اقترانات القطاعات

يُعدّ الربط القطاعي أو التكامل القطاعي مفهومًا يُستخدم فيه الكهرباء المُنتجة من مصادر الطاقة المتجددة كبديل للوقود الأحفوري في جميع قطاعات الاستهلاك النهائي، بما في ذلك النقل والصناعة والتدفئة / التبريد المنزلي . والهدف الرئيسي هو دمج الكهرباء المتجددة على نطاق واسع، وخاصةً من طاقة الرياح والطاقة الشمسية ، من خلال زيادة استخدامها المباشر أو تطبيقها غير المباشر عبر تحويلها إلى ناقل طاقة مناسب، مثل الحرارة والغاز والسوائل. يدعم الربط القطاعي إنشاء أنظمة طاقة متجددة بنسبة 100% ، ويُضيف مرونة ويُحسّن خيارات التخزين والتوزيع لاستخدام الكهرباء المتجددة. ^{[ 1 ]}

يُعتبر ربط القطاعات وتكامل الأنظمة من المفاهيم الأساسية في التحول العالمي للطاقة ، إذ يُسهمان في جعل تبني مصادر الطاقة المتجددة أكثر كفاءة وأقل تكلفة. ^{[ 2 ]} وقد تطور مفهوم ربط القطاعات ليشمل أنظمة طاقة متكاملة تمامًا. تُعرف هذه الأنظمة أيضًا بأنظمة الطاقة الذكية (مع التنويه إلى عدم الخلط بينها وبين مفهوم الشبكة الذكية ، حيث يقتصر الأخير على قطاع الطاقة الكهربائية). يُعرَّف نظام الطاقة الذكي بأنه "نهج يتم فيه دمج شبكات الكهرباء والطاقة الحرارية والغاز الذكية مع تقنيات التخزين، وتنسيقها لتحديد أوجه التآزر بينها بهدف تحقيق الحل الأمثل لكل قطاع على حدة، وكذلك لنظام الطاقة ككل". ^{[ 3 ]}

باستخدام تقنيات تحويل الطاقة إلى منتجات أخرى ، يتيح الربط بين القطاعات إمكانية استغلال أوجه التآزر بين مختلف قطاعات الطاقة، على سبيل المثال، باستخدام تقنيات تحويل الطاقة إلى حرارة مثل المضخات الحرارية وتخزين الطاقة الحرارية منخفضة التكلفة لدمج فائض الطاقة من الكهرباء المتجددة بشكل أفضل، وبالتالي خفض انبعاثات الكربون في قطاع التدفئة. ويشمل ذلك أيضًا إنتاج الوقود الكهربائي ، الذي يمكن من خلاله خفض انبعاثات الكربون في قطاعي الطيران والشحن. ومع ذلك، ولتحقيق أعلى كفاءة وأقل تكلفة، ينبغي إعطاء الأولوية لاستخدام الكهرباء مباشرةً في تقنيات مثل المضخات الحرارية والمركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات كلما أمكن ذلك، بينما لا ينبغي استخدام حلول الهيدروجين الأقل كفاءة أو تحويلات الهيدروجين إلى منتجات أخرى للوقود الإلكتروني والمواد الكيميائية الإلكترونية إلا في الحالات التي تكون فيها الحلول الأخرى غير ممكنة. ^{[ 4 ]} وعلى الرغم من أن الكهرباء عادةً ما تكون المسار الأكثر فعالية من حيث التكلفة لخفض انبعاثات الكربون في جميع القطاعات الاقتصادية، إلا أن هناك مساهمة صغيرة نسبيًا ولكنها أساسية لاستخدام الهيدروجين للسماح بخفض انبعاثات الكربون بشكل كبير. ^{[ 5 ]}

استُخدم ربط القطاعات أيضًا للتغلب على القيود غير المرغوب فيها الناتجة عن تحليل الطاقة القائم على قطاع واحد. ففي العادة، إذا ركز تحليل نظام الطاقة على قطاع الكهرباء فقط، غالبًا ما تُسفر هذه الدراسات عن مستويات عالية من تقليص الطاقة المتجددة وتكاليف باهظة للموازنة، لعدم قدرتها على الاستفادة من المرونة التي توفرها قطاعات الطاقة الأخرى. وهذا قد يؤدي إلى افتراضات ونتائج غير واقعية. مع ذلك، عند استخدام نظام طاقة ذكي متكامل تمامًا، يُمكن استخدام حلول أرخص في قطاعات غير الكهرباء، إذ يُتيح النهج الشامل للقطاعات تحويل الكهرباء المتجددة إلى ناقلات طاقة يُمكن تخزينها في أنواع تخزين طاقة أقل تكلفة بكثير . ^{[ 6 ]}

• مؤتمر الوكالة الدولية للطاقة المتجددة 2022: ربط القطاعات. مفهوم أساسي لتسريع تحول الطاقة