کمبود باد و فشار روی شبکه برق
افزایش ناگهانی قیمت برق در بازار لحظهای تا سقف قانونی، خالی شدن باتریها در زمانی که شبکه به انرژی بیشتری نیاز داشت، و راه افتادن دوباره نیروگاههای گازی که چند روز پیاپی با تمام ظرفیت کار کردند؛ شبکه برق استرالیای جنوبی¹ در یکی از سختترین دورههای اخیر قرار گرفت. این ایالت که سهم بالایی از برق خود را از باد تأمین میکند، چهار روز پیاپی تقریباً بیباد بود و همین موضوع سیستم را تا مرز توان عملیاتیاش پیش برد.
گاوین مونی²، مدیر سابق بخش استرالیا در شرکت نرمافزار انرژی Kaluza³، نوشته است چنین رویدادهایی نشان میدهد چالش فقط ساخت نیروگاههای تجدیدپذیر نیست؛ بلکه سختتر از آن، ایجاد انعطافپذیری کافی در سیستم برای دورههای نسبتاً کمیاب است که خروجی باد و خورشید در یک منطقه جغرافیایی بزرگ همزمان افت میکند.
از مازاد تولید تا تقریباً بدون باد
در شامگاه پنجشنبه ۱۸ جون، استرالیای جنوبی¹ آنقدر برق بادی تولید میکرد که نهتنها نیاز خود را پوشش داد، بلکه مازاد را هم صادر کرد. اما تنها چند روز بعد، در شب یکشنبه، شرایط هوا کاملاً تغییر کرد و باد تقریباً متوقف شد؛ بهطوریکه برق بادی فقط حدود ۱ درصد از نیاز ایالت را تأمین میکرد. تقریباً همه باقیِ برق از تولید گازسوز میآمد و بخشی هم از ویکتوریا⁴ وارد میشد؛ جایی که آنجا هم شرایط کمباد بود و بیشتر تولید برقش از زغالسنگ انجام میشد.
پال مکآردل⁵، کارشناس بازار برق و مدیر شرکت Global-ROAM⁶، گفت اگرچه افت فصلی تولید تجدیدپذیر در زمستان پدیده شناختهشدهای است، اما «وقفه باد» هفته گذشته در استرالیای جنوبی¹ غیرعادی بود. او توضیح داد این ایالت نزدیک به ۲۸۰۰ مگاوات ظرفیت نصبشده بادی دارد که معادل سه نیروگاه بزرگ زغالسنگی محسوب میشود. با این حال، در چهار روز منتهی به چهارشنبه، میانگین تولید «در حال حرکت» نیروگاههای بادی فقط ۱۲۴ مگاوات بود؛ یعنی دسترسپذیری حدود ۴.۵ درصد.
به گفته او، در دو دوره بد قبلی، نسبت تولید به ظرفیت بهترتیب ۵.۶ درصد و ۶.۶ درصد بوده است. مکآردل نوشت با این دادهها میتوان گفت وقفه اخیر، دستکم از ۲۰۱۹ بدترین رخداد ثبتشده بوده است.
جهش قیمتها و نقش باتریها
یکی از پیامدهای مستقیم این وقفه، جهش شدید قیمت برق در بازار لحظهای بود. بر اساس دادههای Australian Energy Market Operator (AEMO)⁷، قیمت عمدهفروشی در دو نوبت به سقف قانونی ۲۰٬۳۰۰ دلار به ازای هر مگاواتساعت رسید. متوسط قیمت عمدهفروشی در استرالیای جنوبی¹ در سه ماه اول سال، ۸۸ دلار به ازای هر مگاواتساعت گزارش شده بود.
اوج اول، دوشنبه شب پس از غروب خورشید رخ داد؛ زمانی که باد همچنان نمیوزید. در این میان، باتریها نتوانستند جلوی بالا رفتن شدید قیمتها را بگیرند. شرکت استرالیایی OptiGrid⁸ در گزارشی نوشت صاحبان باتریها «در بعدازظهر و اوایل شب با شدت تخلیه کردند» تا از افزایش تدریجی قیمتها استفاده کنند. اما با بالا رفتن قیمت، بسیاری از باتریها رو به اتمام رفتند و «حدود نیمی» توانستند به نخستین بازه قیمتهای بسیار بالا برسند.
با این حال، تقریباً هیچکدام نتوانستند از بار دوم جهش قیمت در صبح روز بعد که دوباره به ۲۰٬۳۰۰ دلار رسید بهره ببرند. حتی برخی باتریها در همان زمان در حال شارژ شدن بودند و تا ۱۰٬۰۰۰ دلار به ازای هر مگاواتساعت پرداخت کردند تا برق ذخیره کنند؛ برقی که عمدتاً از ژنراتورهای گازی میآمد.
همزمان، محدودیتهایی در شبکه انتقال فشارقوی باعث شد استرالیای جنوبی¹ در حالی به ویکتوریا⁴ برق صادر کند که قیمتهای داخلیاش جهش کرده بود. جس هانت⁹، طراح بازار برق، این وضعیت را «جریانهای خلافقیمت» توصیف کرد و نوشت چنین شرایطی در مدیریت شوک قیمتی کمککننده نیست. او گفت دوشنبه شب «تا ساعت ۸ باتریها خالی شدند و قیمت به سقف بازار رسید».
آزمون فشار برای شبکه برق
جف الدریج¹⁰، مهندس برق و مدیر شرکت مشاوره Global Power Energy¹¹، گفت نبود طولانیمدت باد در استرالیای جنوبی¹ نوعی «آزمون فشار» برای سیستم برق این ایالت بود. او توضیح داد یک روز افت باد و خورشید میتواند نوسان ایجاد کند، اما یک وقفه چهارروزه میتواند تابآوری شبکه را بهطور جدی زیر سؤال ببرد. به گفته او، در چنین شرایطی «باتریها، گاز، واردات، توان اینترکانکتورها و پاسخگویی تقاضا» همگی اهمیت بیشتری پیدا میکنند.
الدریج تأکید کرد این اتفاق بهخودیِ خود به معنای کنار رفتن مسیر گذار انرژی استرالیای جنوبی¹ نیست. او گفت در نگاه بلندمدت، سهم باد در برق ایالت رو به افزایش است و از کمتر از ۴۰ درصد در شش سال قبل، حالا در مبنای میانگینِ یکسالِ در حال حرکت به حدود ۵۰ درصد رسیده است. او نوشت یک روند مثبت میتواند آزمونهای دشوار هم در دل خود داشته باشد.
به گفته الدریج، این رخداد روی دیگرِ سیستمی را نشان داد که وابسته به منابع تجدیدپذیرِ متغیر و تابع آبوهواست: اینکه مازاد باد و خورشید میتواند سریع به کمبود تبدیل شود، نقش مرکزی گاز برای پشتیبانی، و محدودیت باتریها برای مدیریت شبکه در دورههای چندروزه. او گفت بحث گذار انرژی گاهی بیش از حد «دوگانه» میشود؛ باتریها میتوانند ارزشمند باشند اما پاسخ کامل برای وقفه چندروزه زمستانی نیست. گاز میتواند در لحظه ضروری باشد اما همزمان موضوعاتی مثل انتشار آلایندهها، ریسک سوخت و نقش بلندمدت را مطرح میکند. اتصال بینمنطقهای هم کمک میکند، اما تنها وقتی که مناطق همسایه در زمان نیاز انعطاف اضافی داشته باشند.
برنامهها و گفتههای وزیر انرژی
گاوین مونی² نیز گفت استرالیای جنوبی¹ در پذیرش انرژی تجدیدپذیر و فاصله گرفتن از سوختهای فسیلی در سطح جهانی جلوتر از بسیاری از مناطق است و به همین دلیل، تجربهاش برای دیگر حوزهها درسهای مهمی درباره ریسکها و فرصتهای گذار دارد؛ از جمله اینکه انعطافپذیری برای کنار آمدن با نوسانهای آبوهوا حیاتی است و این انعطاف میتواند از راههایی مثل ذخیرهسازی، انتقال، پاسخگویی تقاضا و تولید قابلاعزام تأمین شود.
تام کوتسانتونیس¹²، وزیر انرژی استرالیای جنوبی¹، گفت دولت ایالتی بهدنبال توسعه «حجم قابلتوجهی از ذخیرهسازی بلندمدت» است که بتوان در زمان نیاز به کار گرفت. او گفت ظرفیت باتریهای بزرگمقیاس در ایالت بیش از دو برابر خواهد شد و به ۲.۵ گیگاوات (۲۵۰۰ مگاوات) میرسد؛ ظرفیتی که به گفته او میتواند حدود ۳۰۰ هزار خانه را به مدت هشت ساعت تأمین کند. او همچنین گفت با وجود حداقل بودن خروجی باد در این هفته، «تولید خورشیدی پایدار مانده» و کمک کرده کمبود عرضه پیش نیاید.
وزیر انرژی گفت این وضعیت دقیقاً از جنس شرایطی است که برای آن برنامهریزی میشود و افزود بهعنوان یکی از حوزههای پیشرو جهان در ادغام سهم بالایی از انرژی تجدیدپذیر متغیر در سیستمهای انرژی، استرالیای جنوبی¹ از نخستین مناطق در مواجهه با چالشهای آن بوده است. او همچنین گفت قیمتهای بالاتر ناشی از خدمات کوتاهمدتِ گاز، در چارچوب راهبردهای ایالت برای دسترسی به گاز بیشتر، میتواند تحت فشار کاهشی قرار بگیرد.
در این دوره، برق شهر آدلاید¹³ با جمعیتی حدود ۱.۵ میلیون نفر قطع نشد، اما رفتار قیمتها، سطح ذخیره باتریها، میزان اتکای شبکه به گاز و محدودیتهای انتقال، تصویری روشن از حساسیت سیستم در دورههای کمباد چندروزه ارائه داد.
پاورقی نامها (اصل انگلیسی):
¹ South Australia
² Gavin Mooney
³ Kaluza
⁴ Victoria
⁵ Paul McArdle
⁶ Global-ROAM
⁷ Australian Energy Market Operator (AEMO)
⁸ OptiGrid
⁹ Jess Hunt
¹⁰ Geoff Eldridge
¹¹ Global Power Energy
¹² Tom Koutsantonis
¹³ Adelaide