تدعم Google مضخات الحرارة كأدوات للشبكة، لا كأجهزة منزلية فقط

تتعامل Google مع كهربة المنازل بوصفها بنية تحتية للشبكة

تُباع مضخات الحرارة عادةً كأجهزة استهلاكية: بدائل فعالة للأفران ومكيفات الهواء يمكنها خفض الانبعاثات وتقليل استهلاك الطاقة. لكن مبادرة جديدة في كاليفورنيا تحاول تقديمها بصورة مختلفة. فـGoogle، بالتعاون مع PG&E والمنظمة غير الربحية Rewiring America، تدعم برنامجًا يستخدم مضخات الحرارة وغيرها من الأجهزة المنزلية المتصلة كأدوات لتخفيف الضغط عن شبكة الكهرباء.

وتكمن أهمية الفكرة في أنها تربط تحسينات المنازل بمشكلة أصبحت أكثر إلحاحًا بالنسبة لشركات المرافق ومشغلي مراكز البيانات والجهات التنظيمية: كيف يمكن توفير سعة كهربائية إضافية من دون انتظار سنوات لبناء بنية تحتية جديدة كبيرة. وفي هذه الحالة، أول منتج يُطرح هو مضخة حرارة من Carrier مزودة ببطارية. ويمكنها الشحن عندما تتوفر طاقة شمسية فائضة على الشبكة، ثم الاعتماد على تلك الطاقة المخزنة لاحقًا، بما في ذلك خلال فترات الطلب المرتفع.

وهذا يحول جهاز الراحة المنزلية إلى أصل طاقة مرن. فبدلًا من أن يستهلك الكهرباء فقط عندما يحتاج الساكن إلى التبريد أو التدفئة، يمكن للوحدة أن تغيّر توقيت سحبها للطاقة من الشبكة. وعمليًا، قد يقلل ذلك الضغط على النظام خلال فترات بعد الظهيرة الحارة أو غيرها من نوافذ الطلب المرتفع مع الاستمرار في خدمة المنزل.

برنامج SHARE يستهدف عنق زجاجة في الشبكة

تأتي هذه المبادرة ضمن برنامج يُدعى SHARE، وهو اختصار لعبارة Smart Home Assets for Reliability and Efficiency. ووفقًا للنص المصدر المقدم، يركّز المشروع على جزء من منطقة خدمة PG&E حيث ينمو الطلب على الكهرباء وتخطط الشركة لإنشاء خط نقل جديد. وهذا يجعل المنطقة ساحة اختبار مفيدة: إذا استطاعت المعدات الموزعة في المنازل أن توفر دعمًا موثوقًا هناك، فقد يتمكن المخططون من تخفيف الضغط على أجزاء من النظام كانت ستحتاج إلى توسع تقليدي أكثر.

وكانت Rewiring America قد اقترحت المفهوم الأوسع قبل عام. والحجة هي أن كبار مستهلكي الطاقة وغيرهم من أصحاب المصلحة الساعين إلى سعة أكبر للشبكة لا يحتاجون دائمًا إلى التفكير أولًا في محطات توليد جديدة. ويمكنهم أيضًا المساعدة في بناء محطات كهرباء افتراضية، وهي شبكات من البطاريات وأنظمة الطاقة الشمسية والأجهزة الذكية المنسقة لتتصرف جماعيًا مثل مورد طاقة.

ويجذب هذا النهج الاهتمام لأنه يراكم الفوائد. تحصل شركات المرافق على طلب مرن وربما قدر أكبر من المرونة التشغيلية. ويمكن للأسر أن تحقق وفورات في الفواتير، وتحسينات في الراحة، وبعض القدرة الاحتياطية. كما يحصل مخططو الشبكة على خيار آخر بدلًا من البناء طويل الأمد.

لماذا تشارك Google

يجعل دور Google هذا البرنامج أكثر من مجرد تجربة تشغيلية تقليدية لشركة مرافق. فالشركة تساعد أصحاب المنازل على الحصول على تقنيات جديدة، بما في ذلك حوافز قد تصل إلى 10,000 دولار لبعض العملاء المؤهلين، وفقًا للنص المرشح المقدم. كما تمول حوافز لبعض عملاء PG&E الذين يمتلكون بالفعل معدات ذات صلة لكنهم لم ينضموا بعد إلى محطة كهرباء افتراضية.

وتكتسب هذه المشاركة أهمية لأن محطات الكهرباء الافتراضية لا تعمل على نطاق ذي معنى إلا إذا أمكن تنسيق عدد كبير من الأجهزة. ولدى PG&E بالفعل خبرة في هذا المجال، بما في ذلك شراكة مع Sunrun تربط أكثر من 100,000 بطارية منزلية. ويمدّد الجهد الجديد هذا النموذج عبر محاولة إدخال فئات إضافية من تقنيات المنازل في إطار دعم الشبكة نفسه، وعبر تحفيز الاعتماد مباشرة في مواقع استراتيجية.

وبالنسبة إلى Google، يتماشى هذا المنطق مع مشكلة أوسع في القطاع. فالكهربة تتسارع، والطلب على الطاقة يرتفع في كثير من المناطق. وأي نهج يمكنه أن يطرح سعة قابلة للاستخدام بسرعة يكون ذا قيمة. وقد يكون دعم الأجهزة المرنة في المنازل أسرع، وفي بعض الحالات أقل كلفة، من انتظار بنية تحتية جديدة بالكامل حتى تصبح جاهزة للعمل.

كيف تغيّر التقنية دور مضخة الحرارة

تُعد مضخة الحرارة التقليدية مهمة بالفعل في التحول الطاقي لأنها تستطيع التدفئة والتبريد بكفاءة، مما يساعد المنازل على الابتعاد عن التدفئة بالوقود الأحفوري. أما النسخة المزودة ببطارية والمذكورة في النص المصدر فتضيف طبقة أخرى. فهي تتيح للجهاز الشحن عندما تمتلك الشبكة فائضًا من توليد الطاقة الشمسية، واستخدام تلك الطاقة لاحقًا عندما تكون الشبكة تحت الضغط.

وتعالج هذه الميزة أحد التحديات المستمرة في أنظمة الكهرباء الحديثة: فالعرض والطلب لا يتطابقان دائمًا بسلاسة. فقد تكون الطاقة الشمسية وفيرة في بعض الساعات وأقل توافرًا في ساعات أخرى، بينما قد يقفز طلب تكييف الهواء في الوقت غير المناسب تمامًا. ويمكن لجهاز يغيّر حمله الفعلي أن يساعد على سد هذه الفجوة.

كما تشير إلى تحول استراتيجي أوسع. فالأجهزة النظيفة تُقيّم على نحو متزايد ليس فقط بحسب الكفاءة أو الانبعاثات، بل أيضًا بحسب قابليتها للتحكم. وإذا كان الجهاز قادرًا على الاستجابة بذكاء لظروف الشبكة، فإنه يصبح جزءًا من تشغيل النظام بدلًا من كونه مجرد استخدام نهائي.

كيف يبدو النجاح

الاختبار الفوري تشغيلي. ستدرس PG&E أداء محطة الكهرباء الافتراضية في المنطقة المستهدفة، وما إذا كانت المرونة الإضافية تحقق ما يحتاجه المخططون. ويقول النص المصدر إن الشركة تعمل مع Sunrun وTesla وRenew Home لتسجيل نحو 20,000 أسرة تمتلك معدات قائمة. ومن المتوقع أن يوفر هؤلاء المشاركون معًا 12 ميغاواط من السعة الإضافية عندما تتعرض الشبكة للضغط.

هذا الرقم لا يحل محل الشبكة بأكملها، لكنه كبير بما يكفي ليكون مهمًا في التخطيط المحلي للموثوقية. والأهم من ذلك أنه سيبرهن على أن الأجهزة المنزلية المجمعة يمكن أن تقدم قيمة قابلة للقياس وجدولة النشر عندما تحتاجها شركات المرافق أكثر ما يكون.

إذا نجح المفهوم، فقد يؤثر في الطريقة التي تفكر بها شركات المرافق وشركات التكنولوجيا وصناع السياسات في برامج الكهربة. فقد تُبرر إعانات تحسينات المنازل ليس فقط بوصفها إجراءات مناخية أو منافع للمستهلك، بل أيضًا بوصفها استثمارات مستهدفة في السعة. ويمكن اعتبار مضخة الحرارة أو البطارية أو منظم الحرارة الذكي جزءًا من البنية التحتية.

تحول أوسع في تخطيط الطاقة

تكمن الأهمية الأعمق للبرنامج في أنه يطمس الخط الفاصل بين منتجات الطاقة الاستهلاكية وأصول المرافق. وقد تآكل هذا الحد الفاصل لسنوات مع انتشار الطاقة الشمسية على الأسطح والبطاريات المنزلية والأجهزة المتصلة. ويدفع SHARE هذا النموذج إلى الأمام عبر استخدام الحوافز والتنسيق لتوجيه الاعتماد إلى الأماكن التي تحتاج فيها الشبكة إلى المساعدة أكثر.

والنتيجة هي شكل أكثر استراتيجية من الكهربة. فبدلًا من أن يقتصر السؤال على كيفية إدخال معدات أنظف إلى مزيد من المنازل، يسأل البرنامج أين تحقق هذه الترقيات أكبر قيمة للنظام وكيف يمكن تنسيقها بعد التركيب. وبالنسبة إلى شبكة تحت ضغط الطلب المتزايد، قد يصبح هذا سؤالًا بالغ الأهمية على نحو متزايد.

• تختبر Google وPG&E وRewiring America برنامج SHARE في جزء من منطقة خليج سان فرانسيسكو.
• المنتج الأول المبرز هو مضخة حرارة Carrier مزودة ببطارية مدمجة.
• تساعد Google في تمويل الحوافز، بما في ذلك ما يصل إلى 10,000 دولار لبعض مالكي المنازل المؤهلين.
• تعمل PG&E أيضًا مع Sunrun وTesla وRenew Home لتسجيل الأسر التي تمتلك معدات قائمة.
• تتوقع شركة المرافق نحو 12 ميغاواط من السعة الإضافية من حوالي 20,000 منزل مسجل خلال أحداث الضغط على الشبكة.

حتى الآن، يبقى البرنامج إثباتًا للمفهوم. لكنه يجسد أطروحة طاقية ناشئة تتجاوز بكثير منطقة خدمة واحدة: ففي بعض الأحيان قد تكون أسرع طريقة لإضافة سعة مفيدة إلى الشبكة داخل منازل الناس نفسها.

هذه المقالة مبنية على تغطية Fast Company. اقرأ المقال الأصلي.