تمر الطاقة في الولايات المتحدة بتحول ملحوظ منذ عام 2000، حيث انعكس هذا التغيير على انماط الاستهلاك للفحم والغاز الطبيعي والطاقات المتجددة، إذ كانت الطاقة النظيفة. يوضح هذا التحول.
في بداية الألفية: السيطرة على الفحم
كان الفحم هو المصدر الرئيسي لتوليد الكهرباء في الولايات المتحدة في بداية القرن الحادي والعشرين، حيث كان استهلاك الفحم في عام 2000 يبلغ 22.6 كوادريليون وحدة حرارية بريطانية (BTUs)، معتمدًا على توفره الواسع في البلاد وتكلفته المنخفضة نسبياً.
منتصف ال2000ات: ارتفاع استخدام الغاز الطبيعي
شهدت منتصف ال2000ات زيادة ملحوظة في استهلاك الغاز الطبيعي، مع تطورات في تقنيات التكسير الهيدروليكي والحفر الأفقي التي فتحت احتياطيات ضخمة من الغاز الصخري. وبحلول عام 2005، بلغ استهلاك الغاز الطبيعي 22.7 كوادريليون BTUs، وكان على وشك التفجر.
أما استهلاك الفحم فظل مستقراً نسبياً، ووصل إلى ذروته قليلاً في منتصف ال2000ات قبل أن يبدأ في الانخفاض التدريجي. بدأت الطاقات المتجددة في الكسب، بسبب استثمارات متزايدة في مجال الطاقة الريحية والشمسية.
نهاية ال2000ات وبداية ال2010ات: التحول نحو الطاقة النظيفة
شهدت نهاية ال2000ات وبداية ال2010ات تحولاً كبيراً نحو مصادر طاقة نظيفة. شهد هذا الفترة انخفاضاً سريعاً في استهلاك الفحم، ووصل إلى 20.8 كوادريليون BTUs بحلول عام 2010، مع تشديد اللوائح البيئية وظهور التفوق الاقتصادي للغاز الطبيعي.
وصل استهلاك الغاز الطبيعي إلى 24.7 كوادريليون BTUs في عام 2010، مستفيدًا من انخفاض انبعاثات الكربون وكفاءة التكلفة. وواصلت الطاقات المتجددة مسارها الصاعد، ووصل الاستهلاك الى 7.6 كوادريليون BTUs في عام 2010، وكان هذا بدعم من الحوافز الفيدرالية والولائية، والتطورات التكنولوجية، وانخفاض التكاليف.
منتصف ال2010ات: انخفاض متسارع في استهلاك الفحم وارتفاع للطاقات المتجددة
شهدت الاتجاهات نحو مصادر الطاقة النظيفة تسارعاً في منتصف ال2010ات. بحلول عام 2015، انخفض استهلاك الفحم بشكل حاد إلى 15.7 كوادريليون BTUs، في حين استمر استهلاك الغاز الطبيعي في الارتفاع، ووصل إلى 28.3 كوادريليون BTUs. وسجلت الطاقات المتجددة نمواً كبيراً، حيث وصل الاستهلاك إلى 10.0 كوادريليون BTUs، وكان ذلك بفضل زيادات كبيرة في سعة الطاقة الريحية والشمسية.
من نهاية ال2010ات حتى بداية ال2020ات: الهيمنة للغاز الطبيعي والطاقات المتجددة
وفي نهاية ال2010ات حتى بداية ال2020ات، ترسخت هيمنة الغاز الطبيعي والطاقات المتجددة في مزيج الطاقة في الولايات المتحدة. بحلول عام 2020، انخفض استهلاك الفحم إلى 10.7 كوادريليون BTUs، وهذا يعكس عمليات إغلاق محطات توليد الكهرباء التي تعمل بالفحم والتحول نحو الطاقة النظيفة.
وبلغ استهلاك الغاز الطبيعي 32.6 كوادريليون BTUs في عام 2020. لعب الغاز الطبيعي دوراً كقوة كهرمائية (القدرة على الطلب)، بالإضافة إلى دور في موازنة مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة.
شهدت الطاقات المتجددة نمواً ملحوظاً، حيث بلغ الاستهلاك 12.1 كوادريليون BTUs في عام 2020، مما يبرز الإسهامات الهامة للطاقة الريحية والشمسية والبيومسة.
الاتجاهات الأخيرة: استمرار نمو استخدام الغاز الطبيعي والطاقات المتجددة
وفي عام 2023، عاد استهلاك الفحم قليلاً، في حين ارتفع استهلاك الغاز الطبيعي للوصول إلى رقم قياسي قدره 36.5 كوادريليون BTUs. وبلغ استهلاك الطاقة المتجددة رقماً قياسياً قدره 14.7 كوادريليون BTUs في عام 2023، مع تواصل الاستثمارات في البنية التحتية للطاقة المتجددة وزيادة دور الطاقة الشمسية والرياح في الشبكة الوطنية للطاقة.
الختام
شهدت الفترة من عام 2000 حتى عام 2023 تحولاً ملحوظاً في الساحة الطاقية في الولايات المتحدة، حيث انخفض استهلاك الفحم بمقدار 13.0 كوادريليون BTUs، بينما ارتفع استهلاك الغاز الطبيعي بمقدار 13.4 كوادريليون BTUs، وزاد استهلاك الطاقات المتجددة بمقدار 8.4 كوادريليون BTUs خلال تلك الفترة.
ومع ذلك، يجب ملاحظة أن هذه المقارنات ليست دقيقة تماماً، حيث أن معظم الطاقة من الفحم أو الغاز الطبيعي يضيع (60% إلى 70%) في التحويل إلى كهرباء كحرارة. ولكن هذا ليس الحال بالنسبة للطاقات المتجددة. وبالتالي، فإنه لا يمكن قول أن BTU لاستهلاك الفحم أو الغاز الطبيعي يمكن مقارنته مباشرة بBTU لاستهلاك الطاقة المتجددة عندما يتم الحديث عن الكهرباء.
من ناحية أخرى، فإن الطاقة المتجددة ليست قوة كهرمائية. يمكن استخدام الغاز الطبيعي لتعويض محطة توليد كهرباء تعمل بالفحم تماماً. فالطاقات المتجددة تناسب بشكل أفضل لخدمة الطلب الحدودي بشكل مركزي. ونتيجة لذلك، فإن الطاقات المتجددة والغاز الطبيعي عملا بشكل جيد معًا لتسبب الانخفاض الكبير في استهلاك الفحم هذا القرن.
من المتوقع أن تستمر هذه الاتجاهات مع التقدم التكنولوجي والعوامل الاقتصادية والمبادرات السياسية لدفع جهود إضافية للحد من انبعاثات الكربون. يستعد قطاع الطاقة في الولايات المتحدة لمستقبل يلعب فيه الطاقات المتجددة دوراً مركزياً، بدعم من الغاز الطبيعي كمصدر طاقة مرن وموثوق به.
