تحولات در زیر دریا
اتصال و یکپارچه‌سازی شبکه جهانی برق
یک قایق اسباب‌بازی به اندازه کف دست را تصور کنید و در وسط آن یک قرقره نخ خیاطی را به پهلو قرار دهید. حال اندازه آن را هزار برابر کنید تا به کشتی 150متری نکسانز آرورا (Nexans Aurora) برسید. نخ مورد نظر ما کیلومترها خط برق پرولتاژ است که از عرشه کشتی در بستر دریا نصب می‌شود. هر کابل 150 کیلو به ازای هر متر وزن و ضخامتی به اندازه تنه یک درخت دارد و ترکیبی بافته‌شده از آلومینیوم، فولاد، سرب و مواد عایق‌بندی است. هر رشته کابل که در قرقره‌ای با عرض حدود 30 متر قرار می‌گیرد وزنی به اندازه وزن برج ایفل دارد.
روش‌های مصرف و تولید برق در حال تغییر هستند. به زودی خودروها بزرگ‌ترین مصرف‌کننده و منابع تجدیدپذیر بزرگ‌ترین تولیدکنندگان برق خواهند بود. آنگونه که تجربه بحران در بازارهای گاز اروپا نشان داد ایجاد توازن میان عرضه و تقاضای انرژی هیچ‌گاه آسان نیست. شرایط در مورد برق پیچیده‌تر می‌شود چراکه نمی‌توان آن را همانند گاز، زغال‌سنگ، گازوئیل یا چوب به راحتی ذخیره کرد. انرژی‌های تجدیدپذیر دستخوش فرازو فرود می‌شوند. وزش باد نامنظم است و خورشید یا در پشت ابرها پنهان یا در طول شب از دسترس خارج می‌شود. در نتیجه اکثر برقی که تولید می‌شود باید بلافاصله به مصرف برسد و این مصرف نیز در همان مکان تولید اتفاق می‌افتد.
ایده جداسازی زمانی مصرف و تولید با استفاده از باتری‌های غول‌پیکر یا دیگر ابزار ذخیره‌سازی توجه کارآفرینان، سیاستمداران و سرمایه‌گذاران را به خود جلب کرده است اما این کار در حال حاضر در مقیاس وسیع قابل اجرا نیست، بنابراین ایده جداسازی مکانی مصرف و تولید جای آن را می‌گیرد. این کار به ارتقای شبکه پشت صحنه نیاز دارد که برق را از محل تولید به محل مصرف انتقال می‌دهد. ممکن است در این فرآیند یک مزرعه بادی در داخل دریا به شبکه متصل شود. همچنین اتصال شبکه‌های ملی به یکدیگر ضرورت پیدا کند. این ضرورت به ویژه در میان کشورهایی که در میان یک بلوک، مانند اتحادیه اروپا، هستند پیش می‌آید. این کشورها بیشترین تبادل برق را دارند.
در هر صورت کابل‌ها ضرورت پیدا می‌کنند و قایق‌ها وظیفه نصب بخشی از آنها را بر عهده می‌گیرند. ظرفیت بالقوه کاری بسیار بزرگ است. در سال 2018 فقط 3/4 درصد از برق تولیدی کشورهای عضو سازمان همکاری‌های اقتصادی و توسعه (OECD) که باشگاهی متشکل از کشورهای صنعتی است صادر شد که در مقایسه با دو درصد دهه 1970 افزایش داشت اما تا صادرات کالاهای تجاری از قبیل نفت فاصله بسیار زیادی دارد.
تمام این تحولات باعث شد دفاتر سفارش شرکت‌های تولید کابل و شرکت‌های نصب مانند نکسانز پر شوند. بانک کردیت سوئیس پیش‌بینی می‌کند درآمد حاصل از نصب کابل‌های زیر دریا از 5/4 میلیارد یورو کنونی به 5/5 میلیارد یورو در سال 2022 برسد. همچنین انتظار می‌رود درآمد بنگاه‌های نصب کابل از مزارع بادی داخل دریا بین سال‌های 2020 تا 2035 از نظر اندازه سه برابر شود. اشتیاق سرمایه‌گذاران به کابل‌های انتقال برق باعث شد ارزش سهام نکسانز و دو غول دیگر اروپایی یعنی NKT و پریسمیان (Prysmian) در دو سال گذشته 48 تا 125 درصد بالا رود.
شرکت نکسانز در ماه فوریه اعلام کرد به زودی بخش کابل‌های غیربرقی مربوط به ارائه خدمات به صنایع و مراکز داده‌ها را تعطیل می‌کند تا بیش از پیش بر خطوط انتقال برق متمرکز شود.
تامین تقاضای پرفراز و فرود برق امری پیچیده اما قابل درک است. مدیران شبکه برق بریتانیا از مدت‌ها قبل آموخته‌اند که چگونه همزمان با بالا رفتن تقاضا نیروگاه‌ها را روشن کنند. اتصال شبکه‌های برقی که الگوهای متفاوت تولید و مصرف دارند نیز به همان اندازه پیچیدگی دارد چراکه باید با انتقال برق در فاصله‌های طولانی تقاضا و عرضه با یکدیگر انطباق داده شوند.
برای نمونه دانمارک را در نظر بگیرید. این کشور به اندازه کافی توربین بادی نصب کرده است، به گونه‌ای که در زمان وزش باد به هیچ منبع دیگری برای تولید برق نیاز ندارد. اما با توجه به بی‌ثباتی وزش باد باید طرح B نیز وجود داشته باشد. بدون باتری‌های ذخیره، این کشور باید نیروگاه‌های قدیمی سوخت فسیلی را آماده نگه‌دارد و هرچندگاه از آنها استفاده کند.
راه بهتر آن است که یک کابل تا نروژ کشیده شود. نروژ برق آبی زیادی تولید می‌کند. وقتی باد بوزد هر دو کشور می‌توانند از برق بادی بهره‌مند شوند و نروژ ذخایر آبی را پشت سدها حفظ می‌کند. در روزهایی که باد نباشد سدهای نروژ آب بیشتری را به توربین می‌فرستند و نیاز دانمارک را تامین می‌کنند.
پیوندهای بیشتر بین دانمارک، هلند، سوئد، آلمان و بریتانیا که برای سال2023 برنامه‌ریزی شده‌اند گزینه‌های بیشتری را در اختیار می‌گذارند. هرگاه اتصال به اندازه کافی بین مناطق مختلف برقرار شود برق به یک کالای تجاری تبدیل خواهد شد. برای یک مدیر شبکه محلی، موضوع کاهش تصاعد کربن فقط به خرید و فروش مناسب تقلیل می‌یابد به جای آنکه مجبور باشد به ساخت مزارع خورشیدی یا بادی در مکان نامناسب بیندیشد.
این چشم‌انداز باعث شد اتصالات بین‌شبکه‌ای چندبرابر شوند. اروپا قلمرو جدید نصب کابل‌ها شده است. برق‌رسانی به ویژه از طریق منابع تجدیدپذیر یک عنصر کلیدی در تلاش این قاره برای رسیدن به تصاعد صفر تا سال 2050 به شمار می‌رود. مقررات اتحادیه اروپا الزام می‌دارد که شبکه‌های ملی با استفاده از منابع مالی دولتی به شکل یکپارچه درآیند. خط ساحلی ناهموار قاره اروپا مکانی مطلوب برای تولید برق بادی و نصب کابل‌های زیردریایی به دور از چشم معترضان خواهد بود.
پویایی مربوط به تحول تولید برق نیز در این فرآیند نقش دارد. به عنوان مثال، آلمان زمانی صادرکننده بزرگ برق بود اما اکنون با خاموش کردن نیروگاه‌های هسته‌ای و حذف زغال‌سنگ به یک واردکننده تبدیل می‌شود. انگیزه سبزگرایی باعث شد برق در مکان‌های نامناسب تولید شود. به عنوان مثال، در ایتالیا نیروگاه‌ها در مناطق صنعتی به ویژه در شمال کشور ساخته شدند. اکنون باد و خورشید در مناطق کمتر‌توسعه‌یافته جنوب می‌وزد و می‌تابد. یکی از مدیران خطوط انتقال ایتالیا می‌گوید حرکت به سمت انرژی‌های تجدیدپذیر بدان معناست که ما به توازن مجدد و دوره گذار نیاز داریم.
در نتیجه، ساخت و نصب کابل‌های برق به یکی از بخش‌های نادر صنعتی تبدیل و اروپا بر آن مسلط شد. شرکت نکسانز فرانسوی و دو شرکت NKT و پریسمیان دانمارکی و ایتالیایی هستند. آنها 80 درصد از سهم بازار (به‌جز چین) را در اختیار گرفته‌اند. آنها علاوه بر تولید سیم‌های فلزی و نصب کابل‌ها مدیریت کشتی‌هایی مانند نکسانز آرورا را در دست گرفته‌اند. این کشتی 170 میلیون‌دلاری در کارخانه نکسانز در نروژ برای این منظور مناسب‌سازی شد.
پیشرفت‌هایی که در زمینه نصب کابل در زیر دریا حاصل شده‌اند چشم‌انداز ارتباطات جدید و نوآورانه را ترسیم می‌کنند. نسل قدیم کشتی‌ها نمی‌توانستند کابل‌ها را در عمقی بیش از 1200 متر نصب کنند چون خطر واژگونی آنها را تهدید می‌کرد. کشتی نکسانز آرورا و ناوگانی از کشتی‌های مشابه شرکت‌های رقیب قادرند کابل‌ها را به عمق سه‌هزار‌متری بفرستند. در اعماق کمتر، یک روبات به حفر کانال می‌پردازد تا کابل‌ها را در مقابل لنگر کشتی‌ها و تورهای ماهیگیری حفظ کند. این پیشرفت‌ها امکان فعالیت در تمام نقاط مدیترانه را فراهم می‌سازند. نکسانز آرورا چند هفته قبل برای نصب اولین کابل بین جزیره کریت و سرزمین اصلی یونان آماده شد.
کابل‌های درازتر اتصالات بین‌شبکه‌ای طولانی‌تر را امکان‌پذیر می‌کنند. ماه گذشته خط اتصال 720کیلومتری نروژ به بریتانیا به بهره‌برداری رسید. خطوط دیگر از جمله خط یونان-اسرائیل یا ایرلند-فرانسه در مراحل مختلف برنامه‌ریزی هستند.
دیگر پروژه‌ها از جمله خط اتصال 3800کیلومتری بین مزارع خورشیدی در ساحل مراکش و بریتانیا در مرحله گمانه‌زنی هستند. یک کنسرسیوم قصد دارد در پروژه‌ای به طول 4200 کیلومتر سرزمین‌های استرالیا، اندونزی، و سنگاپور را به یکدیگر پیوند بزند.
کریستوفر گورین رئیس شرکت نکسانز می‌گوید در دهه منتهی به 2030 حدود 72 هزار کیلومتر کابل نصب می‌شود که هفت برابر میزان کنونی است. این تاسیسات علاوه بر سیم‌کشی‌های لازم برای ارتقای اتصالات خشکی‌ها هستند چراکه این اتصالات عمر مفید خود را گذرانده‌اند. بحران برق تگزاس در اوایل امسال ضرورت تامین منابع مالی برای ارتقای شبکه‌ها در آمریکا را به رخ کشید.
فرصت تازه‌تری پیش آمده است تا مزارع بادی به شبکه‌های داخلی برق متصل شوند. فروشندگان کابل از این واقعیت خوشحال‌اند که تعداد بیشتری از مزارع بادی در دوردست‌های دریا ساخته می‌شوند. امکان ساخت مزارع بادی شناور در فواصل دورتر به این شادمانی دامن می‌زند و دفاتر سفارش آنها را پرتر می‌کند. آژانس بین‌المللی انرژی که یک باشگاه انرژی متشکل از کشورهای ثروتمند است برآورد می‌کند که تا سال 2030 هر سال باید 80 گیگاوات مزارع بادی دریایی ساخته شوند تا بتوان اهداف کربن‌زدایی را برآورده کرد. ماکس یتس از بانک کردیت سوئیس می‌گوید هر گیگاوات ظرفیت علاوه بر هزینه تاسیسات به 250 میلیون‌یورو کابل نیاز دارد. هزینه کابل تقریباً با هزینه ساخت زیربناها (به استثنای هزینه توربین‌ها) برابری می‌کند.
اضطرار و ضرورت کابل‌کشی را نمی‌توان از روند کارها در عرشه نکسانز آرورا فهمید. سرعت رهاسازی کابل از قرقره بسیار اندک است و هر روز 10 تا 12 کیلومتر کابل نصب می‌شود. اما بزرگراه‌های آینده انرژی کم‌کم به واقعیت نزدیک می‌شوند هرچند کشتی با سرعت پایین حرکت می‌کند.
