به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، در عصر حاضر سیستمهای متمرکز تولید و توزیع انرژی با چالشهای فزایندهای از جمله اتلاف انرژی در انتقال، آسیبپذیری در برابر بلایای طبیعی و وابستگی به سوختهای فسیلی روبهرو هستند. در آینده نزدیک شبکههای سنتی که بر پایه نیروگاههای بزرگ و خطوط انتقال طولانی طراحی شدهاند، در رویارویی با حوادث اقلیمی، حملات سایبری و نوسانات قیمت سوختهای فسیلی، کارایی و پایداری خود را از دست میدهند. توسعه میکروگریدها و شبکههای انرژی محلی که امکان تولید و توزیع انرژی در مقیاس کوچکتر را فراهم میکنند، میتواند اتلاف انرژی در انتقال را کاهش و تابآوری شبکه انرژی شهری را افزایش دهد. میکروگرید یا ریزشبکه، یک سیستم انرژی محلی، کوچکمقیاس و مستقل یا نیمهمستقل است که در نزدیکی محل مصرف انرژی (محلهها، شهرکها یا مجتمعهای صنعتی) احداث میشود.
میکروگریدها بهعنوان سیستمهای انرژی مستقل یا نیمهمستقل، قابلیت کار در حالت متصل به شبکه اصلی یا جزیرهای را دارند و در صورت بروز اختلال در شبکه سراسری، میتوانند بهطور مستقل به تأمین برق مناطق تحت پوشش خود ادامه دهند. این ویژگی برای تأسیسات حیاتی از جمله بیمارستانها، مراکز داده و زیرساختهای شهری، امکان تداوم خدمترسانی در شرایط بحرانی را فراهم میکند.
مزایای میکروگریدها فراتر از افزایش تابآوری در برابر حوادث و قطعیهای شبکه است؛ این سیستمها با تولید انرژی در نزدیکی نقطه مصرف، اتلاف انرژی ناشی از انتقال در مسافتهای طولانی را بهطور قابلتوجهی کاهش میدهند و بازده کلی شبکه برق را بهبود میبخشند. در شبکههای متمرکز سنتی، بخش قابلملاحظهای از انرژی تولیدشده در نیروگاههای بزرگ، در حین انتقال از طریق خطوط فشارقوی و شبکههای توزیع به مصرفکنندگان نهایی، بهصورت حرارت در هادیها تلف میشود؛ اما میکروگریدها با مستقرکردن منابع تولید در مقیاس کوچک و متوسط در محلهها، شهرکها یا مجتمعهای صنعتی، این مسافت را به حداقل میرسانند و در نتیجه تلفات شبکه را کاهش میدهند.
از سوی دیگر، میکروگریدها امکان یکپارچهسازی منابع انرژی تجدیدپذیر محلی از جمله انرژی خورشیدی، بادی، زمینگرمایی و زیستتوده را فراهم میکنند و به شهرها اجازه میدهند وابستگی خود به سوختهای فسیلی و نوسانات قیمت آنها را کاهش دهند. این سیستمها میتوانند ترکیبی از پنلهای خورشیدی روی پشتبام، توربینهای بادی کوچک، نیروگاههای زیستگاز حاصل از پسماند شهری و سیستمهای بازیافت حرارت را در یک شبکه هوشمند محلی مدیریت کنند و به این ترتیب سهم انرژیهای پاک را در سبد انرژی شهری افزایش دهند.
میکروگریدها از نظر اقتصادی میتوانند با کاهش هزینههای انتقال و توزیع، اجتناب از سرمایهگذاری در ارتقای خطوط فشارقوی و ارائه خدمات جانبی به شبکه اصلی، توجیهپذیری مالی داشته باشند. این خدمات جانبی شامل تنظیم فرکانس، پشتیبانی ولتاژ، کاهش پیک مصرف و ذخیرهسازی انرژی است که میکروگریدها در ازای آن میتوانند از اپراتور شبکه یا بازار برق درآمد کسب کنند. مطالعات نشان میدهند که طرحهای هزینه و دستمزد مبتنی بر دسترسی و بهرهبرداری از این خدمات، پایداری اقتصادی میکروگریدها را بهطور چشمگیری افزایش میدهند.
پیادهسازی موفق میکروگریدها نیازمند برنامهریزی دقیق، سرمایهگذاری در زیرساختهای هوشمند و ایجاد چارچوبهای قانونی و سیاستهای تشویقی مناسب است. این سیاستها میتوانند شامل تعرفههای خرید تضمینی برق تجدیدپذیر، یارانههای سرمایهگذاری اولیه، معافیتهای مالیاتی و استانداردهای فنی برای اتصال به شبکه باشند.
شهرهای پیشرو در این زمینه نشان دادهاند که ترکیب میکروگریدها با سیستمهای ذخیرهسازی انرژی از جمله باتریها و ذخیرهسازهای حرارتی، مدیریت هوشمند تقاضا و منابع انرژی تجدیدپذیر محلی، میتواند به پایداری انرژی، کاهش انتشار کربن و افزایش تابآوری شهری منجر شود. این رویکرد یکپارچه شهرها را قادر میسازد تا در برابر شوکهای اقلیمی، نوسانات قیمت انرژی و اختلالات شبکه، واکنش سریعتر و انعطافپذیرتری داشته باشند.
فرانکفورت؛ همکاریهای انرژی شهروندی و میکروگریدهای محلی
شهر فرانکفورت در آلمان بهعنوان یکی از پیشگامان اروپایی در زمینه توسعه میکروگریدهای محلی و همکاریهای انرژی شهروندی شناخته میشود. این شهر با هدف دستیابی به صد درصد انرژی تجدیدپذیر تا سال ۲۰۵۰، برنامهای جامع تحت عنوان «طرح جامع صد درصد حفاظت از اقلیم» را در سال ۲۰۱۵ به تصویب رساند که استراتژیها و ابزارهای لازم برای تحقق این هدف را شناسایی میکند. بر اساس این طرح، فرانکفورت قصد دارد تا نیازهای انرژی خود را تا سال ۲۰۵۰ بهطور کامل از منابع تجدیدپذیر تأمین کند که نیازمند کاهش ۵۰ درصدی مصرف انرژی از طریق نوسازی ساختمانها، استفاده از فناوریهای جدید و تلاشهای بیشتر در توسعه اقتصاد چرخشی است. ۵۰ درصد مابقی نیز از طریق تأمین انرژی تجدیدپذیر تولیدشده در محدوده شهری (۲۵ درصد) و در سطح منطقه کلانشهری فرانکفورت (۲۵ درصد) پوشش داده خواهد شد.
یکی از نوآوریهای کلیدی فرانکفورت ایجاد شبکه «همکاریهای انرژی شهروندی» است. ائتلاف احزاب سبزها، حزب سوسیال دموکرات آلمان (SPD)، حزب دموکرات آزاد آلمان (FDP) و حزب فدرالیست اروپایی ولت (Volt) در سال ۲۰۲۳ ابتکار تأسیس این همکاریها را برای حمایت از گذار انرژی، حملونقل و گرمایش آغاز کرد. این همکاریها به شهروندان اجازه میدهند تا بهعنوان اعضای جامعههای انرژی در تولید و توزیع انرژی محلی مشارکت کنند. تاکنون بیش از ۹۰ درصد خانوارهای فرانکفورت توانستهاند بهعنوان عضو همکاریهای انرژی، تولیدکننده برق شوند، حتی اگر خود مالک سقف یا زمین نباشند.
تاکنون بیش از ۹۰ درصد از خانوارهای شهر فرانکفورت توانستهاند از طریق عضویت در تعاونیها و همکاریهای انرژی شهروندی، به تولیدکنندگان برق تجدیدپذیر تبدیل شوند. این امکان حتی برای ساکنان آپارتمانها و مستأجرانی که مالک سقف، پشتبام یا زمین مناسب برای نصب پنلهای خورشیدی نیستند نیز فراهم شده است.
این مدل مشارکتی به شهروندان اجازه میدهد تا با خرید سهام یا عضویت در تعاونیهای انرژی محلی، در پروژههای بزرگ تولید برق خورشیدی یا بادی که در سطح شهر یا منطقه کلانشهری احداث شدهاند، سرمایهگذاری کنند و از منافع حاصل از فروش برق تولیدی بهرهمند شوند، بدون آنکه نیاز به نصب تجهیزات روی ملک شخصی خود داشته باشند. بهعنوان مثال، تعاونی انرژی شهروندی فرانکفورت (FraBeG) با جذب بیش از ۲۲۰ هزار عضو، امکان مشارکت گسترده شهروندان در گذار انرژی را فراهم کرده است.
این همکاریهای انرژی نهتنها بر نصب سیستمهای فتوولتائیک و توربینهای بادی بر سقفهای شهرداری یا خصوصی متمرکز هستند، بلکه در ماههای اخیر پروژههایی را برای حمایت از گذار گرمایش همچون اجرای شبکههای گرمایش منطقهای محلی و گذار جابهجایی همچون تأسیس ایستگاههای شارژ الکتریکی برای خدمات اشتراک خودرو نیز اجرا کردهاند.
شهر فرانکفورت در حال بررسی مناطق نصب خود است و تصمیم میگیرد که کدام یک را خود توسعه دهد و کدام یک را تحت چه شرایطی برای استفاده توسط همکاریهای انرژی در دسترس قرار دهد. مزایای مالی کوتاهمدت قابل تحقق از سوی شهر، بهطور عمده شامل صرفهجویی در برق و درآمد اجارهای با مبالغ مختلف از ساختمانهای عمومی از طریق سیستمهای فتوولتائیک نصبشده و تأمینشده توسط همکاری است.
علاوه بر این، فرانکفورت در حال توسعه یک «نیروگاه برق مجازی (VPP)» است که بهعنوان یک میکروگرید پیشرفته عمل میکند و چندین ژنراتور کوچک را در یک شبکه به هم پیوسته ادغام میکند که قادر به تنظیم نوسانات در خروجی انرژی تجدیدپذیر است. این سیستم به شهر اجازه میدهد تا منابع انرژی پراکنده از جمله پنلهای خورشیدی روی سقفهای مسکونی، توربینهای بادی کوچک و سیستمهای ذخیرهسازی باتری را بهطور هماهنگ مدیریت کند و تعادل بین تولید و مصرف را در سطح محلی حفظ کند.
در محله بورنهایم فرانکفورت یک پروژه پایلوت در حال اجراست که مدیریت محلهای، سیستمهای فتوولتائیک، ذخیرهسازهای برق و مصرفکنندگان را به هم متصل میکند. این پروژه نشان میدهد که چگونه میتوان در مقیاس محله یک میکروگرید عملیاتی ایجاد کرد که انرژی تجدیدپذیر محلی را تولید، ذخیره و توزیع میکند. شرکتهای خدمات شهری فرانکفورت نیز کمپینهای کنتورهای هوشمند را پیش میبرند و سیستمهای خورشیدی را با پمپهای حرارتی برای گرمایش و سرمایش کارآمد ترکیب میکنند.
مدل «جریان برق مستأجر» که در فرانکفورت اجرا میشود، به مستأجران اجازه میدهد تا بهطور مستقیم از برق تولیدشده محلی بهرهمند شوند. این مدل بهویژه در ساختمانهای آپارتمانی اهمیت دارد که مستأجران به پنلهای خورشیدی دسترسی ندارند. با این مدل، مالکان ساختمان میتوانند پنلهای خورشیدی نصب کنند و برق تولیدشده را به مستأجران بفروشند که هم برای مالک و هم برای مستأجر صرفهجویی مالی به همراه دارد.
چارچوبهای قانونی برای انرژی خورشیدی در فرانکفورت مساعد هستند؛ کاهش قیمت ماژولها، نرخهای پایدار خرید تضمینی برق و برنامههای حمایتی منطقهای، انگیزههایی برای سرمایهگذاری در انرژی خورشیدی ایجاد کردهاند. طرح جامع «صد درصدحفاظت از اقلیم» اهداف توسعه الزامآور را تعیین میکند. ساختمانهای جدید عمومی موظف به نصب سیستمهای خورشیدی هستند و برنامههای حمایتی به مالکان در برنامهریزی و تأمین مالی کمک میکنند.
ترکیب همکاریهای انرژی شهروندی، میکروگریدهای محلی، سیستمهای ذخیرهسازی، مدیریت هوشمند تقاضا، سیستمهای بهرهوری انرژی و سیاستهای حمایتی، فرانکفورت را به یکی از الگوهای موفق گذار به انرژی تجدیدپذیر در اروپا تبدیل کرده است. تجربه این شهر نشان میدهد که با مشارکت فعال شهروندان، سرمایهگذاری در فناوریهای نوین و چارچوبهای قانونی مناسب، میتوان گذار به انرژی صد درصد تجدیدپذیر را در مناطق شهری متراکم محقق کرد. شهرهای جهان میتوانند با الهام از این الگوها و بومیسازی آنها با توجه به شرایط محلی، اقلیمی و سیاسی خود، گامهای مؤثری به سمت پایداری انرژی بردارند.
نظر شما