خطة بيكنز

اعتقد بيكنز أن خطته لتوفير 22% من الكهرباء من طاقة الرياح وتحويل المركبات من البنزين إلى الغاز يمكن إنجازها في أقل من 10 سنوات بقيادة رشيدة. ^{[ 4 ]} ومع ذلك، وفقًا لتشوك ماكغوين، مدير المشاريع الأول في معهد أبحاث الطاقة الكهربائية ، وهي منظمة غير ربحية تمولها صناعة الطاقة الكهربائية، فإن الجدول الزمني ضيق للغاية. ^{[ 5 ]} واتفق ديف هاميلتون، مدير مشاريع الاحتباس الحراري والطاقة في نادي سييرا، مع هذا الرأي: "هذا طموح للغاية  ... ولكنه في الاتجاه الصحيح. من الجيد أن لدينا خبيرًا في مجال النفط يقول إننا لا نستطيع حل هذه المشكلة بالتنقيب عن النفط." ^{[ 6 ]} ورأى نائب الرئيس الأمريكي السابق آل غور ، الذي أمضى السنوات الأخيرة في توعية الناس بشأن الاحتباس الحراري، أنه يجب أن يكون توليد الكهرباء خاليًا تمامًا من الوقود الأحفوري في السنوات العشر القادمة. ^{[ 6 ]}

شهدت طاقة الرياح نموًا متسارعًا في الولايات المتحدة لعدة سنوات قبل أن يعلن بيكنز عن خطته. ^{[ 7 ]} وشهدت طاقة الرياح في تكساس نموًا سريعًا للغاية، بنسبة 2400% بين عامي 1999 و2007. وفي ولاية كاليفورنيا، وهي ولاية كبيرة أخرى، زاد توليد الطاقة من الرياح بنسبة 48% خلال الفترة نفسها. ^{[ 7 ]} وانخفضت تكلفة توليد طاقة الرياح بنحو 80% خلال العشرين عامًا الماضية بفضل التقدم التكنولوجي، وأصبحت الآن قادرة على منافسة مصادر الطاقة الأخرى من حيث التكلفة. ويمكن إنتاج الكهرباء المولدة من الرياح بتكلفة تتراوح بين 5 و6 سنتات لكل كيلوواط/ساعة. ^{[ 8 ]}

يُستخدم مقياس كثافة طاقة الرياح (WPD) لتحديد المواقع ذات الإمكانات العالية لإنتاج طاقة الرياح. وهو عبارة عن حساب يتعلق بالقوة الفعالة للرياح في موقع معين، ويُعبر عنه عادةً بالارتفاع فوق مستوى سطح الأرض على مدى فترة زمنية. ويأخذ هذا المقياس في الاعتبار سرعة الرياح وكتلتها. تُعدّ خرائط مُرمّزة بالألوان عادةً لمنطقة معينة، ويُشار إليها، على سبيل المثال، بـ "متوسط ​​كثافة الطاقة السنوية على ارتفاع 50 مترًا". تُدخل نتائج الحساب المذكور أعلاه في مؤشر طوره المختبر الوطني للطاقة المتجددة، ويُشار إليه بـ "NREL CLASS". كلما زادت قيمة حساب كثافة طاقة الرياح، ارتفع تصنيفها في الفئة. ^{[ 9 ]}

دعت خطة بيكنز إلى زيادة قدرة طاقة الرياح المركبة بما لا يقل عن عشرة أضعاف مستواها في عام 2008 بحلول عام 2018. وهذا من شأنه أن يستغل جزءًا صغيرًا فقط من إجمالي إمكانات طاقة الرياح في الولايات المتحدة ، والتي تقدر بنحو 16 ضعفًا من الطلب على الكهرباء في الولايات المتحدة في عام 2005. ^{[ 10 ]}

الطاقة الريحية المركبة في الولايات المتحدة [ 7 ] سنة سعة اللوحة الاسمية ، ميغاواط 1999 2500 2000 2566 2001 4261 2002 4685 2003 6374 2004 6740 2005 9149 2006 11,575 2007 16,596 2008 25176

يقول بيكنز إن خطته قادرة على توليد طاقة رياح كافية لتوفير 22% من كهرباء البلاد. ^{[ 4 ]} إلا أن معهد أبحاث الطاقة (IER)، وهو منظمة تمولها صناعة النفط، ^{[ 11 ]} يخالفه الرأي. ويزعم المعهد أن خطة بيكنز تعتمد على الدعم الحكومي، وأن إنتاج كميات كبيرة من طاقة الرياح ليس خيارًا مجديًا. وبدلًا من ذلك، يدعو المعهد إلى "تقليص دور الحكومة من أجل طاقة أكثر وفرة وبأسعار معقولة". ^{[ 12 ]}

يُقرّ بيكنز بأن الغاز الطبيعي سيظل ضروريًا لتلبية ذروة الطلب على الكهرباء، وأن هناك حاجة إلى بنية تحتية إضافية لتوزيع طاقة الرياح في جميع أنحاء البلاد. ^{[ 4 ]} ستكون هناك حاجة إلى خطوط نقل جديدة، تتراوح قيمتها بين 64 مليار دولار و128 مليار دولار، لنقل الطاقة من توربينات الرياح إلى المدن. ^{[ 5 ]} أدلى بيكنز بشهادته أمام لجنة الأمن الداخلي والشؤون الحكومية في مجلس الشيوخ، وقال إنه ينبغي على الحكومة البدء في بناء خطوط نقل الطاقة المولدة من الرياح بنفس الطريقة التي اتبعها الرئيس أيزنهاور بإعلانه حالة طوارئ لبناء نظام الطرق السريعة بين الولايات في الخمسينيات والستينيات. وكبديل، اقترح بيكنز أن توفر الحكومة حق المرور على الأراضي الخاصة، وأن تمدد الإعفاءات الضريبية لتمكين القطاع الخاص من بناء الخطوط. ^{[ 13 ]} قال كينيث ميدلوك الثالث، زميل الطاقة في معهد جيمس أ. بيكر الثالث للسياسة العامة، وأحد منتقدي خطة بيكنز: "إن الكثير مما يحاول فعله هو إضافة قيمة إلى أصل مُهمل ". ^{[ 14 ]}

على الرغم من الركود الاقتصادي، يواصل رجل النفط فيليب أنشوتز من دنفر بناء مزرعة رياح في جنوب وايومنغ وخط نقل طاقة بطول 900 ميل (1400 كم) إلى فينيكس ولاس فيغاس وجنوب كاليفورنيا. ^{[ 15 ]} 

من التحديات التي تواجه استخدام طاقة الرياح كبديل للغاز الطبيعي، الطبيعة المتقطعة لهذه الطاقة، إذ لا تتوافر ظروف الرياح نفسها باستمرار. ووفقًا لدراسة أجراها آرتشر وجاكوبسون عام 2007 ونُشرت في مجلة الأرصاد الجوية التطبيقية وعلم المناخ ، فإن ربط عشر مزارع رياح أو أكثر متباعدة جغرافيًا يسمح باستخدام ما بين 33% و47% من إجمالي الطاقة المنتجة (15-20% من السعة الاسمية) كمصدر طاقة كهربائية أساسي موثوق ، شريطة استيفاء الحد الأدنى من معايير سرعة الرياح وارتفاع التوربينات. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

لتوفير الطاقة عند انقطاع الرياح، ستكون هناك حاجة إلى محطات طاقة احتياطية، وفقًا لبول فريمونت، محلل شؤون الطاقة الكهربائية في بنك الاستثمار جيفريز وشركاه. ^{[ 6 ]} يمكن تشغيل محطات الغاز الطبيعي بسرعة لتوفير الطاقة اللازمة خلال فترات انخفاض سرعة الرياح أو ذروة الطلب. ^{[ 18 ]} ووفقًا لآرت هولاند، مدير في شركة بيس جلوبال إنرجي سيرفيسز، ستحتاج الولايات المتحدة إلى استبدال 140 ألف ميغاواط من قدرة محطات الغاز خلال السنوات العشر القادمة بسبب إغلاق بعض المحطات. ^{[ 19 ]} وهذا يعني ضعف قدرة طاقة الرياح نظرًا لاختلاف عوامل القدرة .

بدلاً من إرسال مولدات طاقة إضافية، يمكن ترشيد استهلاك الطاقة عند الطلب. ويمكن لشبكة الطاقة الذكية ، وهي شبكة توزيع طاقة ذكية قيد البحث والتطوير حاليًا، أن تقلل من استهلاك الطاقة لدى المستهلكين خلال ساعات الذروة، وبالتالي تقلل اعتمادنا على الغاز لتلبية الأحمال . ^{[ 20 ]}

يُعدّ تخزين الكهرباء حاليًا أكثر تكلفةً بكثير من استخدام أنظمة التوليد القابلة للتوزيع ، ولكنه ممكن. يُمكن تخزين طاقة الرياح عن طريق ضخ المياه إلى أعلى التلال عند هبوب الرياح، ثم إطلاقها عبر مولدات التوربينات عند الحاجة إلى الكهرباء. تُعدّ محطة راكون ماونتن لتخزين الطاقة بالضخ التابعة لهيئة وادي تينيسي (TVA) بالقرب من تشاتانوغا، تينيسي، مثالًا واحدًا فقط من بين العديد من هذه المنشآت الموجودة بالفعل في الولايات المتحدة. خيار آخر هو زيادة ذروة قدرة توليد الطاقة في السدود الكهرومائية القائمة عن طريق إضافة المزيد من وحدات التوليد؛ ^{[ 21 ] [ 22 ]} يسمح هذا لمحطة الطاقة الكهرومائية بتخفيف تقلبات إنتاج مزارع الرياح على الشبكة، من خلال تجميع مياه النهر خلال فترات الرياح القوية، وإطلاق كميات إضافية من المياه عندما تكون الرياح هادئة ويكون الطلب على الطاقة مرتفعًا. يمكن للسد الذي يحجز خزانًا كبيرًا تخزين وإطلاق كميات كبيرة من المياه عن طريق ضبط مستوى الخزان في حدود بضعة أمتار.

يُعدّ تخزين الطاقة بالهواء المضغوط آلية أخرى لتخزين الطاقة. فعند وجود فائض في إنتاج الطاقة الكهربائية، يُضغط الهواء ويُخزن في كهف من الحجر الجيري. وعند الحاجة إلى الطاقة مجددًا، يُولّد الهواء المضغوط الكهرباء عن طريق ضخه عبر توربين. ^{[ 23 ]} تُستخدم بطاريات الفاناديوم المؤكسدة والمختزلة لتخزين الطاقة وموازنة الأحمال الناتجة عن مشاريع توليد الطاقة من الرياح. تُخزن الطاقة الفائضة كيميائيًا في أشكال أيونية مختلفة من الفاناديوم في محلول إلكتروليتي من حمض الكبريتيك المخفف . ويمكن عكس التفاعل، مما يسمح بشحن البطارية وتفريغها وإعادة شحنها.

يقترح مشروع بيكنز استخدام الغاز الطبيعي، المستخدم حاليًا لتشغيل محطات توليد الطاقة، كوقود للشاحنات الثقيلة من الفئتين 7 و8. ويقول كين ميدلوك، الباحث في معهد بيكر للسياسات العامة بجامعة رايس، إن الولايات المتحدة ستواصل استخدام الغاز الطبيعي لتوليد الطاقة الكهربائية. ^{[ 5 ]} يحترق الغاز الطبيعي بشكل أنظف من الفحم، مما يجعله وقودًا شائعًا بشكل متزايد لمحطات توليد الطاقة. كما أن محطات الغاز تُنتج انبعاثات غازات دفيئة أقل.

تتوفر الآن التقنية اللازمة لمركبات الغاز الطبيعي المضغوط (CNG)، مثل حافلات النقل العام والرافعات الشوكية وسيارات الركاب المزودة بمحركات تعمل بالغاز الطبيعي المضغوط. تبيع هوندا سيارة سيفيك GX بمدى يصل إلى 270 كيلومترًا . إضافةً إلى ذلك، يُمكن تحويل المركبات للعمل بالغاز الطبيعي المضغوط مع الإبقاء على نظام حقن الوقود التقليدي، مما يسمح للسائق بالتبديل بين النظامين حسب رغبته. تتوفر مجموعات تحويل جاهزة للاستخدام المنزلي. يُمكن شراء ضاغط غاز طبيعي مضغوط يُسمى "فيل" يُوصل بخط الغاز الطبيعي في المدينة، مما يُتيح إعادة تعبئة سيارة تعمل بالغاز الطبيعي المضغوط في المنزل. ^{[ 24 ]} 

من جهة أخرى، ترى مؤسسة أبحاث الطاقة (IER) أن مركبات الغاز الطبيعي "منتج متخصص". ^{[ 12 ]} وتعتقد باتريشيا موناهان أن "التحول إلى مركبات الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) سيكون مكلفًا للغاية". وتعتبر موناهان الغاز الطبيعي المضغوط وقودًا ممتازًا لتشغيل أساطيل صغيرة من المركبات التي تقطع مسافات طويلة لكل مركبة، مثل الحافلات وشاحنات جمع القمامة. ^{[ 5 ]} وتحقق المركبات التي تستهلك كميات كبيرة من الوقود وفورات أسرع بفضل انخفاض سعر الغاز الطبيعي المضغوط مقارنةً بالديزل.

في نوفمبر 2008، غيّر بيكنز موقفه مصرحًا بأنه يريد شاحنات ثقيلة، لا سيارات تعمل بالغاز الطبيعي. ^{[ 25 ]} يقول ريتش كولودزيج، رئيس NGVAmerica ، إن شبكة توزيع الغاز الطبيعي المحدودة للغاية، المتوفرة حاليًا في 1200 محطة وقود فقط من أصل 190 ألف محطة، من شأنها أن تخدم أساطيل النقل التجاري وشاحنات النقل لمسافات طويلة بشكل أفضل. ^{[ 18 ]}

تطبق أربع وعشرون ولاية بالإضافة إلى مقاطعة كولومبيا معايير محفظة الطاقة المتجددة لتحديد أهداف الطاقة المتجددة في تلك الولايات. كما وضعت أربع ولايات أخرى أهدافاً غير ملزمة للطاقة. ^{[ 26 ]}

أنشأ قانون سياسة الطاقة لعام 2005 برنامج سندات الطاقة المتجددة النظيفة (CREB)، الذي يوفر فعلياً قروضاً بدون فوائد للمشاريع المؤهلة في مجال الطاقة المتجددة. ^{[ 27 ]} وفي أكتوبر 2008، تم تمديد برنامج CREB حتى 6 مارس 2009. ^{[ 28 ]}

منذ يوليو 2008، تكبّدت شركة بي بي كابيتال، وهي شركة استثمارية مقرها دالاس يملكها بيكنز، خسائر تصل إلى ملياري دولار نتيجة انهيار سوق الأسهم وأزمة الائتمان. وقد يكون بيكنز قد خسر حوالي 300 مليون دولار من أمواله الشخصية. ^{[ 29 ]}

بحسب جيري تايلور، الباحث البارز في معهد كاتو ، فإن استخدام طاقة الرياح لتوليد معظم كهرباء البلاد سيؤدي بلا شك إلى ارتفاع أسعار الكهرباء للمستهلكين، لأن طاقة الرياح أغلى بمرتين من توليد الكهرباء بالغاز الطبيعي، وربما أكثر إذا استثنينا الدعم الحكومي. ^{[ 19 ]} مع ذلك، تشير الجمعية الأمريكية لطاقة الرياح إلى أن تكلفة طاقة الرياح انخفضت بأكثر من 90% خلال العشرين عامًا الماضية، وتتوقع استمرار انخفاضها مع نضوج هذا القطاع. في المقابل، من المتوقع ارتفاع تكلفة الغاز الطبيعي. علاوة على ذلك، تُقدر تكلفة الآثار البيئية والصحية للغاز الطبيعي بنحو 0.5 إلى 2.0 سنت لكل كيلوواط/ساعة. ^{[ 30 ]} أما تكاليف طاقة الرياح فهي هامشية.

يُعدّ استخدام الغاز الطبيعي عنصرًا أساسيًا في اقتراح بيكن. ومع ذلك، ثمة مخاوف من أن إنتاج الغاز قد بلغ بالفعل ذروته، وهي النقطة المعروفة باسم " ذروة إنتاج الغاز" . بلغ إنتاج الغاز في الولايات المتحدة ذروته عام 1973 عند حوالي 24.1 تريليون قدم مكعب، ثم انخفض حتى عام 1985، وشهد ارتفاعًا تدريجيًا على مدى السنوات الـ 23 الماضية (انظر الشكل على اليسار). ^{[ 31 ]} ووفقًا لنظرية الذروة، يبدأ معدل الإنتاج في الانخفاض التدريجي بعد بلوغ الذروة. وقد أكد لي ريموند، الرئيس التنفيذي لشركة إكسون، بلوغ إنتاج الغاز ذروته. ففي عام 2005، صرّح لوكالة رويترز قائلاً: "بلغ إنتاج الغاز ذروته في أمريكا الشمالية". ^{[ 32 ]} ويضيف مقال رويترز: "على الرغم من ارتفاع عدد منصات الحفر الأمريكية العاملة في مجال استخراج الغاز الطبيعي بنحو 20% خلال العام الماضي، ووصول الأسعار إلى مستويات قياسية، إلا أن المنتجين يواجهون صعوبة في زيادة الإنتاج". ينتقد جون دي سيكو، وهو زميل بارز في منظمة الدفاع عن البيئة ، الخطة لأنها تفترض أن الغاز سيظل رخيصًا على الرغم من تزايد الطلب والاعتماد المتزايد على الواردات كما يتضح من المقترحات المتعلقة بمحطات الغاز الطبيعي المسال . ^{[ 18 ]}

مع ذلك، لا يتطلب تطبيق خطة بيكنز زيادة في إمدادات الغاز الطبيعي، بل يدعو إلى تغيير في استخدامه . وقد شهد إنتاج الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة زيادة طفيفة ومطردة لأكثر من عقدين. وارتفعت احتياطيات الغاز الأمريكية المؤكدة القابلة للاستخراج ارتفاعًا طفيفًا ومطردًا منذ عام 1996، وهي تقارب مستواها في عام 1976. ^{[ 33 ]} وتختلف تقديرات الاحتياطيات القابلة للاستخراج تقنيًا في الولايات المتحدة نظرًا لاعتمادها على الاستدلالات الجيولوجية، إلا أن تقدير إدارة معلومات الطاقة الأمريكية لعام 2009 بلغ 1747 تريليون قدم مكعب، ^{[ 34 ] [ 35 ]} وهو ما يكفي لتوفير الإنتاج المحلي بمعدلات عام 2005 لما يقرب من 80 عامًا. ^{[ 36 ] [ 37 ]}

يتطلب مشروع بيكنز إنشاء مزارع رياح واسعة النطاق لتوليد الكهرباء. وينتقد المركز الوطني لأبحاث السياسات العامة ، وهو مركز أبحاث محافظ كما يصف نفسه، هذا المشروع، مؤكدًا أن محطات الطاقة النووية ستكون بديلاً أفضل من مزارع الرياح. ^{[ 38 ]} ويقولون إن الطاقة النووية صديقة للبيئة وتنتج القليل جدًا من النفايات، كما أنها أرخص بكثير من طاقة الرياح، وأن بناء مزارع الرياح سيتطلب مساحات شاسعة من الأراضي.

يرى البعض ^{[ 39 ] [ 40 ]} أن هذه الخطة تتجاهل أحد أنجع السبل لتقليص اعتماد أمريكا على النفط الأجنبي: السيارات الهجينة القابلة للشحن والسيارات الكهربائية بالكامل . إذ يمكن للكهرباء المولدة من طاقة الرياح أن تُغذي قطاع النقل الأمريكي المتزايد الاعتماد على الكهرباء بشكل مباشر. ويجادل بعض مالكي السيارات الهجينة ^{[ 41 ]} بأن استخدام الغاز الطبيعي المضغوط كوقود للنقل غير منطقي، خاصةً مع الموجة الجديدة من السيارات الكهربائية والهجينة الكهربائية المتوقع طرحها في الأسواق خلال السنوات القادمة. ^{[ 41 ]} وتشجع الحكومة الأمريكية بالفعل على تبني السيارات الهجينة القابلة للشحن والسيارات الكهربائية. ويتضمن قانون الإنقاذ المالي البالغ 700 مليار دولار، والذي وقعه الرئيس بوش عام 2008، إعفاءات ضريبية تصل إلى 7500 دولار للمشترين الأمريكيين للسيارات الكهربائية والهجينة القابلة للشحن. ^{[ 42 ]}

لا يعتقد بيكنز أن جميع المركبات الكهربائية مجدية، وخاصة الشاحنات. في خطته، يحل الغاز الطبيعي محل وقود الديزل بشكل أساسي . ويكرر بيكنز عبارة "لن تستطيع البطارية تحريك شاحنة ذات 18 عجلة" ^{[ 43 ]،} على الرغم من وجود بطاريات وأنظمة دفع كهربائية ومحركات للمركبات الثقيلة في الحافلات الهجينة ونسخة هجينة من مركبة الرفع الثقيل العسكرية HEMTT . ^{[ 44 ]} وقد عرض ميناء لوس أنجلوس ومنطقة إدارة جودة الهواء في الساحل الجنوبي شاحنة كهربائية ثقيلة قصيرة المدى من إنتاج شركة Balqon ( http://www.balqon.com ) قادرة على سحب حاوية شحن محملة بالكامل بطول 40 قدمًا (12 مترًا) . التصميم الحالي قادر على سحب حاوية شحن تزن 60,000 رطل بسرعة تصل إلى 40 ميلًا في الساعة، ويبلغ مداها ما بين 30 و60 ميلًا. ^{[ 45 ]} يقرّ ويليام تاهيل من شركة ميريديان إنترناشونال ريسيرش بأنّ الشاحنات الهجينة أو الكهربائية بالكامل ذات المحركات الكبيرة والمخصصة للنقل لمسافات طويلة ممكنة تقنياً، لكنه يطرح السؤال عما إذا كان إنتاج كربونات الليثيوم حالياً كافياً لدعم إنتاج البطاريات المطلوبة. ^{[ 46 ]}  

تتشابه خطط تي بون بيكنز وآل غور في بعض الجوانب، إذ يهدف كل منهما إلى تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري، لكنهما يختلفان في أهدافهما النهائية. يسعى بيكنز تحديدًا إلى تحقيق أمن الطاقة من خلال زيادة استخدام مصادر الطاقة المحلية، بما فيها الوقود الأحفوري، بينما يطمح غور إلى التخلص التام من حرق الوقود الأحفوري لوقف ظاهرة الاحتباس الحراري . ^{[ 40 ]} ويدّعي بيكنز امتلاكه خطة قادرة على تحقيق ذلك باستخدام التقنيات الحالية، في حين يدعو غور إلى إجراء بحوث جديدة لخفض التكاليف. وتشير دراسة أجراها المجلس الأوروبي للطاقة المتجددة إلى إمكانية التخلص من حرق الوقود الأحفوري لتوليد الطاقة عالميًا بحلول عام 2090 باستخدام التقنيات الحالية، وقبل ذلك بالنسبة للدول الغربية. ^{[ 47 ] [ 48 ]}