فرانك فيلدر

إطار جديد للتحليل الاحتمالي للتكاليف والفوائد لموثوقية أنظمة الطاقة الكهربائية ومرونتها وقدرتها على التكيف

يمكن أن تزود التحليلات الاحتمالية للتكاليف والفوائد، المعنية بموثوقية أنظمة الطاقة الكهربائية ومرونتها وقدرتها على التكيف، صانعي السياسات بمعلومات يسترشدون بها في معرفة الكيفية التي يمكن بها بكفاءة خفض معدل تكرار انقطاعات التيار الكهربائي وحجمها ومدتها وتكاليفها؛ والكيفية التي يتسنى من خلالها تحسين تكامل مصادر الطاقة المتجددة المتنوعة والمتقطعة بطريقة تتسم بفعالية التكلفة، والكيفية التي يمكن من خلالها تعزيز النتائج المنصفة.

7th يوليو 2024

كيف يمكن أن تدعم العقود الثنائية تجارة الكهرباء؟رؤية عبر نموذج كهرباء إقليمي بين دول الخليج العربي ومصر والعراق والأردن

يمكن‭ ‬لتجارة‭ ‬الكهرباء‭ ‬بين‭ ‬دول‭ ‬منطقة‭ ‬الشرق‭ ‬الأوسط‭ ‬وشمال‭ ‬إفريقيا‭ ‬أن‭ ‬تأتي‭ ‬بفوائد‭ ‬عديدة‭ ‬من‭ ‬ناحية‭ ‬التكلفة‭ ‬والآثار‭ ‬البيئية‭ .‬ومع‭ ‬ذلك، ‬ولبعض‭ ‬الأسباب‭ ‬التاريخية،‭ ‬لم‭ ‬تصل‭ ‬تجارة‭ ‬الكهرباء‭ ‬في‭ ‬هذه‭ ‬المنطقة‭ ‬إلى‭ ‬مرحلة‭ ‬النضج‭ ‬بعد‭ .‬من‭ ‬هنا،‭ ‬بناءً‭ ‬على‭ ‬نموذج‭ ‬موائم‭ ‬تشغيلي‭ ‬اقتصادي‭ ‬في‭ ‬المنطقة‭ ‬أفقه‭ ‬الزمني‭ ‬،‭2030 ‬ تتقصى‭ ‬هذه‭ ‬الورقة‭ ‬البحثية‭ ‬النتائج‭ ‬المترتبة‭ ‬على‭ ‬تجارة‭ ‬الكهرباء‭ ‬بين‭ ‬دول‭ ‬مجلس‭ ‬التعاون‭ ‬الخليجي‭ ‬بالإضافة‭ ‬إلى‭ ‬مصر‭ ‬والأردن‭ ‬والعراق‭ ‬من‭ ‬ناحية‭ ‬التكلفة‭ ‬والانبعاثات‭.

11th يونيو 2024

تقييم إمكانية تركيب سعات توربينات الرياح البحرية العائمة في البحر الأحمر

تزايد الاهتمام بتوربينات الرياح البحرية العائمة مؤخرا، ويجري تركيبها في عدة مناطق في أوروبا وآسيا. وتستفيد هذه التوربينات من نفس التقنية المستخدمة في توربينات الرياح البحرية التقليدية، ولكنها غير مثبتة مباشرة بقاع البحر، وإنما تثبت بحبال إرساء تسمح لها بأن تطفو في الماء ضمن نطاق حركة محدد مسبقا. يمكن أن تسهم هذه الميزة في خلق فرص لاستخدامها في المناطق التي يزيد عمق المياه فيها عن 60 مترا (أي الحد الأقصى لتوربينات الرياح البحرية الحالية المثبتة بقاع البحر). ومن العقبات الرئيسة في بناء توربينات الرياح البحرية في البحر الأحمر هو عمق المياه فيه الذي يزيد عن 60 مترا، لذلك تعد توربينات الرياح البحرية العائمة خيارا مناسبا.

5th مايو 2024

إيجاد فرصة في التوزيع الاقتصادي: كيف يمكن توفير الوقود دون التأثير في أسعار الكهرباء؟

لأسباب مهمة تتعلق بالسياسة العامة المحلية، تُخصص العديد من الدول المنتجة للنفط والغاز الطبيعي وقودًا لقطاع الكهرباء بأسعار مدارة يجري التحكم فيها، تقل عن تكاليف الفرص البديلة في مجال إنتاج الوقود. ويوضح هذا المقال أن توزيع إنتاج وحدات الطاقة بناءً على حساب تكاليف الفرص البديلة في مجال إنتاج الوقود من شأنه أن يزيد كفاءة هذه الوحدات زيادة ملحوظة، بينما يمكن، لأسباب سياسية، الاستمرارُ في تحديد أسعار الكهرباء للمستخدمين النهائيين على أساس أسعار الوقود المدارة. إضافةً إلى ذلك يمكن أن يحقق توزيع الحصص المنتجة من موارد الطاقة بناءً على تكاليف الفرص البديلة فوائد بيئية عندما يسفر عن تغيير أولويات تشغيل وحدات النفط والغاز بترتيب هذه الأولويات حسب التكلفة. ويقدم هذا البحث أيضًا حلًا لمعضلة تجارة الكهرباء الناجمة عن عدم رغبة الدول في تصدير الكهرباء بالأسعار المحلية.

17th مارس 2024

كيف يمكن لأزمة الطاقة الأوروبية أن تعيد صياغة محاولات إصلاح قطاع الطاقة في دول مجلس التعاون الخليجي؟

تشهد أسعار الطاقة في أوروبا زيادة مطردة في الآونة الأخيرة، وهو ما دعا صناع السياسات إلى السعي إلى إيجاد حلول عاجلة للحد من هذا الارتفاع الذي يواجهه المستخدم النهائي، وتحسين تصميم سوقالطاقة على المدى الطويل. ومن هذا المنطلق، تبحث هذه الدراسة في عدد من الأحداث الجارية التي يواجهها قطاع الطاقة في أوروبا، وتتطرق إلى عدد من التحديات التي ربما يواجهها قطاع الطاقة على وجهالعموم في المستقبل. ونُردف الدراسة بمجموعة من التوصيات المعنية بسياسات الطاقة والمناسبة لأوضاع دول مجلس التعاون الخليجي، وذلك عبر عقد مقارنة بين تصميم قطاع الطاقة القائم في هذه المنطقة وبيننظيره في أوروبا.

24th أكتوبر 2023

كيفية تأثير افتراضات القدرات الثابتة ومعدل الانقطاع القسري لمصادر الطاقة المتجددة على نتائج نماذج التوسيع في القدرات

تعتمد مرحلة التحول في الإمداد الطاقي التي نشهدها ً في الوقت الراهن اعتمادا ً كبيرا على مدى انتشار مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح للوفاء بمتطلبات توليد الطاقة الكهربائية، إذ ستؤدي هذه الموارد المتغيرة والمتقطعة إلى تغيير موثوقية نظم الطاقة مقارنة بالأوضاع التي يتم فيها توليد الطاقة الكهربائية عن طريق المحطات التقليدية. غير أن من األهمية بمكان رسم صورة دقيقة عن مدى إسهامها في كفاية الموارد المتعلقة بالتخطيط طويل ً الأجل للتوسع في القدرات. ويجري هذا البحث تقييما لكيفية تأثير تباين القدرة الثابتة ومعدل االنقطاع القسري ولتقنيات الطاقة المتجددة على نماذج التوسع في القدرة، وذلك عن طريق توظيف ثمانية سيناريوهات مختلفة ما بين القدرة الثابتة ومعدل االنقطاع القسري وأهداف مشاركة الطاقة المتجددة، والاستهالك السنوي للطاقة المتجددة في نموذج نظام الطاقة في المملكة العربية ً السعودية. ويمثل افتراض وجود قدرة ثابتة عالية نسبيا ً ومعدل انقطاع قسري منخفض نسبيا للطاقة المتجددة (الافتراضات المتفائلة حيال مصادر الطاقة المتجددة)، بينما يمثل العكس أي الافتراضات المتشائمة لهذه المصادر. وعند المقارنة، نجد أن االفتراضات المتشائمة للطاقة المتجددة تؤدي إلى حدوث زيادات كبيرة في التكاليف واالنبعاثات ومعدل انتشار البطاريات بنسبة تتراوح ما بين 11 ٪ و17 ٪ و41 ٪ على التوالي. إلا أنه لم تتم مالحظة وجود أي أنماط لكفاية الموارد. كما أن تحديد مدى تأثير القدرة الثابتة ومعدل الانقطاع القسري ً لتقنيات الطاقة المتجددة التي تعتمد اعتمادا ً كبيرا على الطقس على الاستثمارات في قطاع الطاقة يوفر رؤى ّ قيمة بالنسبة لصانعي السياسات بالتزامن مع تقدم العالم بوتيرة أشد قوة في اتجاه نشر مصادر الطاقة المتجددة للحد من الانبعاثات وتغير المناخ.

9th مارس 2023

آثار التكلفة والمساحة والموثوقية المترتبة على استخدام الهيدروجين في محطات شحن السيارات الكهربائية المعزولة عن الشبكة: دراسة من خلال نظام المعلومات الجغرافية لمدينة الرياض في المملكة العربية السعودية

يتم تحديد آثار التكلفة والمساحة والموثوقية المترتبة على استخدام الهيدروجين في محطات شحن السيارات الكهربائية المعزولة عن الشبكة من خلال نموذج تحسين وتحليلات لنظام المعلومات الجغرافية لمدينة الرياض في المملكة العربية السعودية. ويؤخذ في الحسبان التحديات المرتبطة باستخدام طاقة الرياح باعتبارها إحدى تقنيات التوليد المستخدمة في محطات الشحن داخل مراكز المدينة.

29th يناير 2023

التكلفة، والانبعاثات، والآثار الاقتصادية الكلية المترتبة على التوقف عن استخدام وقود الديزل في القطاع الزراعي السعودي: الخيارات ورؤى السياسات

يعتمد القطاع الزراعي السعودي لأغراض الريّ على الديزل الذي يتم توفيره للمزارعين بأسعار تقل كثيرا عن متوسط السعر العالمي، مما يعني ضمناً تكبد تكاليف فرص بديلة مرتفعة، ونقوم في هذه الدراسة – بمساعدة نماذج الطاقة الكهربائية المقترنة بنماذج الاقتصاد الكلي – بتقييم آثار الاقتصاد الكلي المترتبة على التوقف عن استخدام وقود الديزل وكهربة أنشطة الري في القطاع الزراعي السعودي. ونتناول ثلاثة سيناريوهات لعمليات الكهربة، متمثلة في: كهربة كل مزرعة فردية بشبكة طاقة كهربائية صغيرة متجددة هجينة ومخصصة، وكهربة مجموعة المزرعة بأكملها عن طريق التوليد المركزي، وربط المجموعة بأكملها عبر الربط بشبكة الكهرباء الوطنية. وتوصلنا بالمقارنة مع الحالة الأساسية، إلى أن ربط مجموعة المزرعة بشبكة الكهرباء الوطنية يعد أفضل الخيارات من حيث الجدوى الاقتصادية، ولكنه الأقل ملاءمة للبيئة. فيما تعد سيناريوهات توليد الطاقة الكهربائية المتجددة عن طريق التوليد المركزي فتعد أكثر تكلفة (مقارنةً بسيناريو نقل الطاقة) وذلك نظرًا لارتفاع التكاليف المتعلقة بالبطاريات والبنية التحتية للغاز. علاوة على ذلك، فإن الجدوى المالية لخيار شبكة الطاقة الكهربائية الصغيرة المتجددة تتوقف على افتراض تكلفة الفرص البديلة.

24th أغسطس 2022

مرور عام على حادثة انقطاع التيار الكهربائي في ولاية تكساس الأمريكية: الدروس المستفادة لنظم الطاقة الكهربائية الموثوقة والمرنة

شهدت ولاية تكساس الأمريكية في شهر فبراير من عام 2021 موجة برد شديدة تسببت في انقطاع الكهرباء عن ملايين المنازل، مما أدى إلى وفاة أكثر من مائتي شخص وإلحاق أضرار اقتصادية بلغت قيمتها حوالي 100 مليار دولار. كما تم استخدام حادثة انقطاع الكهرباء في تكساس لدعم العديد من الادعاءات المتعلقة بالطاقة المتجددة، وأسواق الكهرباء، وتغير المناخ. غير أننا نحدد في هذه الدراسة محركات انقطاع الكهرباء في تكساس، والدروس المستفادة منذ ذلك الحين، وتنطبق هذه الدروس بصفة خاصة على أنظمة الطاقة الكهربائية حول العالم، بما فيها أنظمة دول مجلس التعاون لدول الخليج العربية ومنطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا.

14th يونيو 2022

الوفورات الموسمية للوقود الناجمة عن تحويل الأحمال الكهربائية في القطاع الصناعي السعودي

يعد تحويل الحمل الكهربائي – أي نقل الطلب من ساعات الذروة إلى خارجها – نوعا هاما من أنواع الاستجابة للطلب، إذ يمكنه خفض التكاليف التشغيلية الإجمالية لنظام الطاقة وتحسين موثوقية شبكة الكهرباء. وتقدر هذه الدراسة الآثار المالية المترتبة على تحويل الأحمال الكهربائية في القطاع الصناعي السعودي. كما تم استخدام نموذج وطني سعودي لتحسين التوزيع بهدف محاكاة ثلاثة سيناريوهات. وتمكنا باستخدام هذا النموذج من تقييم الآثار المترتبة على تحويل الأحمال الكهربائية في قطاع الصناعة من فترة الذروة في فصل الصيف إلى أشهر فصل الشتاء الواقعة خارج أوقات الذروة، مع بقاء تعريفات الكهرباء الصناعية على حالها دون تغيير.

11th أبريل 2022

تحقيق أهداف الطاقة المتجددة دون المساومة على موثوقية قطاع الطاقة

وضعت وزارة الطاقة في المملكة العربية السعودية أهدافًا طموحة للطاقة المتجددة. وعلى الرغم من أن مزيج الطاقة الحالي في المملكة تهيمن عليه الطاقة التقليدية (%95<)، إلا أنها تهدف إلى إنتاج %50 من الطاقة من مصادر متجددة بحلول عام 2030. تتمتع حاليًا المملكة بإمكانات عالية جدًا من الطاقة الشمسية الكهروضوئية، كما أنها في وضع جيد لتوليد الطاقة من الرياح. وبالتالي، فإن دراسة موثوقية أنظمة الطاقة المتجددة وتأثير تحويل التوليد التقليدي إلى طاقة متجددة تعد ذات أهمية كبيرة. ويعد هذا الأمر مهما لأن درجات الحرارة في المملكة غالبًا ما تكون مرتفعة أغلب العام.  

22nd مارس 2022

مصادر الطاقة المتجددة وموثوقية وكفاءة أسواق الكهرباء

يعتمد اختيار استخدام أسواق الكهرباء للتحول إلى قطاع كهرباء فائق الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة على إمكانية تحقيق مستوى عال من الموثوقية والكفاءة. وتقدم هذه الدراسة إطارا لسياسات الموثوقية والمرونة والتكيف يكون مخصصا لنظام الطاقة المتحرر الذي يتمتع بحصة كبيرة من مصادر الطاقة المتجددة. ويقدم هذا الإطار رؤى سياسات بشأن موثوقية سوق الكهرباء وآثار آليات التعويض على مصادر الطاقة المتجددة. كما يبين تحليلنا ضرورة إعادة النظر في تقييمات مدى كفاية أنظمة الطاقة المتحررة وتعزيز تعريف احتمالية فقد الجهد الكهربائي، والنظر صراحة في احتمالية زوال السوق. ويمكن لأسواق الكهرباء في ظل هذه الظروف أن تحقق نظريا كلًا من الموثوقية والكفاءة من مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة والمتقطعة بنسب كبيرة، وبتكاليف حدية صفرية أو شبه صفرية، فضلا عن إمكانية مواجهة التحديات السوقية والفنية.

29th ديسمبر 2021

كيف يمكن لتخزين الطاقة أن يُحفز سياسات الكهرباء للدول الأعضاء في مجلس التعاون لدول الخليج العربية؟ القضايا والخيارات

تعمل المملكة العربية السعودية ورصفائها من الدول الأعضاء في مجلس التعاون لدول الخليج العربي بالتوازي على إصلاح أسواق الكهرباء فيها وتحقيق أهدافها الطموحة فيما يتعلق بنشر الطاقة المتجددة، ويعتبر الدافع الكامن وراء هذه الأجندة متعدد الأوجه، كما تعتبر زيادة الكفاءة الاقتصادية أحد الأسباب العديدة الدافعة لبذل هذه الجهود. تهدف هذه الدول مجتمعة من خلال إدخال الأسواق في قطاع الطاقة (أيّ تحرير هذا القطاع)، إلى الحد من اعتماد هذا القطاع على الميزانية العامة، فضلا عن أن بإمكان القطاع الخاص تمويل عمليات توليد الكهرباء وتوسيع شبكتها وخفض أسعارها.

27th سبتمبر 2021

تقييم دور مصادر الطاقة المتجددة في تقليل الانبعاثات في قطاع الطاقة السعودي باستخدام تحسين الأعداد الصحيحة المختلط

يُنظر إلى تقنيات الطاقة المتجددة (RE) على أنها وسيلة مهمة للحد من الانبعاثات المرتبطة بقطاع الطاقة. باستخدام تحسين الأعداد الصحيحة المختلط، نقوم بتقييم إلى أي مدى تقلل الطاقة المتجددة من انبعاثات الكربون في قطاع الطاقة السعودي.  

2nd يونيو 2021