كيف تولد المطارات الأمريكية مثل بيتسبرغ الكهرباء في الموقع لتجنب انقطاع شبيهة بالهثرو

عندما سمعت كريستينا كاسوتيس ، الرئيس التنفيذي لمطار بيتسبرغ الدولي ، عن انقطاع التيار الكهربائي الذي أجبر مطار هيثرو في لندن على تعليق العمليات الأسبوع الماضي ، فكرت في العمال الذين كانوا يحاولون محمومًا لإدارة الفوضى.

ولكن عندما تصل انقطاع إلى المنزل ، فإنها لديها استجابة أكثر تقييدًا: الحفاظ على الهدوء والاستمرار.

لمدة أربع سنوات تقريبًا ، تم تشغيل مطارها بمزيج من مولدات الغاز الطبيعي في الموقع وألواح الطاقة الشمسية. وتقدر المطار أن النظام المستقل ، المعروف باسم microgrid ، قد وفره حوالي مليون دولار سنويًا على تكاليف الطاقة والسماح له باستخدام الشبكة الكهربائية كنسخة احتياطية.

“لقد فعلنا ذلك لأننا أردنا المرونة والتكرار” ، قالت. “المطارات هي البنية التحتية للنقل الحرجة. يجب أن نكون قادرين على العمل مهما كان الأمر.”

هذا المستوى من استقلال الطاقة نادر ، خاصة بين المطارات الكبيرة.

تحتوي العديد من المطارات على مولدات احتياطية لمساعدتهم على الحفاظ على وظائف مهمة مثل التحكم في الحركة الجوية والإضاءة أثناء انقطاع التيار الكهربائي. لكن تدابير الطوارئ القياسية هذه لها قيود. قد يتطلبون التزود بالوقود إذا استمر انقطاع التيار الكهربائي لعدة ساعات أو أيام ، على سبيل المثال. لهذا السبب تظل معظم المطارات تعتمد بشكل كبير على الطاقة الخارجية للحفاظ على تحرك الركاب والطائرات.

لكن المطارات الأمريكية تجرب بشكل متزايد توليد وتخزين الكهرباء في الموقع – عادةً مع الطاقة الشمسية والبطاريات – للحد من انبعاثات الكربون ، والاستعداد لتلبية احتياجات الكهرباء المستقبلية ، وإدارة الاضطرابات المتزايدة الناجمة عن تغير المناخ وشيخوخة البنية التحتية.

مطار دنفر الدولي لديه توصيلات متعددة إلى الشبكة في حالة فشل المرء ، لكنها وضعت مؤخرًا أيضًا نظام تخزين بطارية يعمل بالطاقة الشمسية للحفاظ على تشغيل قطاراته تحت الأرض في حالة طوارئ. في مطار كينيدي الدولي في نيويورك ، يتضمن إصلاح شامل بقيمة 19 مليار دولار خططًا لتركيب الآلاف من الألواح والبطاريات الشمسية لخفض الانبعاثات والحفاظ على المحطة الجديدة 1 ، والتي من المتوقع افتتاحها في عام 2026 ، والتي تعمل أثناء الانقطاعات التي يمكن أن تكون مضطربة للغاية ومكلفة للمطارات وكل من يعتمد عليها.

وقال جوي كاثكارت ، خبير الطيران المستدام في RMI ، وهو غير ربحية للاستدامة في كولورادو المعروف سابقًا باسم معهد روكي ماونتين: “إذا كان لديك مطار موثوق وفعال ، فأنت تساعد في دعم المرونة الاقتصادية”. ساعد هو وزملاؤه في تطوير دليل مموّل من الناحية الفيدرالية للمطارات المهتمة بالميكرودات مثل تلك الموجودة في بيتسبرغ.

انقطاع التيار الكهربائي في المطارات أكثر شيوعًا مما يرغب العديد من المسؤولين. حدد تقرير مكتب المساءلة الحكومي عام 2023 321 انقطاعًا استمر خمس دقائق على الأقل عند عشرين مطارًا أمريكيًا من عام 2015 إلى عام 2022. كما أن المطارات والبنية التحتية الأخرى ، مثل الشبكة الكهربائية نفسها ، تتعرض أيضًا للتهديد من قبل الكوارث الطبيعية ، والتي ترتبط الكثير منها بتغير المناخ. ارتفع عدد العواصف وغيرها من الأحداث الجوية التي تسببت في أضرار بقيمة مليار دولار على الأقل في العقود الأخيرة ، من خمسة في عام 2000 إلى 27 العام الماضي ، وفقًا للمراكز الوطنية للمعلومات البيئية ، وهو جزء من إدارة التجارة الأمريكية.

في أواخر عام 2017 ، تسبب حريق كهربائي في انقطاع التيار الكهربائي في مطار هارتسفيلد-جاكسون أتلانتا الدولي ، مما أدى إلى تعطيل الرحلات الجوية على مستوى البلاد ويكلف خطوط دلتا الجوية ، أكبر شركة طيران في المطار ، وعشرات الملايين من الدولارات. دفعت تلك الانقطاعات وغيرها من السيدة كاسوتيس أن تطلب من فريقها النظر في microgrids.

“لقد بدأنا للتو عملية التحقيق” ، قالت. “هل يمكننا حتى الحصول على واحدة؟”

المطار ، الذي يقع على رواسب الغاز الطبيعي في Marcellus Shale ، طلب مقترحات لتصميم وبناء وتشغيل microgrid دون أي تكلفة مقدمة إلى المطار. بحلول يوليو 2021 ، كان microgrid يركض. اليوم ، ينتج 23 ميجاوات من الطاقة: ثلاثة من صفيف شمسي على رأس المكب القديم والباقي من خمسة مولدات الغاز الطبيعي. في ذروة الطلب ، يستخدم المطار ، الذي خدم ما يقرب من 10 ملايين مسافر العام الماضي ، فقط حوالي 14 ميجاوات ، لبيع الفائض على الشبكة.

وقالت السيدة كاسوتيس إن إنشاء microgrid ، المملوكة لشركتين للطاقة ، قد دفع بالفعل للمطار ، الذي تم حبس معدلات الكهرباء المنخفضة لسنوات وخفضت انبعاثات الكربون بأكثر من ستة ملايين جنيه سنويًا.

وقد نجا أيضا المطار من الاضطرابات. أدى إغلاق هيثرو في 21 مارس إلى تعطيل السفر العالمي ، مما أدى إلى أكثر من 1000 رحلة تم إلغاؤها وتجولت الآلاف من الركاب. لقد بدأ الأمر بنيران في محطة فرعية كهربائية ، وقبل أسابيع ، حدث شيء مشابه بالقرب من مطار بيتسبيرغ ، وفقًا للسيدة كاسوتيس. لقد عطلت الحرائق بالقرب من المحطات الفرعية بعض خلاصات الطاقة إلى المطار. فصل المطار تلك الأعلاف لمنع المشاكل من الانتشار إلى microgrid واستمرار العمل كالمعتاد.

وقالت السيدة كاسوتيس: “هناك قيمة ملموسة فعلية من حيث الدولارات المحفوظة”. “ثم هناك راحة البال.”

ليست المرونة هي السبب الوحيد الذي قد ترغب المطارات في توليد وتخزين الكهرباء في الموقع.

يمثل الطيران 2 إلى 3 في المائة من الانبعاثات العالمية ، وهي صناعة صعبة للغاية لإزالة الكربون لأن هناك القليل من البدائل الخالية من الانبعاثات لوقود النفاث. إن إعداد صفائف من الألواح الشمسية ، مثل الآلاف التي قام بها مطار دنفر الذي تم تركيبه بالفعل أو أولئك الذين يأتون إلى JFK ، يمكن أن يساعد في تقليل بصمة الكربون في المطار. يمكنهم أيضًا المساعدة في استكمال احتياجات الطاقة المتزايدة حيث يتحول مركبات المطارات ، ومكوكات ، واستئجار سيارات ، وفي النهاية تتحول الطائرات الصغيرة إلى طاقة البطارية.

يتم تقديم مطار دنفر من قبل محطات فرعية كهربائية مخصصة ، يمكن لكل منها تشغيل المنشأة بأكملها ، مما يوفر التكرار في حالة الطوارئ ، وفقًا لما ذكره سكوت موريسي ، نائب رئيس الاستدامة في المطار. يحتوي المطار أيضًا على مولدات احتياطية.

وقال “بمجرد أن نكون كل هذه المصادر مكهربة ، نريد التأكد من أن إمدادات الكهرباء موثوقة ومرنة قدر الإمكان”.

إن هيئة ميناء نيويورك ونيو جيرسي ، التي تشرف على JFK والمطارين الكبيرين الآخرين الذين يخدمان منطقة نيويورك ، يقترن أيضًا بالاستدامة مع المرونة. في Kennedy ، التي لديها أيضًا مصادر ومولدات طاقة زائدة عن الحاجة ، ستشمل المحطة 1 مجموعة ضخمة من الألواح الشمسية على السطح وخلايا الوقود والبطاريات.

وقالت جيسيكا فورسي ، مديرة المشروع الرئيسي الذي يشرف على إصلاح المطار الأوسع ، والذي يتضمن التجديد الطرفي: “عدم الاضطرار إلى التعامل مع هذا الاضطراب من الواضح أنه مفيد للغاية من منظور استمرارية العمل”. “في مطار دولي كبير – Heathrow ، JFK – تُرى تلك الاضطرابات في كل مكان. إنها تتموج على نطاق واسع عبر المجال الجوي ، محليًا ودوليًا.”

في الوقت الحالي ، هذه المشاريع الطموحة محدودة ، لكن الاهتمام يزداد. قدمت إدارة الطيران الفيدرالية منح المطارات لاستكشاف مثل هذه الخيارات. كما يبحث مسؤولو المطار عن المشورة من السيدة كاسوتيس وغيرهم ممن كانوا في وقت مبكر في تبني الألواح الشمسية والميكرودات.

وقالت لورين شويسبرغ ، التي تقود الأبحاث والمشاريع التي تهدف إلى التحول إلى الكهرباء الأقل كثافة الكربون في RMI: “مع تطور هذا السوق بمرور الوقت ، هناك مجموعة من الخيارات التي يجب أن تعمل لأنواع وأحجام مختلفة من المطارات”.