الولايات المتحدة تخطط لإنشاء أكثر من 60 جيجاواط من التخزين بالضخ لتلبية الطلب على الكهرباء من الذكاء الاصطناعي

أخبار ar.wedoany.com، من المتوقع أن تلعب محطات التخزين بالضخ (PSH) دورًا محوريًا في مواجهة تحديات الطلب على الكهرباء الناجمة عن الذكاء الاصطناعي. يشير أحدث تقرير صادر عن الرابطة الوطنية للطاقة الكهرومائية (NHA) بعنوان "الفوز بسباق الذكاء الاصطناعي: استغلال إمكانات التخزين بالضخ" إلى وجود أكثر من 60 جيجاواط (GW) من مشاريع التخزين بالضخ المقترحة ضمن إجراءات الترخيص لدى اللجنة الفيدرالية لتنظيم الطاقة (FERC) في الولايات المتحدة، وتشمل حوالي 80 مشروعًا في جميع أنحاء البلاد.

يقع حوالي 85% من هذه المشاريع في غرب الولايات المتحدة، وهي المنطقة التي من المتوقع أن تشهد أسرع نمو في الطلب على الكهرباء وتضم خططًا لإنشاء العديد من مراكز البيانات الجديدة. يُبرز التطابق الجغرافي بين مراكز الطلب ومشاريع التخزين المقترحة الدور المحتمل للتخزين طويل الأمد في دعم توسع شبكة الكهرباء.

وفقًا للتقرير، من المتوقع أن يزيد استهلاك الكهرباء في شبكة الربط الغربية بالولايات المتحدة بأكثر من 20% خلال العقد المقبل، مدفوعًا بشكل أساسي بمراكز البيانات والتصنيع المتقدم وكهربة القطاعات. في الوقت نفسه، تخطط المنطقة لإيقاف تشغيل أكثر من 24 جيجاواط من محطات الطاقة الحالية التي تعمل بالفحم والغاز والنووي. يشكل الارتفاع في الطلب وانخفاض التوليد التقليدي تحديًا هيكليًا للموثوقية. من المتوقع أن تتكون قدرات التوليد البديلة التي ستدخل الخدمة بشكل أساسي من مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة وبطاريات التخزين قصيرة الأمد. تحتاج مراكز البيانات التي تشغل أعباء عمل الذكاء الاصطناعي إلى إمدادات كهرباء مستقرة للغاية، ولا يمكنها تحمل انقطاعات طويلة أو انحرافات كبيرة في الجهد والتردد. يرى التقرير أن التخزين بالضخ يمكنه معالجة هذه الفجوة في الموثوقية بشكل مباشر، من خلال توفير التخزين طويل الأمد بالإضافة إلى القصور الذاتي المتزامن ودعم الجهد وقدرة إعادة التشغيل الأسود.

في الولايات المتحدة، يُعد التخزين بالضخ الشكل الرئيسي للتخزين طويل الأمد، حيث يمثل ما يقرب من 90% من سعة التخزين طويل الأمد المركبة. بينما تبلغ سعة معظم بطاريات التخزين بضع ساعات، فإن مرافق التخزين بالضخ تُصمم عادةً لتوليد الكهرباء لمدة ثماني ساعات أو أكثر، مما يمكنها من التعامل مع اختلالات النظام لفترات أطول. مع زيادة نسبة دمج طاقة الرياح والطاقة الشمسية، يتيح التخزين طويل الأمد للمشغلين نقل كميات كبيرة من الطاقة خلال دورات يومية أو متعددة الأيام، مما يخفف من التقلبات ويقلل من هدر الطاقة. يوفر القصور الذاتي الميكانيكي الناتج عن التخزين بالضخ، وهو سمة متأصلة في التوربينات والمولدات الدوارة، أهمية حاسمة لاستقرار النظام.

يؤثر التوزيع الجغرافي للتوليد أيضًا على دور التخزين بالضخ في تخطيط الشبكة. تقع العديد من مشاريع الطاقة الجديدة في غرب الولايات المتحدة بعيدًا عن مراكز الطلب مثل فينيكس وسولت ليك سيتي، ويعاني ازدحام ممرات النقل الرئيسية من تقييد نقل الكهرباء منخفضة التكلفة. يرى التقرير أن التخزين بالضخ يمكن أن يعمل كمورد تخزين ودعم للشبكة. يمكن للمرافق القريبة من مراكز الطلب أن تقلل الاعتماد على ممرات النقل المزدحمة، بينما يمكن للمشاريع الواقعة بالقرب من مراكز الطاقة المتجددة أن تمتص الطاقة الفائضة. يمكن للتخزين بالضخ أن يزيد من قدرة النقل للشبكات الحالية دون الحاجة إلى عمليات التخطيط الطويلة لإنشاء مرافق نقل جديدة عالية الجهد.

على الرغم من حجم خطط التطوير الكبير، لا توجد حاليًا أي مشاريع تخزين بالضخ جديدة قيد الإنشاء في الولايات المتحدة. تتمثل العقبات الرئيسية في الجوانب المالية والتنظيمية. عادةً ما تنطوي مشاريع التخزين بالضخ على تكاليف رأسمالية أولية مرتفعة وفترات بناء طويلة، مما يجعل من الصعب على المطورين الحصول على يقين بشأن الإيرادات طويلة الأجل في أسواق الكهرباء التي لا تعوض بشكل كامل خدمات التخزين طويل الأمد أو خدمات الموثوقية. يرى التقرير أن الأسواق الحالية تقلل من قيمة القصور الذاتي واستجابة التردد وقدرة إعادة التشغيل الأسود التي يوفرها التخزين بالضخ، ولا تزال آليات تحويلها إلى قيمة نقدية محدودة.

يدعو التقرير اللجنة الفيدرالية لتنظيم الطاقة (FERC) إلى اتخاذ إجراءات لمواجهة تحديات تصميم السوق. يقترح التقرير أن تشمل الإجراءات التنظيمية تحديث نماذج المشاركة في السوق، وإنشاء آليات تعويض لخدمات تشكيل الشبكة، وتنقيح أطر اعتماد السعة لتعكس بشكل أفضل الأداء طويل الأمد. تهدف هذه الإصلاحات إلى السماح لمختلف حلول التخزين طويل الأمد بالمنافسة على قدم المساواة بناءً على قيمتها في الموثوقية.

يؤكد التقرير أيضًا على الدور المحتمل لأدوات التمويل الفيدرالية في دعم تطوير التخزين بالضخ. يُصنف برنامج ضمان القروض بموجب الباب السابع عشر التابع لوزارة الطاقة الأمريكية البنية التحتية التي تدعم موثوقية الشبكة كفئة مؤهلة، مما يمكن أن يساعد في تقليل مخاطر التمويل خلال فترة بناء المشروع. يمتلك برنامج شراكة الابتكار والمرونة في الشبكة (GRIP) التابع لوزارة الطاقة أكثر من 10.5 مليار دولار، ويمكنه دعم تطوير التخزين بالضخ من خلال آليات استقرار الإيرادات خلال المراحل التشغيلية المبكرة للمشروع، مما يعزز قابلية المشاريع للتمويل.

يصنف التقرير التخزين بالضخ كمورد بنية تحتية استراتيجي للاقتصاد الرقمي الناشئ. تحتاج مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي ومنشآت التصنيع المتقدمة إلى إمدادات كهرباء مستمرة وعالية الجودة. يتعين على صانعي السياسات ضمان تطور الأطر التنظيمية وأسواق الكهرباء بالسرعة الكافية لدعم بناء أصول موثوقية كبيرة. إذا استمر الطلب على الكهرباء من الذكاء الاصطناعي في النمو بالمعدل الحالي، فقد تصبح تقنيات التخزين طويل الأمد، بما في ذلك التخزين بالضخ، مكونًا متزايد الأهمية في تخطيط الشبكة.