طاقة الرياح في تكساس

تُشكل طاقة الرياح في تكساس ، التي تُمثل جزءًا من إجمالي الطاقة في الولاية ، أكثر من 150 مزرعة رياح ، تبلغ طاقتها الإجمالية الاسمية أكثر من 30,000 ميغاواط (حتى عام 2020). ^{[ 1 ] [ 2 ]} وتُعد تكساس أكبر ولاية أمريكية تُنتج طاقة الرياح . ^{[ 1 ]} علاوة على ذلك، لو كانت تكساس دولة مستقلة، لكانت احتلت المرتبة الخامسة عالميًا من حيث قدرة توليد الطاقة بالجيجاواط في عام 2019. ^{[ 1 ] [ 3 ]} ووفقًا لمجلس موثوقية الكهرباء في تكساس (ERCOT)، شكلت طاقة الرياح ما لا يقل عن 15.7% من الكهرباء المولدة في تكساس خلال عام 2017، حيث بلغت نسبة طاقة الرياح 17.4% من الكهرباء المولدة في ERCOT، الذي يُدير 90% من طاقة تكساس. ^{[ 4 ] [ 5 ]} سجلت ERCOT رقماً قياسياً جديداً في إنتاج طاقة الرياح بلغ حوالي 19.7  جيجاواط في الساعة 7:19 مساءً بتوقيت وسط أمريكا يوم الاثنين 21 يناير 2019. ^{[ 6 ]}

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. كما وفرت صناعة طاقة الرياح أكثر من 24,000 وظيفة للمجتمعات المحلية ولولاية تكساس. 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. ^{[ 7 ]}

تُعدّ مزرعة لوس فيينتوس لتوليد طاقة الرياح (912 ميغاواط) في جنوب تكساس أكبر مزرعة رياح في الولاية. ومن بين مزارع الرياح الكبيرة الأخرى في تكساس: مزرعة روسكو لتوليد طاقة الرياح ، ومركز 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 طاقة الرياح بتاريخ عريق في تكساس. بدأت جامعة غرب تكساس إيه آند إم أبحاثها في مجال طاقة الرياح عام 1970، مما أدى إلى تأسيس معهد الطاقة البديلة (AEI) عام 1977. وقد شكّل المعهد مصدرًا رئيسيًا للمعلومات حول طاقة الرياح في تكساس. ^{[ 8 ]} أُقيم أول برج لطاقة الرياح بارتفاع 80 مترًا في بيغ سبرينغ، تكساس عام 1999. ^{[ 9 ]}

تساهم عدة عوامل في نمو طاقة الرياح في تكساس، منها وفرة موارد الرياح والأراضي المتاحة، وأهداف الولاية للطاقة المتجددة، وكفاءة تكلفة تطوير وتشغيل مزارع الرياح، وشبكة نقل كهربائية ملائمة. وتتميز مزارع الرياح في تكساس باتساع نطاقها الجغرافي، حيث تقع مناطق موارد الرياح في منطقة تكساس بانهاندل ، وعلى طول ساحل خليج المكسيك جنوب جالفستون ، وفي ممرات الجبال وقمم سلسلة جبال ترانس بيكوس في أقصى غرب تكساس. وفي عام 2012، كان أكثر من 10700 توربين رياح يعمل في تكساس لتوليد الكهرباء، بينما كان 80000 طاحونة هوائية تضخ المياه، مما يشير إلى حجم إمكانات النمو المتبقية لتوليد طاقة الرياح. ^{[ 10 ]}

تُعدّ طاقة الرياح مشروعًا ربحيًا بين مُلّاك الأراضي ومُشغّلي مزارع الرياح. يُمكن لمزارعي تكساس تأجير أراضيهم لمُطوّري مشاريع طاقة الرياح إما مقابل إيجار ثابت لكل توربين أو مقابل نسبة صغيرة من إجمالي الإيرادات السنوية للمشروع. ^{[ 11 ]} يُتيح هذا للمزارعين مصدر دخل جديد دون التأثير على ممارسات الزراعة والرعي التقليدية. ^{[ 12 ]} على الرغم من اختلاف ترتيبات التأجير اختلافًا كبيرًا، فقد أفاد مكتب محاسبة الحكومة الأمريكية في عام 2004 أن المزارع الذي يُؤجّر أرضه لمُطوّر مشروع طاقة رياح يُمكنه عمومًا الحصول على عوائد تتراوح بين 3000 و5000 دولار أمريكي لكل توربين سنويًا كمدفوعات إيجار. وتتزايد هذه الأرقام مع إنتاج وتركيب توربينات رياح أكبر حجمًا. ^{[ 13 ]}

تُوفر طاقة الرياح ميزة موثوقية عالية نظرًا لأن توليدها (وإن لم يكن نقلها) يتم بشكل لامركزي إلى حد كبير. ويمكن أن تُشكل أعمال التخريب والحوادث الصناعية تهديدات محتملة لمحطات توليد الطاقة الكبيرة والمركزية التي تُزود تكساس بمعظم احتياجاتها من الكهرباء. وفي حال تضرر إحدى هذه المحطات، قد تستغرق أعمال الإصلاح أكثر من عام، مما قد يُؤدي إلى نقص في الطاقة على نطاق لم يشهده سكان تكساس من قبل. كما أن قطارات نقل الفحم وخطوط أنابيب الغاز عُرضة للانقطاع. ومع ذلك، يتم تركيب محطات طاقة الرياح وإصلاحها بسرعة. كما أن البنية المعيارية لمزرعة الرياح تعني أنه في حال تضرر توربين واحد، فإن الإنتاج الإجمالي للمحطة لا يتأثر بشكل كبير. ^{[ 14 ]}

تُعدّ طاقة الرياح مورداً شديد التقلب. ومع الفهم والتخطيط السليمين، يمكن دمجها في مزيج توليد الطاقة الكهربائية ، على الرغم من أنها لا توفر بالطبع نفس مستوى التوافر عند الطلب الذي توفره محطات توليد الطاقة بالغاز .

تتمتع العديد من مناطق تكساس بظروف رياح مواتية لتطوير مشاريع توليد الطاقة من الرياح. وقد ازداد عدد المواقع الجذابة تجاريًا مع تحسن تكنولوجيا توربينات الرياح وانخفاض تكاليف التطوير باستمرار. ^{[ 15 ]} (← تكلفة الكهرباء حسب المصدر#الولايات المتحدة ) في جنوب تكساس تحديدًا، يُحدث الفرق بين درجات حرارة الهواء على اليابسة وفي عرض البحر تيارات حمل حراري تُولّد رياحًا قوية خلال منتصف النهار، عندما يكون استهلاك الكهرباء في ذروته عادةً. ^{[ 16 ]} ورغم أن هذه الرياح أقل قوة من مثيلتها في غرب تكساس، إلا أنها أكثر انتظامًا، وأكثر ارتباطًا بالاستهلاك، وأقرب إلى المستهلكين. وقد تم إنشاء العديد من مزارع الرياح على ساحل تكساس، بقدرة إجمالية تبلغ 3000 ميغاواط. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

ابتداءً من عام 2008، تجاوزت طفرة تطوير طاقة الرياح في تكساس قدرة شبكات النقل القائمة، ^{[ 19 ]} وكان من المتوقع أن يؤدي النقص في قدرة النقل إلى إبطاء نمو هذا القطاع. وحتى عام 2008، كان نمو طاقة الرياح يعتمد على الخطوط القائمة، ولكنه استنفد تقريبًا القدرة الاحتياطية. ^{[ 20 ]} ونتيجة لذلك، غالبًا ما كانت شبكة غرب تكساس تشهد فائضًا محليًا كبيرًا في الطاقة خلال فصل الشتاء، لدرجة أن السعر كان ينخفض ​​إلى ما دون الصفر. ^{[ 21 ] [ 22 ]} ووفقًا لمايكل جوجين، محلل صناعة الكهرباء في جمعية طاقة الرياح الأمريكية (AWEA)، "انخفضت الأسعار إلى أقل من 30 دولارًا أمريكيًا/ميغاواط ساعة في 63% من أيام النصف الأول من عام 2008، مقارنةً بـ 10% للفترة نفسها من عام 2007 و5% في عام 2006." ^{[ 23 ]}

في يوليو/تموز 2008، وافق مسؤولو المرافق مبدئيًا على  خطة بقيمة 4.9 مليار دولار لإنشاء خطوط نقل جديدة لنقل الكهرباء المولدة من طاقة الرياح من غرب تكساس إلى المناطق الحضرية مثل دالاس. وكانت هذه الخطة الجديدة أكبر استثمار في الطاقة المتجددة في تاريخ الولايات المتحدة، وستضيف خطوط نقل قادرة على نقل حوالي 18000 ميغاواط. ^{[ 24 ]} وقد خفضت هيئة إدارة شبكة الكهرباء في تكساس (ERCOT) إنتاج طاقة الرياح بنسبة 17% (3.8 تيراواط/ساعة) في عام 2009، لكن هذه النسبة انخفضت إلى 0.5% فقط بحلول عام 2014، مع تحسن شبكة النقل، ولا سيما منطقة الطاقة المتجددة التنافسية (CREZ) في عام 2013. ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} إلا أن خطوط CREZ تصل أحيانًا إلى أقصى طاقتها، وفي نوفمبر/تشرين الثاني 2015، كانت الأسعار سلبية لمدة 50 ساعة.

في فترة الصباح الباكر التي شهدت انخفاضًا في الطلب على الكهرباء، غطت طاقة الرياح أكثر من 56% من إجمالي الطلب على شبكة ERCOT في تمام الساعة 3:10 صباحًا بتوقيت وسط أمريكا يوم السبت 19 يناير 2019. ^{[ 6 ]} وبعد يومين، سجلت ERCOT رقمًا قياسيًا جديدًا في إنتاج طاقة الرياح بلغ حوالي 19.7 جيجاواط في تمام الساعة 7:19 مساءً بتوقيت وسط أمريكا يوم الاثنين 21 يناير 2019. ^{[ 6 ]}

في المناطق التي يتم فيها تركيب العدادات الذكية بشكل شائع، ^{[ 28 ]} تقدم بعض شركات المرافق الكهرباء مجاناً في الليل. ^{[ 29 ]}

في عام 2020، تجاوزت طاقة الرياح الفحم في إجمالي ميزان الكهرباء في الولاية لأول مرة، "وهي أحدث علامة على الشعبية المتزايدة للطاقة المتجددة في قلب أمريكا الذي يعتمد على الوقود الأحفوري"، كما ذكرت صحيفة فايننشال تايمز . ^{[ 30 ]}

بعد سنوات من التحضير، ^{[ 31 ] [ 32 ]} تم وضع معيار محفظة الطاقة المتجددة في تكساس بموجب مشروع قانون مجلس الشيوخ رقم 7، ووقعه الحاكم بوش عام 1999، ^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]} مما ساعد تكساس في نهاية المطاف على أن تصبح المنتج الرائد للكهرباء المولدة من طاقة الرياح في الولايات المتحدة. ^{[ 36 ] [ 37 ]} وكان معيار محفظة الطاقة المتجددة جزءًا من قوانين جديدة أعادت هيكلة قطاع الكهرباء. وقد ألزم معيار تكساس شركات المرافق العامة بإنتاج 2000 ميغاواط من الطاقة المتجددة الجديدة بحلول عام 2009، بناءً على حصتها السوقية. ^{[ 38 ]} وفي عام 2005، رفع مشروع قانون مجلس الشيوخ رقم 20 متطلبات الولاية لمعيار محفظة الطاقة المتجددة إلى 5880 ميغاواط بحلول عام 2015، منها 500 ميغاواط يجب أن تأتي من مصادر غير طاقة الرياح. حدد مشروع القانون هدفًا يتمثل في 10000 ميجاوات من قدرة الطاقة المتجددة لعام 2025، وهو ما تم تحقيقه قبل 15 عامًا، في عام 2010. ^{[ 39 ]}

بحسب موقع DSIRE.org، "في عام 1999، اعتمدت لجنة المرافق العامة في تكساس (PUCT) قواعدَ لقانون الطاقة المتجددة في الولاية، مُنشئةً معيارًا لمحفظة الطاقة المتجددة (RPS)، وبرنامجًا لتداول أرصدة الطاقة المتجددة (REC)، ومتطلبات شراء الطاقة المتجددة لتجار التجزئة التنافسيين في تكساس. ودعا معيار عام 1999 إلى تركيب 2000 ميغاواط من مصادر الطاقة المتجددة الجديدة في تكساس بحلول عام 2009، بالإضافة إلى 880 ميغاواط من توليد الطاقة المتجددة القائمة آنذاك. وفي أغسطس/آب 2005، رفع القانون رقم 20 (SB 20) قانون الطاقة المتجددة إلى 5880 ميغاواط بحلول عام 2015 (حوالي 5% من الطلب على الكهرباء في الولاية)، بما في ذلك هدفٌ يتمثل في توليد 500 ميغاواط من الطاقة المتجددة من مصادر أخرى غير طاقة الرياح. وتُشكّل طاقة الرياح تقريبًا كامل إنتاج الطاقة المتجددة الحالي في تكساس. كما حدّد تشريع عام 2005 هدفًا للوصول إلى 10000 ميغاواط من الطاقة المتجددة." القدرة بحلول عام 2025. ^{[ 39 ]}

تشمل مصادر الطاقة المتجددة المؤهلة الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، والطاقة الحرارية الأرضية، والطاقة الكهرومائية، وطاقة الأمواج أو المد والجزر، والكتلة الحيوية، أو مخلفات الكتلة الحيوية، بما في ذلك غاز مدافن النفايات . الأنظمة المؤهلة هي تلك التي تم تركيبها بعد سبتمبر 1999. ينطبق معيار الطاقة المتجددة على جميع شركات المرافق المملوكة للمستثمرين. يجوز لشركات المرافق البلدية والتعاونية أن تختار طوعًا منح عملائها خيارات متعددة.

أنشأت لجنة المرافق العامة في تكساس (PUCT) برنامجًا لتداول أرصدة الطاقة المتجددة (REC) بدأ في يوليو 2001 وسيستمر حتى عام 2019. وبموجب قواعد اللجنة، يُمثل كل رصيد طاقة متجددة ميغاواط ساعة واحدة (MWh) من الطاقة المتجددة المؤهلة التي يتم توليدها وقياسها في تكساس. ويُستخدم معامل تحويل السعة (CCF) لتحويل أهداف الميغاواط إلى متطلبات الميغاواط ساعة لكل مُورّد في السوق التنافسية. وقد حُدد معامل تحويل السعة إداريًا في البداية بنسبة 35% لأول سنتين من سنوات الامتثال، ولكنه يُعتمد الآن على الأداء الفعلي للموارد في برنامج تداول أرصدة الطاقة المتجددة خلال السنتين السابقتين. بالنسبة لعامي 2010 و2011، ستكون نسبة التمويل المجتمعي 30.5%. يُخصص لكل بائع تجزئة في تكساس حصة من التمويل الإلزامي بناءً على حصته النسبية من مبيعات الطاقة بالتجزئة على مستوى الولاية. يحتفظ مدير البرنامج بحساب شهادات الطاقة المتجددة (REC) للمشاركين فيه لتتبع إنتاج وبيع ونقل وشراء وإلغاء شهادات الطاقة المتجددة. يمكن تجميع الاعتمادات لمدة ثلاث سنوات، ولكل إضافة من مصادر الطاقة المتجددة حد أدنى من الاعتمادات لمدة عشر سنوات لاسترداد التكاليف الزائدة عن سعر السوق. فُرضت غرامة إدارية قدرها 50 دولارًا لكل ميغاواط/ساعة على مزودي الطاقة الذين لا يستوفون متطلبات معيار الطاقة المتجددة (RPS).

على غرار العديد من محطات الطاقة الشمسية في تكساس ، تتضمن بعض محطات طاقة الرياح في تكساس أنظمة تخزين ، مع وجود المزيد من المشاريع قيد الإنشاء. ^{[ 41 ]} بدأ تشغيل أحد أوائل أنظمة تخزين الطاقة هذه بقدرة 36 ​​ميغاواط في نوتريز في ديسمبر 2012. يسمح هذا النظام بتخزين فائض طاقة الرياح، مما يجعل الإنتاج أكثر قابلية للتنبؤ وأقل تقلبًا. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

في حال تطويرها، فإن وصلة تريس أميغاس ذات الجهد العالي للتيار المستمر إلى الشبكة الغربية والشبكة الشرقية قد تتيح مرونة أكبر في استيراد وتصدير الطاقة من وإلى تكساس. ^{[ 44 ]}

من المخطط إنشاء مزرعة رياح بحرية بقدرة 300 ميغاواط في غالفستون، و2100 ميغاواط على ساحل خليج تكساس. ^{[ 45 ]} إن تصنيع توربينات قادرة على تغيير اتجاهها بسرعة قد يزيد من قدرتها على الصمود أمام الأعاصير. ^{[ 46 ]}

• خرائط توليد طاقة الرياح الحالية في تكساس، والقدرة الإنتاجية، واللوائح، والمزيد من المعلومات على موقع Energy.gov
• تخزين الهواء المضغوط ( مؤرشف بتاريخ 13 يونيو 2007 في أرشيف الإنترنت )
• الطاقة الريحية الفعلية والمتوقعة
• طاقة الرياح تساعد تكساس على الاستغناء عن النفط
• قطب نفط من تكساس يخطط لأكبر مزرعة رياح
• يقول خبراء طاقة الرياح إن شبكة الكهرباء في تكساس بحاجة إلى تحسينات.
• طاقة الرياح في تكساس - أسباب النجاح
• هيد، كريستوفر (9 فبراير 2011). "الحالة الغريبة لصناعة طاقة الرياح في تكساس" . مجموعة الطاقة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2011 .
• جميع مزارع الرياح في تكساس @The Wind Power
• إنتاج طاقة الرياح المتوقع والفعلي من قبل ERCOT