روايت تجديدپذيرها در امريكا – چالش‌ها و راه‌حل‌ها در شبكه

در دهه‌های اخیر جهان با ترکیبی از رشد فزآینده تقاضای انرژی، فشارهای محیط زیستی ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی و ضرورت حرکت به‌سوی اقتصاد کم‌کربن مواجه است. در این میان، انرژی‌های تجدیدپذیر ازجمله خورشیدی، بادی، زمین‌گرمایی و زیست‌توده به‌عنوان یکی از مؤثرترین ستون‌های تحول در سیاست‌های انرژی جهان، نقشی راهبردی و غیرقابل‌انکار پيدا كرده اند.

ایالات متحده آمریکا، به‌عنوان یکی از رهبران جهانی در توسعه انرژی‌های پاک، طی دهه‌های اخیر مجموعه‌ای از سیاست‌های کلان، حمایت‌های مالی، برنامه‌های انگیزشی و سرمایه‌گذاری‌های گسترده بخش خصوصی را به اجرا گذاشته است. نتیجه این رویکرد، رشد شتابان ظرفیت نصب‌شده نیروگاه‌های خورشیدی و بادی و عبور سهم انرژی‌های تجدیدپذیر از مرز ۲۵ درصد در سبد برق ملی بوده، دستاوردی که این کشور را به یکی از تجربیات موفق جهانی در مسیر گذار انرژی تبدیل کرده است.

اما این توسعه سریع، چالش‌های متعددی را برای شبکه برق ایجاد کرده که شناخت آن‌ها برای طراحی آینده شبکه برق ایران ضروری است. توسعه سریع منابع تجدیدپذیر، چالش‌های فنی، مدیریتی و ساختاری متعددی را برای شبکه برق آمریکا به همراه داشته، كه برخی از مهم‌ترین چالش‌ها عبارتند از نوسان‌ و عدم قطعیت تولید در منابع خورشیدی و بادی، مشکلات پایداری فرکانس و کاهش اینرسی شبکه به دلیل کاهش سهم نیروگاه‌های حرارتي، کمبود ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس وسیع، لزوم سرمایه‌گذاری سنگین در زیرساخت‌های انتقال و توزیع برای پشتیبانی از ظرفیت‌های جدید که طراحی اولیه آن برای حجم بالای تجدیدپذیرها نبوده، چالش‌های بازار برق و ضرورت اصلاح نظام قیمت‌گذاری، افزایش ریسک‌های امنیت سایبری در نتیجه دیجیتالی‌شدن و توسعه منابع پراکنده كه برای پاسخ به این چالش‌ها، ایالات متحده مجموعه‌ای از راهکارهای فناورانه، مدیریتی و سیاست‌گذاری را از جمله توسعه شبکه‌های هوشمند Smart Grids برای پایش و کنترل بلادرنگ، استفاده از فناوری‌های نوین ذخیره‌سازی انرژی شامل باتری‌های پیشرفته، هیدروژن سبز و سامانه‌های هیبریدی، بهره‌گیری از هوش مصنوعی و الگوریتم‌های پیش‌بینی و بهینه‌سازی برای مدیریت بار و تولید، توسعه ریزشبکه‌ها Microgrids به‌منظور افزایش تاب‌آوری محلی و کاهش قطع برق، اصلاح و تنظیم‌گری پویای بازار برق برای جذب سرمایه‌گذاری و تقویت زیرساخت‌های امنیت سایبری با توجه به افزایش اتصال‌پذیری تجهیزات، كه در اين مسير جمع‌بندی تصمیم‌سازان در تجربه آمریکا نشان می‌دهد که توسعه تجدیدپذیرها بدون نوسازی و توسعه شبکه، ذخیره‌سازی کافی و سیاست‌گذاری چابک، منجر به عدم پایداری سیستم خواهد شد.

در همین راستا، اين مهندسین مشاور حسب تجربيات خود و با نگاهی تحلیلی و مبتنی بر منابع معتبر، ضمن مرور جایگاه انرژی‌های تجدیدپذیر و بررسی سیاست‌ها و عملکرد ایالات متحده، با هدف انتقال تجربیات جهانی و تحلیل سیاست‌ها و فناوری‌های نوین جهت کمک به راهبردهای ملی در توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر در شبکه‌ به مطالعه چالش‌ها و رویکردهاي متناسب جهت رفع آنها و تقویت نقش كشور در گذار انرژی پرداخته است.