كليمات واير |لقد تعلمت الشركات الأمريكية أن تحب مصادر الطاقة المتجددة. والآن بدأت في الانخراط في حلول المناخ من الجيل التالي.
بدأ مشروع متقدم للطاقة الحرارية الأرضية تدعمه جوجل في توليد الكهرباء الأسبوع الماضي، وهي خطوة كبيرة في البحث عن تكنولوجيا يمكنها سد الفجوات في توليد طاقة الرياح والطاقة الشمسية بتكلفة ميسورة باستخدام طاقة خالية من الكربون. تستخدم المنشأة الصغيرة، وهي مشروع تجريبي في شمال ولاية نيفادا، تقنيات الحفر والتكسير التي شحذتها صناعة النفط والغاز لامتصاص الحرارة من الأرض لتوليد الطاقة – دون الانبعاثات المرتبطة بنظيراتها من الوقود الأحفوري.
وكانت مشاركة جوجل ملحوظة بشكل خاص، مما يوضح الدور الذي يمكن أن تلعبه الشركات في جلب التقنيات الناشئة إلى السوق. كما سلط الضوء على التطور المتزايد لاستراتيجية الطاقة النظيفة لعملاق التكنولوجيا، والتي توسعت من شراء طاقة الرياح والطاقة الشمسية إلى تمويل نوع المشاريع اللازمة لتوفير طاقة خالية من الانبعاثات على مدار الساعة.
وقال مود تيكسييه، رئيس قسم الطاقة النظيفة وتطوير الكربون في جوجل: “لقد وصلنا إلى مستوى عالٍ من الطاقة المتجددة، ولذا بدأنا ندرك حدود هذا النهج”. “يعتمد عملنا على قدرتنا على العثور على الإلكترونات، والإلكترونات التي تعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع والإلكترونات التي يجب أن تكون نظيفة – ليس فقط بالنسبة لنا، ولكن من منظور ترخيص التشغيل.”
ويمثل المشروع الأحمر، كما يطلق على المنشأة التجريبية، تقاربا بين طموحات شركتين فيما يتعلق بالمناخ. Fervo Energy هي شركة ناشئة مقرها هيوستن سعت إلى تطبيق التقدم في مجال التنقيب عن النفط والغاز على تكنولوجيا الطاقة الحرارية الأرضية.
يُنظر إلى الطاقة الحرارية الأرضية منذ فترة طويلة على أنها وسيلة محتملة للاستفادة من الحرارة الطبيعية للأرض لإنتاج طاقة خالية من الكربون. لكنها اقتصرت تقليديًا على المواقع التي توجد بها خزانات طبيعية للمياه الساخنة تحت الأرض، وهي قليلة ومتباعدة. في عام 2021، شكلت الطاقة الحرارية الأرضيةأقل من نصف بالمئةمن توليد الطاقة في الولايات المتحدة. وكلها تتركز في غرب الولايات المتحدة.
إجابة فيرفو هي دمج الأساليب التي شحذتها صناعة النفط والغاز في العقود الأخيرة.
وفي ولاية نيفادا، قامت بحفر بئر لعمق حوالي 8000 قدم ثم مدته أفقياً لأكثر من 3000 قدم. يتم تكسير الصخور الموجودة فوق البئر الجانبي، مما يؤدي إلى حدوث شقوق صغيرة في باطن الأرض. يتم بعد ذلك ضخ الماء إلى البئر الأول، حيث يمتص الحرارة أثناء تدفقه عبر الشقوق ويعود إلى السطح عبر البئر الثاني عند درجات حرارة عالية بما يكفي لإنتاج البخار وإدارة التوربينات.
تتمتع هذه التكنولوجيا بالقدرة على ملء مكان مطلوب بشدة، حيث تعمل على إنتاج طاقة خالية من الكربون في الأوقات التي لا تهب فيها الرياح أو لا تشرق الشمس.
وقال غابرييل مالك، رئيس الموظفين في شركة فيرفو: “إن الطلب على الطاقة النظيفة والحازمة حاد للغاية، خاصة الآن”. “إن المرافق في كاليفورنيا والولايات الغربية الأخرى التي بدأت بالفعل في إزالة الكربون بشكل أسرع من غيرها، فإنها ترى مخاوف الموثوقية التي تأتي مع شبكة كثيفة الطاقة الشمسية. وهم يرون أيضًا التكلفة المرتبطة بتخزين البطاريات والطاقة النووية. وهم يدركون أن الطاقة الحرارية الأرضية هي الخيار الوحيد القابل للتطبيق المتاح لهم للحصول على طاقة نظيفة وثابتة.
لكن العثور على التمويل لإثبات نجاح تكنولوجيا الشركة كان يمثل تحديًا. ولحسن حظ شركة Fervo، كانت شركة Google قد بدأت للتو في إعادة النظر في نهجها تجاه الطاقة النظيفة في الوقت الذي كانت فيه الشركة التي يقع مقرها في هيوستن تتطلع إلى اختبار تقنيتها.
إن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الصادرة عن Google كبيرة. وفي عام 2022، قدرت الشركة أن انبعاثاتها تجاوزت 10 ملايين طن متري، أو ما ينبعث من ثلاثة مصانع تعمل بالفحم تقريبًا في عام واحد. ومن بين هذه الانبعاثات، ثلاثة أرباعها عبارة عن ما يسمى بانبعاثات النطاق 3، المرتبطة في الغالب بتصنيع منتجات الأجهزة الاستهلاكية، وفقًا لتقرير الشركة.أحدث تقرير للأداء البيئي. معظم الربع المتبقي عبارة عن ما يسمى بانبعاثات النطاق 2 المرتبطة باستهلاك الكهرباء لمراكز بيانات الشركة.
ومثل العديد من الشركات الكبرى، كانت أول محاولة قامت بها جوجل لمعالجة هذه الانبعاثات هي شراء طاقة الرياح والطاقة الشمسية. وتقدر الشركة أنها وقعت عقودًا لإنتاج 10 جيجاوات من طاقة الطاقة النظيفة على مستوى العالم. ولوضع هذا الرقم في السياق، هناك أربع ولايات فقط في الولايات المتحدة تفتخر بأكثر من 10 جيجاوات من طاقة الرياح والطاقة الشمسية.
ولم يكن النهج الذي اتبعته جوجل فريداً من نوعه. ويعتقد تحالف مشتري الطاقة النظيفة، وهو مجموعة تجاريةاشترت الشركات 71 جيجاوات من الكهرباء النظيفةبين عامي 2014 و2022، أو ما يقرب من نصف إجمالي طاقة الرياح والطاقة الشمسية التي تم جلبها عبر الإنترنت في الولايات المتحدة خلال تلك الفترة الزمنية.
وكانت هذه الاستراتيجية بمثابة نعمة لمطوري الطاقة المتجددة، وزادت من تدفق الإلكترونات الخضراء إلى الشبكة.
لكن لها حدود.
وقال تيموثي ليوين، المدير التنفيذي لمعهد الطاقة الاستراتيجية في جامعة جورجيا للتكنولوجيا: “مراكز البيانات ومصادر الطاقة المتجددة التقليدية لا تتوافق بالضرورة بشكل جيد”. “إن مصادر الطاقة المتجددة غير قابلة للتوزيع، وتتمتع مراكز البيانات ببعض أعلى متطلبات الموثوقية على الشبكة.
وأضاف: “قيمة التوزيع سترتفع مع ارتفاع نسبة طاقة الرياح والطاقة الشمسية”.
وكانت جوجل في طليعة هذا الاتجاه. وفي عام 2020، أعلنت الشركة عنمبادرة 24/7 لدعم عملياتهامع كهرباء نظيفة على مدار الساعة بحلول عام 2030. ومع ذلك، كان هناك عدد قليل من التقنيات في ذلك الوقت التي كانت جاهزة للقفز من المختبر إلى الميدان، مما جعل تكنولوجيا فيرفو جذابة بشكل خاص لعملاق التكنولوجيا، كما قال تيكسييه.
وبموجب اتفاق التطوير المبرم مع جوجل، سيوفر مشروع Red 3.5 ميجاوات إضافية من الطاقة لمحطة الطاقة الحرارية الأرضية الحالية التي تديرها شركة Cyrq Energy في وينيموكا بولاية نيفادا.
قال مالك: “لقد كانت Google حافزًا حقيقيًا لمشروع Red”. “لقد منحتنا اتفاقية الشركة مع شركة Fervo المصداقية اللازمة لحفر هذا البئر في محطة للطاقة، كما أعطت مشغل محطة الطاقة الثقة بأن شركة Fervo كانت مشغلًا شرعيًا.
“كان التمويل أيضًا ذا قيمة كبيرة لبدء العمليات وتشغيلها، وقد سمح لنا بعد ذلك بجمع جولات لاحقة من أسهم الشركات، وهو الأمر الذي لم نكن لنتمكن بالضرورة من القيام به إذا لم نحصل على ختم الموافقة من Google، ” قال مالك.
تعمل شركة Fervo الآن على مشروع بقدرة 400 ميجاوات في ولاية يوتا يُعرف باسم محطة كيب. وقد قامت بالفعل بحفر أربعة آبار وتأمل إكمال المرحلة الأولى من المشروع بقدرة 90 ميجاوات في عام 2026. ويرجع الجدول الزمني الطويل للتطوير في جزء كبير منه إلى نقص المحولات والمعدات الكهربائية الأخرى اللازمة لبدء تشغيل المحطة، على الرغم من أن فيرفو تقول وهي في طريقها للوفاء بالتزاماتها التعاقدية. وقد وقعت الشركة بالفعل صفقات مع مجموعة من مجمعي خيارات المجتمع في كاليفورنيا.
وقال مالك إنه بينما تستخدم الشركة تقنيات طورتها صناعة النفط والغاز، إلا أن تأثيرها على البيئة أقل لأنها لا تستخدم المواد الكيميائية المستخدمة في عمليات التكسير الهيدروليكي لاستخراج النفط والغاز من الأرض.
والسؤال الأكبر هو إلى أي مدى يمكن أن تتوسع الطاقة الحرارية الأرضية؟
على الرغم من أن الطاقة الحرارية الأرضية المتقدمة لديها القدرة على تنمية الصناعة،دراسة حديثةوجد المختبر الوطني للطاقة المتجددة أن الكثير من إمكاناتها لا تزال مركزة في غرب الولايات المتحدة.
وخلص التقرير إلى أن قدرة الطاقة الحرارية الأرضية في الولايات المتحدة يمكن أن تقفز إلى 38 جيجاوات بحلول عام 2035، مقارنة بـ 4 جيجاوات اليوم. وبينما توقع المختبر الوطني للطاقة الحرارية الأرضية أن تمثل أقل من 2 في المائة من قدرة محطات الطاقة على المستوى الوطني، فقد قدر أن محطات الطاقة الحرارية الأرضية ستولد أكثر من 6 في المائة من طاقة البلاد بسبب “عامل القدرة العالية لتقنيات الطاقة الحرارية الأرضية مقارنة بتقنيات الطاقة المتجددة الأخرى في العالم”. شبكة.”
وقال ليوين، أستاذ تكنولوجيا جورجيا، إنه يتوقع رؤية المزيد من التجارب مثل تلك التي أجرتها شركتا جوجل وفيرفو. لكنه قال إن الحلول من المرجح أن تختلف حسب المنطقة.
“ما سيكون اتجاهًا واضحًا هو النمو في مصادر الطاقة المتجددة المرسلة. يمكن أن تكون البطاريات والهيدروجين والطاقة الحرارية الأرضية. وقال: “ما يبدو جيدًا بالنسبة لمدينة رينو بولاية نيفادا، سيبدو مختلفًا عما هو عليه في مدينة أتلانتا بولاية جورجيا”.
وقال تيكسييه إنه في حالة جوجل، تمثل الطاقة الحرارية الأرضية خيارًا جذابًا لمراكز البيانات التابعة لها الموجودة في غرب الولايات المتحدة بالإضافة إلى أجزاء من آسيا.
وقالت: “نعتقد أنه مناسب تمامًا للاستعداد التكنولوجي المحتمل، ولكن أيضًا للوصول إلى الموارد، كما تعلمون، بناءً على المكان الذي نقيم فيه مراكز البيانات لدينا”.
تمثل صفقة Fervo-Google الخطوة التالية في مبادرات الطاقة النظيفة للشركات.
في نسختها الأولى، وقعت العديد من الشركات اتفاقيات شراء الطاقة مع أرخص مشاريع الطاقة المتجددة. فكر في طاقة الرياح في أماكن مثل تكساس وأوكلاهوما.
ثم بدأ المشترون في التفرع، وتوقيع العقود مع المشاريع المخطط لها، بدلاً من المشاريع القائمة، مما ساعد على زيادة كمية الطاقة النظيفة التي يتم حقنها في الشبكة. ركزت الشركات بشكل متزايد على الأسواق التي يكون فيها اختراق الطاقة المتجددة محدودا أكثر – مثل PJM Interconnection، وهو سوق الجملة الذي يغطي معظم منطقة وسط المحيط الأطلسي.
وقال مارك دايسون، المدير الإداري لبرنامج الكهرباء الخالية من الكربون في RMI، إن هناك الآن اعترافًا متزايدًا بين الشركات بأن تحقيق أهدافها المناخية يعني المضي قدمًا ومطابقة طلبها من الطاقة مع توليد الكهرباء النظيفة في الوقت الفعلي.
وقال دايسون: “تدرك العديد من الشركات الآن أنه ليس كل ميجاوات ساعة من الكهرباء الخالية من الكربون متساوية”. “لا يمكن لكل ميجاواط ساعة أن تتجنب نفس الكمية من ثاني أكسيد الكربون على المدى القصير أو الطويل. لا تدعم كل ميغاوات/ساعة موثوقية الشبكة.”
وقال إن الصفقات مثل اتفاقية جوجل لشراء الطاقة من مشروع Red تعتبر مهمة لأنها تساعد “التقنيات التي لولا ذلك لم تكن لتتمكن من المضي قدمًا وتحقيق نطاق تجاري سريعًا”.
أعيد طبعه من أخبار E&E بإذن من بوليتيكو، LLC. حقوق الطبع والنشر 2023. توفر E&E News أخبارًا أساسية لمحترفي الطاقة والبيئة.