهای شبکه، نحوه واکنش منابع مختلف تولید برق و سیاستهای عملیاتی شبکه را تحلیل کرده و نشان میدهد در شرایط افت تولید انرژیهای تجدیدپذیر، نقش منابع قابل برنامهریزی مانند زغالسنگ و گاز طبیعی در حفظ پایداری شبکه برجستهتر شده است. افزایش چشمگیر تولید برق زغالسنگ و گاز در اوج سرمای زمستانی طوفان زمستانی فرن با کاهش دما در بخشهای وسیعی از ایالات متحده، تقاضای برق را بهطور قابل توجهی افزایش داد و همزمان فشار زیادی بر زیرساختهای سوخت و شبکه برق وارد کرد. در چنین شرایطی، منابع قابل برنامهریزی نقش کلیدی در تأمین پایدار برق ایفا کردند. دادههای اداره اطلاعات انرژی آمریکا نشان میدهد در هفته منتهی به ۲۵ ژانویه، تولید برق نیروگاههای زغالسنگی در ۴۸ ایالت اصلی آمریکا نسبت به هفته قبل از آن ۳۱ درصد افزایش یافته است. در همین دوره، تولید برق از گاز طبیعی نیز ۱۴ درصد رشد داشت. در مقابل، تولید برق از منابع بادی، خورشیدی و برقآبی کاهش پیدا کرد. بر اساس این آمار، سهم زغالسنگ از تولید کل برق آمریکا در آن هفته به ۲۱ درصد رسید؛ در حالی که این سهم در هفته قبل از آن ۱۷ درصد بود. همچنین گاز طبیعی با سهم ۳۸ درصدی همچنان بزرگترین منبع تولید برق باقی ماند و انرژی هستهای نیز حدود ۱۸ درصد از برق تولیدی را تأمین کرد. این تغییرات نشان میدهد در شرایط افت تولید منابع متناوب، شبکه برق به منابع قابل اتکا و مدیریتپذیر[۴] متکی میشود. افزایش کمسابقه استفاده از نفت در شبکه برق نیوانگلند در منطقه نیوانگلند[۵] شرایط سوخت بهمراتب پیچیدهتر بود. در سطح کل ایالات متحده، نیروگاههای نفتی کمتر از یک درصد از تولید برق در مقیاس نیروگاهی را تشکیل میدهند، اما این منطقه در دورههای اوج تقاضای زمستانی وابستگی بیشتری به سوخت نفتی دارد. در جریان طوفان فرن، نفت از ظهر ۲۴ ژانویه تا اوایل ۲۶ ژانویه به منبع غالب تولید برق در این منطقه تبدیل شد. این وضعیت عمدتاً به دلیل محدودیت در دسترسی به گاز طبیعی در دوره اوج مصرف زمستانی رخ داد. اداره اطلاعات انرژی آمریکا اعلام کرد تولید برق از سوخت نفتی در نیوانگلند طی روزهای ۲۵ و ۲۶ ژانویه به حدود ۸ گیگاوات رسید؛ رقمی که حتی از ظرفیت نیروگاههایی که عمدتاً با نفت کار میکنند نیز فراتر رفت. این مسئله نشان میدهد بخشی از نیروگاههای دوگانهسوز، بهویژه نیروگاههای گازی، در شرایط کمبود یا گرانی گاز طبیعی به استفاده از سوخت نفتی روی آوردهاند. اپراتور شبکه این منطقه اعلام کرده است با ادامه سرما، چالش اصلی در هفتههای بعدی تأمین سوخت و جایگزینی ذخایر مصرفشده خواهد بود. به همین دلیل این اپراتور تصمیم گرفته است بهجای انتشار پیشبینی هفتگی، هر روز پیشبینی ۲۱ روزه تقاضای برق را منتشر کند. گذر موفق شبکه برق تگزاس از بحران با اجرای الزامات سختگیرانه زمستانیسازی در جنوب ایالات متحده، شبکه برق تگزاس توانست بدون بروز بحران گسترده از طوفان فرن عبور کند. اپراتور شبکه برق تگزاس در گزارشی اعلام کرد در طول این رویداد نیازی به اعلام هشدار اضطراری انرژی یا درخواست صرفهجویی از مشترکان نبوده است. به گفته این اپراتور، شبکه سراسری تگزاس در طول طوفان با قطعی گسترده ناشی از کمبود تولید یا مشکلات سیستم انتقال مواجه نشد. این عملکرد تا حد زیادی به اقداماتی مانند اجرای الزامات سختگیرانه زمستانیسازی نیروگاهها، افزایش ذخایر عملیاتی شبکه و همچنین اصلاحات جدید در طراحی بازار برق نسبت داده شده است. یکی از این اصلاحات که در دسامبر ۲۰۲۵ اجرا شد، امکان مشارکت باتریها در فرایند بهینهسازی همزمان بازار لحظهای برق است. این تغییر به اپراتور شبکه اجازه میدهد منابع ذخیرهسازی انرژی را در مدیریت تعادل عرضه و تقاضا بهتر بهکار گیرد. البته برخی خاموشیها در تگزاس گزارش شده است، اما این موارد عمدتاً به دلیل یخزدگی خطوط توزیع و سقوط تجهیزات بوده و ارتباطی با کمبود تولید در سطح شبکه سراسری نداشته است. افزایش نقش تولید برق اضطراری در مراکز داده و بارهای بزرگ در منطقه تحت پوشش اپراتور شبکه پیجِیاِم[۶] نیز تدابیر اضطراری برای حفظ پایداری شبکه در نظر گرفته شد. یکی از ابزارهایی که در این دوره مورد توجه قرار گرفت، استفاده از ژنراتورهای پشتیبان متعلق به مصرفکنندگان بزرگ برق، از جمله مراکز داده بود. در ۲۶ ژانویه، وزارت انرژی آمریکا بر اساس قانون فدرال، دستور اضطراری برای پیجِیاِم صادر کرد که به این اپراتور اجازه میدهد در صورت ضرورت، برخی از این منابع تولید برق پشتیبان را وارد مدار کند. هدف از این اقدام جلوگیری از رسیدن شبکه به سطح سوم هشدار اضطراری انرژی و مدیریت شرایط بحرانی احتمالی اعلام شده است. بر اساس اعلام پیجِیاِم، این فرآیند با همکاری وزارت انرژی و برخی از شرکتهای بزرگ فناوری انجام شده و تعدادی از مراکز داده داوطلب شدهاند در شرایط اضطراری از شبکه جدا شده و با استفاده از ژنراتورهای پشتیبان خود فعالیت کنند. طوفان فرن بهعنوان آزمون واقعی تابآوری شبکه برق شورای قابلیت اطمینان برق آمریکای شمالی که در گزارش ارزیابی قابلیت اطمینان زمستانی سال ۲۰۲۶-۲۰۲۵ نسبت به ریسکهای انرژی در فصل سرما هشدار داده بود، اکنون طوفان فرن را بهعنوان یک آزمون واقعی برای فرضیات مربوط به عملکرد نیروگاهها و تأمین سوخت ارزیابی میکند. به گفته مدیران این نهاد، این طوفان برخی چالشهای عملیاتی غیرمنتظره نیز ایجاد کرده است؛ از جمله محدود شدن ظرفیت تبادل برق میان نیوانگلند و کانادا. همچنین تعدادی از نیروگاهها در طول این دوره بهطور ناخواسته از مدار خارج شدهاند. با این حال، دادههای اولیه نشان میدهد سرمایهگذاریهای چند میلیارد دلاری در برنامههای زمستانیسازی نیروگاهها و اجرای استانداردهای جدید عملکردی تا حدی موجب بهبود عملکرد شبکه در مقایسه با سالهای گذشته شده است. در عین حال، عملکرد نیروگاههای زغالسنگی در این رویداد بار دیگر بحث نقش این منبع انرژی در دوره گذار انرژی را برجسته کرده است. مسئولان شورای قابلیت اطمینان برق آمریکای شمالی تأکید کردهاند که زغالسنگ همچنان بخشی مهم از سبد تولید برق برای حفظ قابلیت اطمینان شبکه محسوب میشود، هرچند این نیروگاهها نیز در شرایط زمستانی با چالشهایی مانند افزایش نرخ خروج اضطراری از مدار یا یخزدگی ذخایر زغالسنگ مواجه هستند. پانویس: [۱] Fern [۲] Energy Information Administration (EIA) [۳] North American Electric Reliability Corporation (NERC) [۴] Dispatchable [۵] New England [۶] PJM منبع: Power-eng انتهای پیام/ انرژی∎