المحولات الكهربائية.. الحلقة الأضعف في شبكات الطاقة

أصبحت هذه المشكلة نقطة ضعف خطيرة في أنظمة الطاقة حول العالم. في الولايات المتحدة، حذرت جمعيات شركات المرافق والمصنعون لعدة سنوات من أن فترات انتظار الحصول على محولات الطاقة الكبيرة قد طالت بشكل حاد. فالمعدات التي كان يستغرق شراؤها حوالي عام واحد، أصبحت الآن تستغرق وقتاً أطول بكثير. وتشير البيانات العامة وشهادات شركات المرافق واستطلاعات الصناعة إلى فترات انتظار تصل إلى عامين أو أكثر في بعض الحالات، خاصة للوحدات الأكبر حجماً. وهذا أمر مهم لأن هذه المحولات ليست منتجات استهلاكية قابلة للتبديل. فالمحولات الكبيرة تُصنع خصيصاً حسب الطلب، وهي باهظة الثمن ويصعب استبدالها بسرعة بعد الأضرار الناجمة عن العواصف أو الحرائق أو الحوادث السيبرانية أو الهجمات المادية.

يمتد هذا الضغط إلى ما هو أبعد من الولايات المتحدة. ففي الهند، حيث ارتفع الطلب على الكهرباء بسرعة مع انتشار مكيفات الهواء ونمو الصناعة والتوسع الحضري، تطلب توسيع الشبكة زيادة هائلة في معدات المحطات الفرعية وخطوط النقل. وفي أوروبا، أدى السباق لربط مصادر الطاقة المتجددة وتعزيز الشبكات بعد صدمة الطاقة التي أعقبت الغزو الروسي لأوكرانيا إلى زيادة الطلب على المحولات والمعدات ذات الصلة. وقد حذرت وكالة الطاقة الدولية مراراً من أن شبكات الكهرباء أصبحت الأساس المُهمَل في عملية التحول للطاقة. ووجدت دراساتها الأخيرة أن كميات هائلة من مشاريع توليد الطاقة تنتظر في قوائم الانتظار للربط بالشبكة لأن البنية التحتية للشبكات لا تواكب التطور.

الأسباب ليست غامضة، ولكن من السهل التقليل من شأنها. صناعة المحولات هي عمل صناعي بطيء سمحت العديد من الدول بتقلصه مع مرور الوقت. لا يوجد الكثير من المصانع القادرة على إنتاج وحدات الجهد العالي على نطاق واسع. والصلب المستخدم في قلوب المحولات، وهو نوع خاص من الصلب الكهربائي، يأتي من عدد محدود من الموردين. كما أن أسعار النحاس متقلبة، والعمالة الماهرة نادرة. وشحن المعدات الضخمة صعب وغالباً ما يتطلب عربات قطار خاصة، ومناولة خاصة في الموانئ، وتخطيطاً للنقل البري. وعندما يتعطل جزء واحد من هذه السلسلة، تتوالى التأخيرات.

ثم ارتفع الطلب فجأة من عدة اتجاهات في وقت واحد. فشركات المرافق تحتاج إلى استبدال المعدات القديمة. ومطورو الطاقة المتجددة يحتاجون إلى توصيلات جديدة بالشبكة. ومراكز البيانات تتوسع بسرعة وتستهلك أحمالاً ضخمة في أماكن مثل فيرجينيا وتكساس وأجزاء من أوروبا. كما أن شحن السيارات الكهربائية والمضخات الحرارية وتزويد الصناعة بالكهرباء يزيد من الضغط. وفي الوقت نفسه، يتسبب الطقس المتطرف في إتلاف أصول الشبكة بشكل متكرر. وفي الولايات المتحدة، وثقت الوكالات الفيدرالية زيادة في انقطاعات التيار الكهربائي الكبرى المرتبطة بالطقس على مدى العقدين الماضيين. وكل محطة فرعية تتضرر من عاصفة تخلق طلباً عاجلاً على الاستبدال في سوق تعاني أصلاً من نقص في المعروض.

هناك أيضاً فشل أعمق في التخطيط وراء هذا النقص. لسنوات، ركزت نقاشات الطاقة على التوليد. كان ذلك منطقياً عندما كانت العديد من البلدان قلقة بشكل أساسي بشأن إمدادات الوقود أو إيقاف محطات الطاقة القديمة. لكن الشبكات كانت تُعامل كبنية تحتية ثانوية، على الرغم من أنها أساسية للمرونة الوطنية. فمحطة الغاز التي لا تستطيع توصيل الطاقة بسبب محول معطل ليست ذات فائدة كبيرة. ومزرعة الرياح التي تنتظر عامين للحصول على معدات الربط بالشبكة لا تساعد في خفض الفواتير. وفي كثير من الأماكن، كافأت الجهات التنظيمية شركات المرافق على خفض التكاليف قصيرة الأجل أكثر من مكافأتها على بناء قدرة فائضة في سلاسل التوريد أو الاحتفاظ بمعدات احتياطية قد لا تكون ضرورية كل عام.

بدأت العواقب تصل بالفعل إلى المستهلكين العاديين، حتى لو لم يعرفوا اسم هذا المكون. يمكن أن يؤدي التأخير في تسليم المحولات إلى إبطاء مشاريع الإسكان، وافتتاح المصانع، ومشاريع الطاقة المتجددة. وقد تضطر شركات المرافق إلى إبقاء المعدات القديمة والأقل كفاءة في الخدمة لفترة أطول لعدم توفر البديل. وهذا يمكن أن يزيد من الخسائر الفنية ومخاطر الصيانة. وفي المناطق المتضررة من الأعاصير أو حرائق الغابات أو موجات الحر الشديدة، يمكن أن تصبح استعادة الخدمة أكثر صعوبة إذا لم تكن المعدات الحيوية متوفرة. وقد أظهرت معاناة نظام الطاقة المتكررة في بورتوريكو بعد إعصار ماريا بتفاصيل مؤلمة مدى صعوبة إصلاح الشبكة عندما تكون المعدات الرئيسية نادرة والخدمات اللوجستية ضعيفة.

ولهذا النقص أيضاً تداعيات على الأمن القومي. فمحولات الطاقة الكبيرة هي من بين أهم أصول الشبكة. ومن الصعب استبدالها بسرعة بعد أعمال تخريب أو هجوم منسق. وقد أدركت الولايات المتحدة منذ فترة طويلة هذه الثغرة، وازدادت المخاوف بعد الهجمات المادية على المحطات الفرعية في السنوات الأخيرة. وتواجه العديد من البلدان الأخرى مخاطر مماثلة. إن مرونة أي نظام طاقة تقاس بمدى صعوبة استبدال أجزائه الأساسية. وهذا هو السبب في أن نقص المحولات ليس مجرد قصة عن الإمدادات الصناعية، بل هو قصة عن أمن الطاقة.

هناك طرق عملية لتقليل الخطر، لكنها تتطلب صبراً وتركيزاً في السياسات. أولاً، تحتاج البلدان إلى المزيد من القدرة التصنيعية المحلية والحليفة للمحولات والمكونات الرئيسية. هذا لا يعني أن على كل دولة بناء سلسلة توريد كاملة بمفردها، بل يعني أن على الحكومات التعامل مع هذه المكونات كبنية تحتية استراتيجية أكثر من كونها مجرد واردات عادية. ثانياً، يجب على الجهات التنظيمية أن تسهل على شركات المرافق الاحتفاظ بمخزون احتياطي والاستثمار مبكراً في دورات الاستبدال. قد يبدو انتظار اقتراب المعدات من الفشل أمراً فعالاً على الورق، لكنه يترك النظام هشاً.

ثالثاً، يجب أن يواكب تخطيط الشبكات التوجه نحو الكهرباء. إذا كانت الحكومات تريد المزيد من السيارات الكهربائية، والمزيد من المضخات الحرارية، والمزيد من مراكز البيانات، والمزيد من الطاقة النظيفة، فعليها التخطيط للمعدات التي تربط كل ذلك ببعضه. وهذا يعني تسريع الموافقات للمحطات الفرعية وتحديثات خطوط النقل، وتدريب أفضل للقوى العاملة، وإشارات شراء أوضح طويلة الأجل للمصنعين. وفي بعض الحالات، يمكن لتوحيد التصاميم أن يقلل من التأخيرات أيضاً. فالتصنيع حسب الطلب له دوره، لكن النظام المبني بالكامل على معدات مصممة خصيصاً يكون أبطأ وأكثر هشاشة.

أخيراً، يجب قياس المرونة بصدق أكبر. السؤال الحقيقي ليس فقط ما إذا كانت الشبكة تعمل في يوم عادي، بل ما إذا كان يمكنها التعافي بعد أسبوع سيء. يتطلب ذلك قطع غيار، واتفاقيات مساعدة متبادلة، وتخطيطاً للنقل، ومخزونات طوارئ. كما يتطلب اهتماماً سياسياً. من السهل تجاهل المحولات لأنها تقبع خلف الأسوار وتؤدي عملها بصمت. ولكن عندما تتعطل، تشعر مجتمعات بأكملها بذلك في الحال.

غالباً ما تحتفي سياسات الطاقة بكل ما هو جديد: محطة طاقة شمسية قياسية، أو مفاعل من الجيل التالي، أو مشروع بطارية عملاق. هذه التطورات مهمة. لكن مستقبل الكهرباء سيعتمد أيضاً على آلات ثقيلة وغير براقة مصنوعة من الصلب والنحاس والزيت العازل. فالاقتصاد الحديث يعتمد على أجهزة لا يراها معظم الناس أبداً. وفي الوقت الحالي، أصبح أحد هذه الأجهزة نقطة اختناق. إذا كانت الحكومات تريد طاقة أنظف وأرخص وأكثر أماناً، فعليها التوقف عن التعامل مع المحول الكهربائي كأمر ثانوي.