به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، درحالیکه شهرهای بزرگ جهان با چالشهای فزاینده تغییرات اقلیمی، ناامنی انرژی و نوسانات قیمت سوختهای فسیلی دستوپنجه نرم میکنند، گذار از سیستمهای متمرکز به شبکههای انرژی غیرمتمرکز و محلی بهعنوان یک ضرورت استراتژیک برای تضمین پایداری و تابآوری شهری مطرح شده است. شهرهای امروزی بیش از دوسوم انرژی جهانی را مصرف میکنند و سهم عمدهای در انتشار گازهای گلخانهای دارند، اما وابستگی به سیستمهای متمرکز تولید برق، آنها را در برابر بلایای طبیعی، حملات سایبری و اختلالات شبکه آسیبپذیر کرده است. در این میان، توسعه میکروگریدها و شبکههای انرژی محلی بهعنوان یک راهبرد کلیدی برای افزایش تابآوری، کاهش انتشار کربن و تحقق شهرهای پایدار ظهور کرده است.
میکروگریدها سیستمهای انرژی محلی هستند که میتوانند بهصورت مستقل یا متصل به شبکه اصلی عمل کنند و تولید و توزیع برق را در مقیاس کوچکتر مدیریت کنند. این سیستمها با بهرهگیری از منابع انرژی تجدیدپذیر محلی همچون خورشید، باد و زیستتوده، امکان کاهش تلفات انتقال، افزایش پایداری شبکه و کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی را فراهم میکنند. یکی از مهمترین ویژگیهای میکروگریدها، قابلیت کار در حالت جزیرهای است؛ به این معنا که در صورت بروز اختلال در شبکه سراسری، میتوانند بهطور مستقل به تأمین برق مناطق تحت پوشش خود ادامه دهند.
تحقیقات نشان میدهد که شبکههای میکروگرید میتوانند بار از دسترفته در زمان حوادث شدید را تا بیش از ۱۵ درصد کاهش دهند و سطح انعطافپذیری شبکه توزیع را بهطور چشمگیری افزایش دهند، همچنین با افزایش تعداد ریزشبکهها و گسترش سیستمهای ذخیرهسازی انرژی، نهتنها بارپذیری شبکه بهبود مییابد، بلکه میزان انتشار کربن نیز بهطور معناداری کاهش پیدا میکند.
تأثیرات اقتصادی میکروگریدها بر بودجه شهرداریها
پیادهسازی میکروگریدها نهتنها مزایای فنی و زیستمحیطی دارد، بلکه تأثیرات اقتصادی مستقیم و قابلاندازهگیری بر بودجه شهرداریها بر جای میگذارد که میتواند در چهار محور اصلی دستهبندی شود: کاهش هزینههای عملیاتی انرژی برای ساختمانهای عمومی، ایجاد درآمدهای پایدار از طریق فروش برق مازاد، کاهش هزینههای سرمایهای زیرساختهای شبکه و ایجاد اشتغال محلی و تقویت اقتصاد شهری.
نخستین و مستقیمترین تأثیر اقتصادی میکروگریدها، کاهش هزینههای انرژی برای ساختمانهای عمومی و زیرساختهای تحت مدیریت شهرداری است. ماهیت ریزشبکهها مستلزم تولید محلی انرژی بهطور عمده از منابع خورشیدی است که در زمان تابش خورشید در دسترس باشد، نه فقط هنگام قطع برق. تولید خورشیدی میتواند با کاهش مقدار برق خریداریشده از شبکه، هزینههای انرژی شهرداری را بهطور قابلتوجهی کاهش دهد. این صرفهجویی بهویژه در تأسیسات بزرگتر با قبوض برق بالا و در جوامعی سودمند است که هزینههای برق درصد بالایی از هزینههای ماهانه را تشکیل میدهد. برای شهرداریهایی که سالانه مبالغ قابلتوجهی را بابت برق ساختمانهای اداری، مدارس، بیمارستانهای شهری، سیستمهای روشنایی معابر و پمپهای آب پرداخت میکنند، این کاهش هزینه میتواند بهصورت مستقیم بار مالی را از دوش بودجه جاری شهرداری بردارد و منابع آزادشده را به سایر خدمات شهری اختصاص دهد.
دومین مسیر تأثیر اقتصادی، امکان فروش برق مازاد تولیدشده توسط میکروگریدها به شبکه اصلی یا مصرفکنندگان محلی است که میتواند بهعنوان یک منبع درآمد پایدار برای شهرداری عمل کند. در بازار برق، سود میکروگرید و مشترکین بهشدت به قیمت بازار وابسته است، اما با مدیریت هوشمند تولید و مصرف، شهرداری میتواند در زمانهایی که قیمت برق در بازار بالاتر است، برق مازاد را بفروشد و درآمد کسب کند. این مدل درآمدی، برخلاف درآمدهای ناپایدار ناشی از عوارض ساختوساز که در دوران رکود مسکن کاهش مییابد، یک جریان درآمدی پایدار و قابلپیشبینی ایجاد میکند که میتواند به پایداری مالی شهرداری کمک کند. از جمله نشانههای ارتقا و تعالی توان مدیریت شهری، افزایش درآمدهای پایدار و به تبع آن کاهش درآمدهای ناپایدار شهرداری است.
سومین تأثیر، کاهش هزینههای سرمایهای مرتبط با ارتقا و توسعه زیرساختهای شبکه توزیع برق است. میکروگریدها با کاهش تلفات شبکه و اجتناب از سرمایهگذاری در ارتقای خطوط فشارقوی و پستهای توزیع، هزینههای زیرساختی را کاهش میدهند. نتایج تحقیقات نشان داده است که با لحاظ کردن هزینههای ناشی از اتصال میکروگریدها، چنانچه مجموع فواصل سه میکروگرید یا روستا ۲۳۰۰ متر یا کمتر باشد، متصل کردن آنها به یکدیگر صرفه اقتصادی دارد. این موضوع بهمعنای آن است که شهرداریها میتوانند با سرمایهگذاری در میکروگریدهای محلی از هزینههای سنگین توسعه شبکه سراسری اجتناب کنند و منابع مالی خود را به پروژههای دیگر اختصاص دهند.
چهارمین مسیر اقتصادی، ارائه خدمات جانبی به شبکه اصلی است که میتواند درآمد اضافی برای شهرداری ایجاد کند. این خدمات 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. در این زمینه، مسئله بهینهسازی قیمتگذاری برق در میکروگریدها با در نظر گرفتن اثر یارانههای دولتی و نبود قطعیت تقاضا مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعات نشان میدهند که طرحهای هزینه و دستمزد مبتنی بر دسترسی و بهرهبرداری از این خدمات، پایداری اقتصادی میکروگریدها را بهطور چشمگیری افزایش میدهند.
علاوهبر تأثیرات مستقیم بر بودجه، پروژههای میکروگرید با ایجاد اشتغال محلی در حوزههای نصب، نگهداری و مدیریت انرژی، به تقویت اقتصاد محلی کمک میکنند که بهطور غیرمستقیم از طریق افزایش درآمدهای مالیاتی و عوارض، به بودجه شهرداری بازمیگردد. بیش از ۹۵ درصد از منابع مالی شهرداریها از محل درآمدهای محلی درون شهرها تأمین میشود، بنابراین هر فعالیتی که اقتصاد محلی را تقویت کند، بهطور غیرمستقیم بر درآمدهای شهرداری تأثیر مثبت میگذارد.
میکروگریدها امکان جذب سرمایهگذاری بخش خصوصی را از طریق مدلهای مشارکت عمومیخصوصی (PPP) فراهم میکنند که میتواند بار مالی پروژههای انرژی را از دوش بودجه شهرداری بردارد. روشهای استقراض و مشارکت در طرحهای مورد نیاز شهرداریها میتواند از طریق مشارکت سرمایهگذاری بخش خصوصی و تشکلهای غیردولتی، انتشار اوراق مشارکت و استقراض از بانکها و نهادهای مالی داخلی و خارجی انجام گیرد. این مدلهای تأمین مالی، به شهرداریها اجازه میدهند تا بدون تحمیل فشار مالی بر بودجه جاری، پروژههای بزرگ انرژی را اجرا کنند و از منافع بلندمدت آن بهرهمند شوند.
وایلدپولدسرید آلمان؛ دهکدهای که ۵۰۰ درصد مازاد انرژی تولید میکند
در میان شهرهای موفق اروپایی، دهکده وایلدپولدسرید (Wildpoldsried) در ایالت بایرن آلمان، بهعنوان یکی از برجستهترین نمونههای میکروگریدهای محلی و تولید انرژی تجدیدپذیر در مقیاس کوچک شناخته میشود. این دهکده با جمعیت حدود ۲۶۰۰ نفر، نهتنها به خودکفایی انرژی دست یافته است، بلکه هماکنون ۵۰۰ درصد بیشتر از نیاز خود انرژی تولید میکند و تمام این انرژی از منابع تجدیدپذیر تأمین میشود.
پروژه تحول انرژی در وایلدپولدسرید از حدود دو دهه پیش و با ابتکار آرنو زنگرله، شهردار وقت، آغاز شد. در آن زمان، این دهکده همچون بسیاری از مناطق روستایی آلمان، به شبکه سراسری برق وابسته بود و هزینههای انرژی بخش قابلتوجهی از بودجه خانوارها و کسبوکارهای محلی را به خود اختصاص میداد. با اجرای یک برنامه جامع شامل نصب پنلهای خورشیدی روی پشتبام خانهها و ساختمانهای عمومی، احداث نیروگاههای زیستگاز از پسماندهای کشاورزی و دامداری و بهرهگیری از یک سیستم کوچک برقآبی، این دهکده توانست بهتدریج وابستگی خود به سوختهای فسیلی را کاهش دهد و به سمت تولید محلی انرژی حرکت کند.
نتایج مالی این پروژه خیرهکننده است؛ بر اساس گزارشهای مستند در سال ۲۰۱۱، این دهکده با فروش برق مازاد به شبکه سراسری، ۵.۷ میلیون دلار درآمد کسب کرد. این در حالی است که کل سرمایهگذاری اولیه در پروژههای انرژی تجدیدپذیر حدود ۶ میلیون دلار بود؛ به این معنا که تنها در یک سال، تقریباً کل هزینه سرمایهگذاری از طریق فروش برق مازاد جبران شد. در سالهای بعدی، این درآمد به بیش از هفت میلیون دلار در سال افزایش یافت و به یک جریان درآمدی پایدار و قابلپیشبینی برای دهکده تبدیل شد.
وایلدپولدسرید یک میکروگرید واقعی است که میتواند بهصورت مستقل یا متصل به شبکه اصلی عمل کند. این سیستم شامل ترکیبی از منابع تولید پراکنده است: پنلهای خورشیدی با ظرفیت چندین مگاوات، نیروگاههای زیستگاز که از پسماندهای کشاورزی و فضولات دامی استفاده میکنند و یک سیستم برقآبی کوچک که از رودخانه محلی بهره میبرد. این منابع با یک سیستم مدیریت هوشمند انرژی هماهنگ شدهاند که تولید و مصرف را بهطور بهینه مدیریت میکند و در زمانهایی که قیمت برق در بازار بالاتر است، برق مازاد را به شبکه میفروشد.
علاوهبر درآمدهای مستقیم از فروش برق، این پروژه تأثیرات اقتصادی گستردهتری نیز بر جای گذاشته است. نخست، هزینههای انرژی خانوارها و کسبوکارهای محلی بهطور قابلتوجهی کاهش یافته است، زیرا بخش عمدهای از برق مصرفی از منابع محلی تأمین میشود. دوم، پروژههای انرژی تجدیدپذیر موجب ایجاد اشتغال محلی در حوزههای نصب، نگهداری و مدیریت سیستمها شده است که به تقویت اقتصاد محلی کمک کرده است. سوم، این دهکده به یک جاذبه گردشگری و آموزشی تبدیل شده است و سالانه بازدیدکنندگان زیادی از سراسر جهان برای مطالعه این مدل موفق به وایلدپولدسرید سفر میکنند که به درآمدزایی بیشتر از طریق گردشگری منجر شده است.
وایلدپولدسرید توانسته است انتشار کربن خود را بهطور چشمگیری کاهش دهد و به یک الگوی عملی برای دیگر جوامع تبدیل شود. این دهکده نهتنها به هدف تولید صد درصد برق از منابع تجدیدپذیر تا سال ۲۰۲۰ دست یافت، بلکه سه سال قبل از موعد، یعنی در سال ۲۰۱۷، به بیش از ۳۰۰ درصد مازاد تولید رسید و هماکنون با ۵۰۰ درصد مازاد، یکی از پیشروترین جوامع انرژی پاک در جهان است.
موفقیت وایلدپولدسرید نشان میدهد که میکروگریدها و تولید انرژی محلی نهتنها از نظر فنی امکانپذیر هستند، بلکه از نظر اقتصادی نیز توجیهپذیرند. کل سرمایهگذاری اولیه حدود ۶ میلیون دلار بود، اما درآمد سالانه از فروش برق مازاد بیش از هفت میلیون دلار است؛ به این ترتیب دوره بازگشت سرمایه کمتر از یک سال بوده است و پس از آن، تمام درآمدها بهعنوان سود خالص برای جامعه محلی باقی میماند. این مدل نشان میدهد که شهرداریها و جوامع محلی میتوانند با سرمایهگذاری در میکروگریدها همزمان به پایداری انرژی دست یابند، درآمدهای پایدار ایجاد کنند و وابستگی به سوختهای فسیلی و نوسانات قیمت آن را کاهش دهند.
نمونه وایلدپولدسرید، بهویژه برای شهرها و شهرداریهایی که به دنبال راهحلهای عملی و مقیاسپذیر برای گذار انرژی هستند، یک الگوی الهامبخش است. این پروژه نشان میدهد که حتی جوامع کوچک با جمعیت محدود و منابع مالی کم نیز میتوانند با برنامهریزی دقیق، مشارکت شهروندی و بهرهگیری از فناوریهای موجود، به تحول انرژی دست پیدا کنند و از منافع اقتصادی، زیستمحیطی و اجتماعی آن بهرهمند شوند.
نظر شما