في 10 فبراير في بلفور ، أعلن الرئيس إيمانويل ماكرون عن رؤيته لصناعة الطاقة الفرنسية العالمية حتى عام 2050. وأعاد التأكيد على رغبة فرنسا في تطوير الطاقات المتجددة على نطاق واسع كمصادر متقطعة بالإضافة إلى العبء الأساسي الذي توفره الصناعة النووية التي تصدرت عملية تنشيطها عناوين الصحف بالفعل. حيث. ادعى ماكرون أنهم “الوسيلة الوحيدة لتلبية [احتياجاتنا الفورية من الطاقة] بطريقة مربحة وتنافسية”. بحلول عام 2050 ، يجب مضاعفة سعة محطة الطاقة الشمسية الفرنسية بأكثر من 10 لتتجاوز 100 جيجاواط ، بينما يمكن أن تتضاعف سعة الرياح البرية لتصل إلى 37 جيجاواط. يجب أن تشهد طاقة الرياح البحرية أيضًا انطلاقًا حقيقيًا حيث تهدف فرنسا إلى تطوير وبناء 40 جيجاوات خلال نفس الفترة.

منذ بلفور ، أدى غزو أوكرانيا وخلافة العقوبات الدولية التي فرضت على روسيا إلى زيادة الحاجة إلى العمل من أجل مزيد من الاستقلال الذاتي في مجال الطاقة . في 8 مارس ، كشفت المفوضية الأوروبية عن خطتها المسماة REPowerEU ، لوقف واردات النفط والغاز الروسية. يعتمد أحد المحاور الأربعة الرئيسية لهذه الخطة ، مرة أخرى ، على تطوير الطاقات المتجددة.

يشكل الاختراق الحتمي للطاقات المتجددة في مزيج الكهرباء الأوروبي تحديًا متزايدًا باستمرار لاستقرار الشبكة. في أوروبا ، يتم تطوير الطاقات المتجددة بسرعة أكبر بكثير من نمو استهلاك الكهرباء – في فرنسا ، لم يزد الأستهلاك منذ الأعوام 2005-2010. إن ظهور مصادر الطاقة المتجددة تؤثرعلى مصادر الكهرباء التقليدية القابلة للتحكم مثل الغاز والنفط والفحم علي النحو التالي :

    1. يتم تعويض ارتفاع القدرة المتقطعة على الشبكة – بتكلفة هامشية لإنتاج الكهرباء تساوي الصفر – حتى الآن من خلال الإغلاق التدريجي لمحطات الطاقة التي يمكن التحكم فيها للسماح للشبكة بامتصاص هذا الإنتاج الجديد من الكهرباء المتجددة.

    2. عندما تكون القدرة المتقطعة المتصلة بالشبكة ضعيفة الأداء ، يجب أن تكون محطات الإنتاج التي يمكن التحكم فيها متاحة للعمل كمخزن لإمداد زيادة الطلب علي الكهرباء ؛ للسماح بذلك ، يجب أن تكون السعة الأنتاجية لمحطات الطاقة التي تعمل بالغاز في الأوقات العادية قادرة لتتمكن من الاستحواذ على مصادر الطاقة المتجددة من خلال إنتاج المزيد في الأيام الخالية من الرياح والطاقة الشمسية الضعيفة.

لذلك كان تطوير طاقة الرياح والطاقة الشمسية على الشبكة في المقام الأول على حساب الطاقات الراسخة التي يمكن التحكم فيها. مشغلي الشبكات الأوروبية ، المسؤولين عن ضمان التوازن بين العرض والطلب في جميع الأوقات على مدار العام ، يتنقلون الآن بين (1) استهلاك الكهرباء المتغير الذي تتخلله ذروة في استهلاك الكهرباء أثناء موجات الحرارة والموجات البرد الشتوية الشديدة من ناحية و (2) ) من ناحية أخرى ، وسائل متقطعة بشكل متزايد لإنتاج الكهرباء ، ذات قابلية قليلة للتنبؤ في إنتاجها للكهرباء.

استهلاك فرنسا من الكهرباء
مزيج الكهرباء

على المدى الطويل ، ستكون هناك حاجة إلى الابتكار لتزويد شبكات الكهرباء بموارد مرنة للتحكم في هذا الإنتاج المتقطع المتزايد للكهرباء وتعديله. قد لا يبدو الخيار الأفضل تكليف محطات الطاقة التقليدية التي يمكن التحكم فيها لضمان استقرار الشبكة ، كما هو الحال اليوم ،: يبدو أن العديد من الحلول البديلة التكميلية أكثر ملاءمة لتطوير مرونة شبكة الكهرباء.

معالجة التغييرات في سلوكيات استهلاك الكهرباء بإجراءات فصل المحطات وكفاءة الطاقة هي الحل الأساسي الواضح الرلهن ؛ لكن الابتكار التكنولوجي في تخزين الكهرباء (بطاريات ليثيوم أيون ، طاقة الهيدروجين إلى غاز ، إلخ) يجب أن يكون توجهه آخر. كل تقنية تخزين معينة لها حالة استخدام خاصة بها ، يتم تحديدها بشكل أساسي من خلال سرعة التنشيط بالإضافة إلى وقت الشحن (أو التفريغ).

 

من بين جميع الخيارات ، يبرز تخزين أيونات الليثيوم باعتباره أكثر التقنيات نضجًا لمواجهة الاختلالات السريعة قصيرة العمر للشبكة. يمكن تنشيط هذه الأصول في بضع ثوانٍ بواسطة مشغل الشبكة ولكنها محدودة بوقت الشحن ، وغالبًا ما تكون ساعة أو ساعتين (وحتى أربع ساعات). لذلك يمكنها الاستجابة بسرعة كبيرة لهذه الاختلالات عن طريق تخزين الكهرباء أو حقنها مؤقتًا. ومع ذلك ، فإن وقت التفريغ القصير نسبيًا لبطاريات الليثيوم أيون يجعلها غير مناسبة للاستجابة للاختلالات على مدى فترات زمنية طويلة ، مثل الاختلالات الموسمية ، في حين أن التقنيات الأخرى مثل محطات التخزين المائية لحفظ الطاقة التي يتم ضخها لأعلي ثم لأسفل PUMPING ENERGY TRANSFER STATION (PETS)   أو الهيدروجين ستكون أكثر ملاءمة.

 

في فرنسا ، يتم دعم تطوير هذه الموارد الجديده التي تدعم مرونة الشبكة هذه من خلال فتح أسواق جديدة لمكافأة خدماتها. إن توقعات أسعار الكهرباء على المدى الطويل اليوم تجعل من غير المحتمل أن تكون الأستثمار في أصول مشروعات الليثيوم أيون مربحة فقط على أساس استراتيجية المراجحة بين الشراء والبيع في السوق الفورية للكهرباء بالطبع في الدول التي تسمح للقطاع الخاص ببيع الكهرباء. في مثل هذه الإستراتيجية (المراجحة) ، يشتري المثتثمر الكهرباء ويخزنها عندما يكون السعر الفوري منخفضًا – في منتصف اليوم عندما تكون الشمس في ذروة تأرجحها – لبيعها وضخها لاحقًا في الشبكة عندما يرتفع السعر الفوري ، مثل في المساء بعد العودة من العمل.

مشاركة البطارية الليثيوم

في فرنسا ، هناك سوقان بديلان يسمحان بتحسين الربحية لمشروعات التخزين: سوق السعة وسوق تنظيم التردد. في أي وقت ، يمكن لمثتثمر مشروع التخزين إما إجراء المراجحة في السوق الفورية أو العمل في أي من هذه الأسواق – أيهما أكثر ربحية لمشروع التخزين.

1- في إطار سوق السعة ، تلتزم منشأة التخزين لمدة عام كامل باتباع التعليمات التشغيلية لنظام الشبكة حصريًا في أيام ذروة الاستهلاك. يجد مثتثمر التخزين نفسه بالتالي غير قادر على أداء المراجحة أو تنظيم التردد خلال هذه الأيام. لا يمكن أن يتجاوز عدد ما يسمى بـ “PP2” يومًا 25 يومًا في السنة ، ويتم الإعلان عنها في اليوم السابق من قبل مشغل الشبكة. تستفيد تجهيزات التخزين من أجر سنوي في المقابل محدد في السنة السابقة للالتزام من خلال المزادات التي تنظمها EPEX SPOT.

حجم سوق تخزين بطاريات الليثيوم في فرنسا

2- يتكون سوق تنظيم التردد من التزام لمرة واحدة باتباع التعليمات التشغيلية لنظام الشبكة لفترة زمنية محددة في أي يوم معين من السنة (فترات زمنية مدتها أربع ساعات لاحتواء التردد – FCR وساعة واحدة للتردد التلقائي احتياطي الاستعادة – aFRR). يتم تحديد المكافأة المرتبطة من خلال نظام المزاد على منصة Regelleistung. تُجرى المزادات المضاعفة كل يوم للفترات الزمنية لليوم التالي. وبالتالي ، فإن منشآت التخزين التي التزمت بسوق السعة قادرة على تقديم عطاءات خارج PP2. بين يناير 2021 وفبراير 2022 ، كانت أسعار FCR متغيرة للغاية ، حيث تراوحت من 0 يورو إلى 1600 يورو لكل ميجاوات لمدة أربع ساعات من التوافر.

متوسط أسعار تخزين الطاقة في بطاريات الليثيوم

وبخلاف هذه الأسواق الحالية ، يتجه الاتجاه نحو مضاعفة مصادر المكافآت لأصول التخزين في فرنسا. يعد الافتتاح الأوروبي القادم للاحتياطي الثانوي / aFRR لفئة الأصول هذه (مشروع PICASSO) ، ومناقصات المرونة التجريبية الخاصة بـ RTE قيد التطوير بالإضافة إلى المناقصات الإقليمية الجارية لشركة ENEDIS حيث تمثا أمثلة جيدة. ومن المثير للاهتمام ، أن الهدفين الأخيرين يهدفان إلى توفير حل محلي لإزالة احتقان عقد عدم مرونة الشبكة (على الرغم من أن قابلية تطبيق عطاءات ENEDIS على أصول تخزين الليثيوم أيون لا تزال غير مؤكدة في هذه المرحلة).

تظل هذه الأسواق الجديدة متقلبة للغاية ويصعب قراءتها بالنسبة لفئة أصول البنية التحتية طويلة الأجل. على عكس مشاريع الكهرباء المتجددة التي يتم تعويضها من خلال اتفاقية شراء الطاقة ، غالبًا بسعر ثابت متفق عليه مسبقًا ، فإن أصول التخزين في فرنسا تخضع لمخاطر سوقية كبيرة: تسعير خدمات المرونة ينبع بشكل منهجي من أساس منطقي لتوازن العرض والطلب. سواء من خلال العمل في الأسواق الفورية أو من خلال المشاركة في المناقصات المتكررة ، فإن المصادر المختلفة لدوران هذه الأصول ، في جوهرها ، متقلبة ويصعب التنبؤ بها على المدى الطويل.

أدى هذا التقلب إلى خنق أمولة فئة الأصول هذه إلى حد كبير من قبل المقرضين طويل الأجل الذي ينتقلون في مجال الطاقة في فرنسا ، والذي تهدأ بسبب مخاطر السوق الكبيرة هذه. في عام 2019 ، قدمت RTE أول حل لهذه المشكلة من خلال أول مناقصات طويلة الأجل (AOLT). توفر هذه المناقصات إمكانية التنبؤ بسوق السعة من خلال ضمان سعر ثابت لمدة سبع سنوات للمشاريع الممنوحة. لقد لبى طرح هذه المناقصات الجديدة بشكل جزئي حاجة المقرضين إلى القدرة على التنبؤ ، على الرغم من كونه خطوة في الاتجاه الصحيح. نادرًا ما يتجاوز سوق السعة (الذي توفر فيه AOLT رؤية لمدة سبع سنوات) 25 ٪ من إجمالي قاعدة دوران أصول تخزين الليثيوم أيون.

أرباح تخزين الطاقة من بطاريات الليثيوم

لذلك يضطر المطورون الذين يرغبون في وضع أنفسهم بسرعة في سوق تخزين الليثيوم إلى اتخاذ خيارات قوية:

 

البعض مقتنع بأهمية نموذج ثابت واسع النطاق. تتصل البطاريات الكبيرة المستقلة بالشبكة وتستمد ربحيتها فقط من أسواق المرونة المختلفة الموضحة أعلاه. في معظم الأوقات ، يتم تمويل هذه الأصول بالكامل برأس مال من مطوريها الذين يتحملون المخاطر الكاملة. على المدى الطويل ، هناك فرصة لاستفادة هذه الأصول من إعادة تمويل الديون.

– يراهن آخرون على التهجين اللامركزي ، حيث يقترنون محليًا بمحطات توليد الكهرباء المتجددة الخاصة بهم مع بطاريات الليثيوم أيون. يسمح مثل هذا الإعداد للمحطات الكهربائية بتسهيل التقطع في إنتاج الكهرباء من خلال الاعتماد على التخزين. يبدو هذا الخيار الثاني اليوم أكثر ملاءمة لمقرضي البنوك الذين يقدمون بالفعل التمويل المناسب بفضل معرفتهم بمحطات الطاقة المتجددة.

 

تشكل الحاجة إلى المرونة على الشبكة مشكلة حقيقية اليوم بإجابات متعددة، تبدو بطاريات الليثيوم أيون هي الأنسب لضمان الاستقرار الهيكلي للشبكة للاختلالات قصيرة المدى. يبدو أن انطلاق قطاع الليثيوم أيون الفرنسي ، والذي كان متوقعًا منذ عدة سنوات ، قد تباطأ بسبب الافتقار إلى الرؤية حول ربحية أسواق المرونة المختلفة. مع (1) مضاعفة عدد المشاريع والجهات الفاعلة المشاركة و (2) نضوج أسواق المرونة المختلفة ، يجب أن يستمر قطاع الليثيوم أيون في تطوير وهيكل نفسه لتقديم إطار مناسب للممولين الخارجيين . تبدو المصالح متوافقة بين جميع الأطراف: سيجد المطورون والمقرضون تتابعًا للنمو ، في حين أن مشغل الشبكة سيقلل من تكاليف الموازنة.

بقلم باستن مارتينز مجلة PV Magazine

موضوعات قد تهمك قراءتها

Share This