حسابات موجة الحر: عندما تحتاج الشبكة إلى الطاقة أكثر ما يكون، تُنتج أربعة مصادر أقل

يفقد المفاعل النووي حوالي نصف بالمئة من إنتاجه لكل درجة مئوية ترتفع فيها درجة حرارة مياه التبريد فوق درجة التصميم. هذا الرقم، على جفافه الظاهر، هو ما يحدد هذا المقال. وهو السبب في أن موجة الحر ليست مجرد قصة عن أشخاص يفقدون وعيهم في القطارات؛ بل هي قصة عن الآلات التي شيّدناها لتبريدهم تفشل في الظروف نفسها التي تجعل التبريد ضرورياً.

أوردت عملية تدقيق في الحقائق دارت هذا الأسبوع ما تفعله الحرارة بفرسان الكهرباء الأربعة في العصر الحديث: النووية والغاز والرياح والطاقة الشمسية. النتائج ليست جديدة على من قضى وقتاً داخل غرفة التحكم في شركة تشغيل الشبكة، لكن يجدر ذكرها بوضوح، لأن النقاش العام حول التحول الطاقي لا يزال يجري وكأن السعة الإنتاجية رقم ثابت مختوم على لوحة المواصفات. وهي ليست كذلك. فهي دالة تتعلق بدرجة الحرارة المحيطة وتدفق الأنهار وسرعة الرياح وحرارة سطح الألواح — كل ذلك يتحرك في الاتجاه الخاطئ خلال الأسابيع التي تتعرض فيها الشبكة لأقسى الضغوط.

لنبدأ بالطاقة النووية. المفاعلات الموجودة على الأنهار — والأسطول الفرنسي هو النموذج الأبرز — تواجه مأزقاً مزدوجاً خلال موجات الحر. مياه الأنهار التي تسحبها للتبريد تكون أدفأ، مما يقلل من الكفاءة الحرارية. والماء الذي تُصرِّفه يخضع لحدود بيئية، لأن ضخ مياه بدرجة 30 درجة مئوية في نهر منخفض التدفق يُلحق أضراراً بالغة بالنظام البيئي في المصب. لذلك يقلّل المشغلون من الطاقة المُنتجة أو يوقفون المفاعلات تماماً. أما المفاعلات الساحلية فتحتفظ بوضع أفضل لكنها ليست بمنأى عن المشكلة. الرقم الذي يجب الانتباه إليه: أسطول يوفر سبعين بالمئة من الطاقة القاعدية لبلد ما قد يفقد خمس هذه السعة في أسبوع أغسطس عسير.

تفقد توربينات الغاز كفاءتها أيضاً، وإن كان ذلك بصورة أقل حدة. الهواء الأدفأ عند مدخل التوربين أقل كثافة؛ وكتلة أقل تعني طاقة أقل. تخسر محطات الدورة المركبة بضعة بالمئة من إنتاجها المقنن في أحر الأيام — خسارة أصغر مما تعانيه النووية، لكنها تحدث في اللحظة نفسها. والرياح أسوأ من ذلك: موجات الحر في أوروبا والخليج تميل إلى التزامن مع أنظمة الضغط المرتفع التي تخفض سرعات الرياح لأيام. والطاقة الشمسية، على نحو مغاير للحدس، تتراجع في الحرارة الشديدة — تفقد الخلايا الكهروضوئية حوالي 0.4 بالمئة من إنتاجها لكل درجة فوق درجة حرارتها المصممة، لذا فإن ظهيرة بدرجة 45 مئوية في الأندلس أو الإمارات قد تقطع عشرة بالمئة من الطاقة الاسمية للألواح في عين اللحظة التي تبلغ فيها الشمس ذروة إشعاعها.

إذاً، هنا المفاضلة التي يواجهها مخطط الشبكة. السرعة تقول: ابنِ الطاقة المتجددة بسرعة، فهي أرخص ميجاوات ساعة متاحة. التكلفة تقول: السعة الداعمة — البطاريات وخطوط الربط الكهربائي والمولدات الغازية المحتفظ بها احتياطاً — هي حيث تقع الفاتورة الحقيقية، وهي فاتورة تُقلّل منها أرقام متوسط تكلفة الطاقة المُوزَّعة على الصفحات الأولى باستمرار. الإنصاف يقول: الأسر التي لا تستطيع تحمّل تكاليف تكييف الهواء هي التي تعاني حين تقطع الشبكة الحمل. الجدوى السياسية تقول: لا وزير يريد أن يشرح انقطاع التيار الكهربائي، ولا وزير يريد أن يشرح إنشاء محطة غاز جديدة. يختار المخطط أياً من الأربعة يضحي به. وعادةً ما يقع الاختيار على الإنصاف، لأن الإنصاف لا يملك مناصراً في الغرفة.

الصورة الإقليمية مهمة، لأن الفيزياء ذاتها تكتب قصصاً مختلفة في أماكن مختلفة. في الاتحاد الأوروبي، مشكلة تراجع الطاقة النووية حادة بالنسبة لفرنسا وتنتقل تداعياتها صعوداً عبر السوق المترابطة — عندما تخرج المفاعلات الفرنسية عن الخدمة، ترتفع أسعار الكهرباء في ألمانيا وإيطاليا، وتحصل محطات الفحم التي كان مقرراً إغلاقها على صيف آخر من الحياة. في الخليج، حيث الطاقة الشمسية هي محور التحول وتتجاوز درجات الحرارة في منتصف النهار 45 درجة مئوية بصفة اعتيادية، مشكلة تراجع الألواح ليست هامشية؛ بل هي بنيوية، وهذا هو السبب في أن المرافق الجادة في المنطقة تُقرن كل مزرعة شمسية جديدة بتخزين بطاريات مُحجَّم لذروة المساء لا لذروة الظهيرة. في القوقاز وآسيا الوسطى، حيث لا تزال الشبكة تعتمد على محطات الكهرومائي والغاز الموروثة من الحقبة السوفيتية، يبقى الجفاف المصاحب لموجة الحر هو المشكلة الأكبر — تنخفض منسوبات الخزانات، وينهار الإنتاج الكهرومائي، وتستورد المنطقة الكهرباء من جيران يعيشون الصيف ذاته.