الربط البيني في تكساس

شبكة تكساس للربط الكهربائي هي شبكة طاقة تعمل بالتيار المتردد (AC) - وهي شبكة متزامنة واسعة النطاق - تغطي معظم ولاية تكساس . وتتولى إدارة هذه الشبكة هيئة موثوقية الكهرباء في تكساس (ERCOT) .

تُعدّ شبكة تكساس للربط الكهربائي إحدى الشبكات الفرعية الثلاث في شبكة نقل الطاقة في أمريكا الشمالية . أما الشبكتان الفرعيتان الأخريان فهما شبكة كيبيك للربط الكهربائي وشبكة ألاسكا للربط الكهربائي . بينما تُعدّ الشبكتان الرئيسيتان هما شبكة الشرق للربط الكهربائي وشبكة الغرب للربط الكهربائي . تُحافظ شبكة تكساس للربط الكهربائي على استقلاليتها كشبكة مستقلة لأسباب سياسية وليست فنية، ^{[ 1 ]} ولكنها تستطيع سحب بعض الطاقة من شبكات أخرى باستخدام وصلات التيار المستمر . وبسبب عدم عبورها حدود الولايات، فإن شبكة الطاقة المتزامنة هذه لا تخضع في معظم جوانبها للتنظيم الفيدرالي ( لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية ). ^{[ 2 ]}

جميع شركات الكهرباء في شبكة تكساس للربط الكهربائي مرتبطة ببعضها البعض كهربائياً خلال ظروف النظام العادية وتعمل بتردد متزامن يبلغ 60  هرتز.

يتولى مجلس موثوقية الكهرباء في تكساس (ERCOT) إدارة تدفق الطاقة الكهربائية عبر شبكة الربط البيني في تكساس، والتي تُغذي 26 مليون مستهلك في تكساس، ما يُمثل 90% من إجمالي استهلاك الكهرباء في الولاية. ^{[ 3 ]} يُعدّ ERCOT أول مُشغّل نظام مستقل (ISO) في الولايات المتحدة ^{[ 4 ]} ، وواحدًا من تسعة مُشغّلين مستقلين في أمريكا الشمالية. ^{[ 5 ]} ويتعاون ERCOT مع هيئة موثوقية تكساس (TRE)، ^{[ 6 ]} وهي إحدى ثماني هيئات إقليمية تابعة لمؤسسة موثوقية الكهرباء في أمريكا الشمالية (NERC)، والتي تُنسّق جهودها لتحسين موثوقية شبكة الطاقة الكهربائية الرئيسية. ^{[ 7 ]}

بصفتها الجهة المنظمة المستقلة لتشغيل الشبكة الكهربائية في المنطقة، تتولى ERCOT توزيع الطاقة عبر شبكة كهربائية تربط 46,500 ميل من خطوط النقل وأكثر من 550 وحدة توليد. ^{[ 8 ]} كما تُجري ERCOT التسويات المالية لسوق الطاقة بالجملة التنافسي، وتُدير عمليات التحويل بالتجزئة لـ 7 ملايين مبنى في مناطق الاختيار التنافسي. ^{[ 9 ]}

ERCOT هي مؤسسة غير ربحية قائمة على العضوية بموجب المادة 501(c)(4) ، وتدار من قبل مجلس إدارة، وتخضع لإشراف لجنة المرافق العامة في تكساس (PUC) وهيئة تكساس التشريعية . ^{[ 10 ] [ 11 ]}

يشمل أعضاء ERCOT المستهلكين، والتعاونيات الكهربائية، ومولدي الطاقة، ومسوقي الطاقة، وموردي الكهرباء بالتجزئة، وشركات الكهرباء المملوكة للمستثمرين (مقدمي خدمات النقل والتوزيع)، وشركات الكهرباء المملوكة للبلديات. ^{[ 12 ]}

يبلغ الطلب على الطاقة ذروته في فصل الصيف، ويعود ذلك أساسًا إلى استخدام مكيفات الهواء في المنازل والشركات. في 19 يوليو/تموز 2018، وصل طلب المستهلكين إلى 73,259 ميغاواط. ^{[ 14 ]} وفي يوم الاثنين 12 أغسطس/آب 2019، سُجّلت ذروة جديدة بلغت 74,820 ميغاواط بين الساعة الرابعة والخامسة مساءً بتوقيت وسط أمريكا الصيفي (22:00 بتوقيت غرينتش)، حيث وصلت درجات الحرارة في هيوستن إلى 38 درجة مئوية (100 درجة فهرنهايت) . ^{[ 15 ]} كان لدى هيئة ERCOT أكثر من 78,000 ميغاواط من القدرة التوليدية المتاحة لتلبية الطلب في صيف 2019، مما وفّر هامشًا كافيًا وإن لم يكن كبيرًا. أما بالنسبة لعام 2020، فمن المتوقع أن يبلغ ذروة الطلب 76,696 ميغاواط. ^{[ 16 ]} ويمكن لميغاواط واحد من الكهرباء تزويد حوالي 200 منزل في تكساس بالطاقة خلال فترات ذروة الطلب.  

في صباح يوم السبت الموافق 19 يناير 2019، وخلال فترة انخفاض الطلب على الكهرباء، غطت طاقة الرياح أكثر من 56% من إجمالي الطلب في تمام الساعة 3:10 صباحًا بتوقيت وسط أمريكا. ^{[ 17 ]} وفي يوم الاثنين الموافق 21 يناير 2019، سجلت هيئة إدارة شبكة الكهرباء في منطقة شرق أونتاريو (ERCOT) رقمًا قياسيًا جديدًا في إنتاج طاقة الرياح بلغ حوالي 19.7 جيجاواط في تمام الساعة 7:19 مساءً بتوقيت وسط أمريكا. ^{[ 17 ]}

تضم تكساس أكثر من 40 مزرعة رياح ، تبلغ طاقتها الإجمالية الاسمية أكثر من 30,000 ميغاواط، وذلك اعتبارًا من عام 2020. ^{[ 18 ] [ 19 ]} وتُعد تكساس أكبر ولاية أمريكية تُنتج طاقة الرياح ^{[ 18 ] [ 20 ]} ، ولا تتجاوزها في الطاقة المركبة سوى عدد قليل من الدول. ووفقًا لمجلس موثوقية الطاقة في تكساس (ERCOT)، شكلت طاقة الرياح ما لا يقل عن 15.7% من الكهرباء المولدة في تكساس عام 2017، حيث بلغت نسبة طاقة الرياح 17.4% من الكهرباء المولدة في ERCOT، الذي يُدير 90% من طاقة تكساس. ^{[ 21 ] [ 22 ]}

تتمتع تكساس بوفرة هائلة في موارد طاقة الرياح في أجزاء كثيرة منها . ويمكن للمزارعين تأجير أراضيهم لمطوري مشاريع طاقة الرياح، مما يوفر مصدر دخل جديدًا للمزارع. وقد وفرت صناعة طاقة الرياح أكثر من 24,000 وظيفة للمجتمعات المحلية وللولاية. وتُعتبر تكساس رائدة في مجال تسويق الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة، مدفوعةً بالربح. وقد ساهم في ازدهار طاقة الرياح في تكساس توسيع نطاق معيار محفظة الطاقة المتجددة في الولاية ، واستخدام مناطق الطاقة المتجددة التنافسية المخصصة، وتسريع إنشاء شبكات النقل، وإصدار اللوائح اللازمة من قبل لجنة المرافق العامة. ^{[ 23 ]}

تُعدّ مزرعة روسكو لتوليد طاقة الرياح (781 ميغاواط)، الواقعة بالقرب من بلدة روسكو، أكبر مزرعة رياح في الولاية. ومن بين مزارع الرياح الكبيرة الأخرى في تكساس: مركز هورس هولو لطاقة الرياح ، ومزرعة شيربينو لتوليد طاقة الرياح ، ومزرعة كابريكورن ريدج لتوليد طاقة الرياح ، ومزرعة سويت ووتر لتوليد طاقة الرياح، ومزرعة بافالو غاب لتوليد طاقة الرياح ، ومزرعة كينغ ماونتن لتوليد طاقة الرياح ، ومزرعة ديزرت سكاي لتوليد طاقة الرياح ، ومزرعة وايلدورادو لتوليد طاقة الرياح ، ومزرعة برازوس لتوليد طاقة الرياح .

تتمتع الطاقة الشمسية في تكساس، إلى جانب طاقة الرياح ، بإمكانية تمكين الولاية من البقاء مُصدِّرة للطاقة على المدى الطويل. وتتميز المنطقة الغربية من الولاية تحديدًا بمساحات شاسعة من الأراضي المفتوحة، التي تضم بعضًا من أكبر إمكانات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في الولايات المتحدة. ^{[ 25 ] [ 26 ]} كما تُشجَّع أنشطة التطوير هناك بفضل سهولة إجراءات الترخيص نسبيًا وتوفر سعة نقل كبيرة. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

يمكن ربط شبكات النقل الكهربائي ببعضها البعض عبر خطوط نقل الطاقة ذات التيار المستمر عالي الجهد ( خطوط الربط بالتيار المستمر )، أو باستخدام محولات التردد المتغير ، التي تسمح بتدفق الطاقة بشكل مُتحكم فيه مع عزل ترددات التيار المتردد المستقلة لكل جانب. ترتبط شبكة تكساس للربط الكهربائي بشبكة الربط الشرقية عبر خط ربط بالتيار المستمر بقدرة 220 ميغاواط بالقرب من أوكلاهوما ، وخط ربط آخر بقدرة 600 ميغاواط بالقرب من مونتيسيلو ، كما ترتبط بأنظمة مؤسسة موثوقية الكهرباء في أمريكا الشمالية (NERC ) في المكسيك عبر خط ربط بالتيار المستمر بقدرة 300 ميغاواط بالقرب من ماكالين ، وخط ربط بمحولات التردد المتغير بقدرة 100 ميغاواط بالقرب من لاريدو . ^{[ 29 ]} يوجد مفتاح ربط واحد للتيار المتردد في دايتون، تكساس، لم يُستخدم إلا مرة واحدة في تاريخه، بعد إعصار آيك .

في أكتوبر 2009، أُعلن عن مشروع محطة تريس أميغاس العملاقة لربط شبكات النقل الكهربائي الشرقية والغربية وتكساس عبر ثمانية وصلات فائقة التوصيل بقدرة 5 جيجاواط ، إلا أن شبكة النقل الكهربائي الشرقية انسحبت من المشروع في عام 2015، مما جعله غير ذي جدوى. ولم يبدأ البناء قط. ^{[ 30 ]}

في أكتوبر/تشرين الأول 2024، أعلنت وزارة الطاقة الأمريكية عن منح عقد بقيمة 360 مليون دولار أمريكي من قانون البنية التحتية الحزبي لدعم مشروع نقل الطاقة "ساوثرن سبيريت" التابع لشركة "باترن إنرجي". وهو عبارة عن خط نقل تيار مستمر عالي الجهد بطول 320 ميلاً وبجهد 525 كيلوفولت، يهدف إلى ربط شبكة "إيركوت" بشبكات الكهرباء في جنوب شرق الولايات المتحدة. وفي حال إنشائه، سيوفر الخط قدرة نقل ثنائية الاتجاه تبلغ 3 جيجاوات بين مقاطعة روسك بولاية تكساس ومقاطعة تشوكتاو بولاية ميسيسيبي ، وسيستخدم تقنية محول مصدر الجهد لتعزيز موثوقية الشبكة، مما يساعد على التخفيف من حدة الانقطاعات مثل أزمة الطاقة التي حدثت في شتاء 2021. وقد حصل المشروع على الموافقة النهائية من لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية في مايو/أيار 2024. ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}

في فبراير 2011، أدى نقص الغاز وانخفاض درجات الحرارة إلى تعطل 30 جيجاواط من الطاقة الكهربائية، مما تسبب في انقطاع التيار الكهربائي . وقد شهدت الأعوام 1983، 1989، 2003، 2006، 2008، و2010 موجات برد شديدة سابقة. ^{[ 34 ]}

في فبراير 2021، تسببت درجات الحرارة المنخفضة القياسية خلال العاصفة الشتوية التي ضربت أمريكا الشمالية في الفترة من 13 إلى 17 فبراير 2021 في خسائر فادحة في إنتاج الطاقة من الفحم والغاز الطبيعي وطاقة الرياح والطاقة النووية، ونقص في الطلب على الكهرباء يزيد عن 10 جيجاوات، مما أدى إلى انقطاعات متقطعة للتيار الكهربائي في جميع أنحاء تكساس، أثرت على أكثر من 4 ملايين شخص. وعلى الرغم من تجمد بعض توربينات الرياح، إلا أن طاقة الرياح أنتجت طاقة إجمالية أكبر من المتوقع لهذا الوقت من العام. ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]}

انقطعت الكهرباء والمياه عن ملايين الأشخاص لعدة أيام، ما دفعهم إلى اللجوء إلى غلي الثلج كمصدر وحيد للمياه. ^{[ 38 ]} رسميًا، ألقت ولاية تكساس باللوم على عاصفة عام 2021 في وفاة 151 شخصًا، ثم رُفع الرقم لاحقًا إلى 246. ^{[ 39 ] [ 40 ]} يُعتقد أن العدد الحقيقي يتراوح بين أربعة وخمسة أضعاف هذا الرقم، إذ تُعزى العديد من الوفيات غالبًا إلى أمراض مزمنة بدلًا من ارتباطها بانقطاع التيار الكهربائي، الذي قد يتسبب في تعطل الأجهزة الطبية المنزلية الضرورية للحياة. وللمقارنة، لم تشهد ولايات أخرى ضربتها العاصفة الشتوية نفسها، ولكن دون انقطاع التيار الكهربائي الذي شهدته تكساس، زيادة في عدد الوفيات كما حدث في تكساس، ما يشير إلى وجود علاقة بين زيادة الوفيات وانقطاع التيار الكهربائي. ^{[ 41 ] [ 42 ]}

• ربط الماضي بالمستقبل: تاريخ شبكة الطاقة المعزولة في تكساس