نیروگاه‌های زغال‌سنگ قدیمی آمریکا تغییر کاربری خواهند داد

به گزارش نبض بورس، تعطیلی نیروگاه «Homer City» به عنوان بزرگ‌ترین نیروگاه زغال‌سنگ ایالت پنسیلوانیا آمریکا در سال ۲۰۲۳، دوران پرچالش از لحاظ شدت بالای آلایندگی هوا در نیروگاه‌های زغال‌سنگ که بیش از نیم قرن بخش عمده‌ای از برق این کشور را تامین می‌کردند، به پایان رسید.

به نقل از مجله «Fortune»، به نظر می‌رسد با توجه به تغییرات سریع صورت گرفته و غیرمنتظره در بخش هوش مصنوعی، قرار است بسیاری از نیروگاه‌های زغال‌سنگ آمریکا اکنون به منظور تامین برق مورد نیاز مراکز داده مبتنی بر هوش مصنوعی دوباره به مدار تولید بازگردند.

در اوایل سال ۲۰۲۵، یک از توسعه‌دهندگان مراکز داده هوش مصنوعی اعلام کرد که قرار است نیروگاه «Homer City» همراه با زیرساخت‌های حیاتی آن متصل به شبکه برق ملی آمریکا، بازسازی و به یک مجتمع انرژی جدید با همین نام تبدیل شود.

مجتمع انرژی «Homer City»، یک مجموعه گسترده از مراکز داده هوش مصنوعی بوده که قرار است برق مورد نیاز آن از بزرگ‌ترین نیروگاه گازسوز آمریکا تامین شود. این مجتمع انرژی قرار است در سال ۲۰۲۷ و طی یک برنامه‌ریزی ساخت فشرده به مرحله بهره‌برداری برسد.

با پیش‌بینی افزایش ۶۰ درصدی تقاضای برق در ایالات متحده آمریکا تا سال ۲۰۵۰ به دلیل رشد سریع هوش مصنوعی، ایجاد ظرفیت کافی تولید برق به یک ضرورت تبدیل و موجب افزایش رقابت میان شرکت‌های فعال در بخش فناوری به منظور دسترسی به انرژی مورد نیاز مراکز داده هوش مصنوعی شده است. در این میان، به نظر می‌رسد ساختار مستحکم و قدیمی نیروگاه‌های زغال‌سنگ تعطیل‌ شده یا در حال برچیده شدن، یک راهکار سریع و مناسب برای راه‌اندازی پروژه‌های جدید تامین برق محسوب می‌شود.

این نیروگاه‌های زغال‌سنگ‌سوز می‌توانند مراحل انتظار دوساله برای اتصال به خطوط پرولتاژ شبکه سراسری برق را بدون معطلی، صرف‌نظر از اینکه نیروگاه بازسازی شده از نوع گازسوز، بادی، خورشیدی، زمین‌گرمایی یا حتی هسته‌ای باشد، پشت سر بگذارند.

کارسون کرل، تحلیلگر ارشد بخش انرژی و هوش مصنوعی در شرکت «Enverus» در این خصوص، بیان کرد: چالش اصلی شبکه برق آمریکا، نبود فرصت برای توسعه نیست بلکه کمبود زمان ساخت تا رسیدن به مرحله بهره‌برداری است.

به گفته وی، هنگامی که نیروگاه‌های زغال‌سنگ از مدار خارج می‌شوند، اتصال‌های شبکه برق آن‌ها آزاد شده و برای پروژه‌های جدید مبتنی بر تامین انرژی بخش‌های مختلف، به ویژه مراکز داده هوش مصنوعی در دسترس قرار می‌گیرند.

کرل در ادامه تاکید کرد: در شرایط کنونی، اولویت نخست شرکت‌های بزرگ فعال در حوزه فناوری دستیابی سریع به منابع انرژی است و در بسیاری از موارد، نیروگاه‌های زغال‌سنگ سریع‌ترین و کارآمدترین گزینه به شمار می‌روند.

طبق آمارهای ارائه شده، سهم نیروگاه‌های زغال‌سنگ در شبکه برق آمریکا از حدود ۵۰ درصد در سال ۲۰۰۵ به تنها ۱۶ درصد طی سال‌های اخیر کاهش یافته است؛ کاهشی چشمگیر که عمدتا ناشی از رشد استخراج گاز شیل و توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر در این کشور بوده است. با این وجود، زغال‌سنگ همچنان بیش از نیمی از سهم میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای شبکه برق آمریکا را به خود اختصاص می‌دهد.

در حالی که نیروگاه‌های بادی و خورشیدی فاقد انتشار کربن هستند، جایگزینی آن‌ها با نیروگاه‌های گازی جدید در آمریکا نیز می‌تواند به کاهش حدود ۶۰ درصدی انتشار گازهای گلخانه‌ای نسبت به نیروگاه‌های مبتنی بر سوخت زغال‌سنگ منجر ‌شود. براساس گزارش آژانس حفاظت محیط‌ زیست ایالات متحده آمریکا، طی دو دهه گذشته و هم‌زمان با تعطیلی نیروگاه‌های زغال‌سنگ، انتشار گازهای گلخانه‌ای حدود ۴۰ درصد کاهش یافته است؛ کاهشی که بیش از ۷۵ درصد از مجموع کاهش دی‌اکسیدکربن این کشور را شامل می‌شود.

شرکت تحقیقاتی فعال در حوزه انرژی «Enverus» برآورد کرده است که با بازطراحی و بازگشت به مدار تولید نیروگاه‌های زغال‌سنگ تعطیل شده با مجموع ظرفیت ۷۰ گیگاوات و استفاده از منابع انرژی پاک‌تر یا کم‌آلاینده در این نیروگاه‌های بازسازی شده، امکان تامین برق برای حدود ۵۰ میلیون خانوار یا تعداد ۱۰۰ مرکز داده هوش مصنوعی وجود دارد.

شرکت «Xcel Energy»، یکی از دارندگان بزرگ نیروگاه‌های زغال‌سنگ آمریکا، در حال تبدیل نیروگاه‌های زغال‌سنگی قدیمی خود به نیروگاه‌های گازی و تجدیدپذیر در ایالت‌های مینه‌سوتا و تگزاس است. این شرکت اعلام کرده است که پروژه‌های مشابه بیشتری نیز طی سال‌های آتی عملیاتی خواهند شد.

باب فرنزل، رئیس هیئت‌ مدیره و مدیرعامل شرکت «Xcel Energy» عنوان کرد: شرکت‌های فعال در حوزه فناوری به شدت به تامین برق در کوتاه‌ترین زمان ممکن نیازمند هستند و این شرکت موفق شده است در برخی موارد، این خواسته را عملیاتی کند.

وی خاطرنشان کرد: شرکت «Xcel Energy» از اتصال‌های شبکه برق متصل به نیروگاه‌های قدیمی زغال‌سنگ خود برای راه‌اندازی نیروگاه‌های مبتنی بر انرژی‌های تجدیدپذیر که بهره‌وری بالاتری داشته و کربن تولیدی نیز ندارند، استفاده کرده است.

جایگزینی نیروگاه‌های قدیمی زغال‌سنگ آمریکا با نیروگاه‌های تجدیدپذیر و هسته‌ای

اگرچه اکثر پروژه‌های جدید تولید برق در آمریکا هم‌اکنون بر انرژی‌های خورشیدی، بادی و سیستم‌های ذخیره‌ انرژی باتری تمرکز دارند اما محدودیت‌های پرداخت اعتبارات مالیاتی انرژی‌های تجدیدپذیر ارائه شده از سوی دولت بایدن که با پایان مهلت اعطای آن‌ها پس از سال ۲۰۲۷ اجرایی خواهد شد، باعث شده است جایگزینی نیروگاه‌های زغال‌سنگ با نیروگاه‌های مبتنی بر سوخت گاز طبیعی برای تامین برق مورد نیاز مراکز داده هوش مصنوعی، به ویژه در مناطق غنی از ذخایر گاز مانند پنسیلوانیا، تگزاس و کلرادو به خود سرعت بگیرد.

مدیرعامل شرکت «Xcel Energy» مطرح کرد: صنعت انرژی در وضعیت رقابت برای تامین نیازهای حیاتی برق آمریکا قرار دارد و این موقعیت برای فعالان این صنعت فرصتی هیجان‌انگیز بوده اما تحقق آن مستلزم مشارکت همه‌جانبه میان شرکت‌ها، دولت و دیگر ذی‌نفعان خواهد بود.

فرندل در ادامه عنوان کرد: با پایان مهلت پرداخت اعتبارهای مالیاتی انرژی‌های تجدیدپذیر، آمریکا نیازمند توسعه و تجاری‌سازی منابع انرژی دیگر خواهد بود و در این میان به نظر می‌رسد گاز طبیعی به‌ عنوان یک سوخت حیاتی نقش مهمی ایفا می‌کند.

وی همچنین اضافه کرد: انتظار می‌رود تا سال ۲۰۳۰، نیروگاه‌های هسته‌ای و زمین‌گرمایی جدید وارد مدار تولید در آمریکا شوند اما توسعه این منابع، نیازمند گذر زمان و عبور از موانع صدور مجوز برای راه‌اندازی است که نشان می‌دهد تحقق اهداف بخش انرژی آمریکا، نیازمند تنوع‌بخشی به منابع تامین انرژی، برنامه‌ریزی دقیق و همکاری گسترده میان بخش‌های مختلف خواهد بود.

تغییر کاربری نیروگاه‌های زغال‌سنگ آمریکا با هدف استفاده از انرژی‌های پاک و پایدار

شرکت «Xcel Energy» اخیرا اعلام کرده است که قصد دارد نیروگاه زغال‌سنگ قدیمی خود واقع در شهر شربورن ایالت مینه‌سوتا آمریکا را از مدار تولید خارج کند. گفتنی است اولین نیروگاه زغال‌سنگ این شرکت در سال ۲۰۲۴ از مدار تولید خارج شد و اکنون برنامه‌ریزی شده است که تا سال ۲۰۳۰ به‌ طور کامل این نیروگاه برچیده شود.

در راستای جایگزینی این نیروگاه، شرکت «Xcel Energy» در حال توسعه مجموعه‌ای از نیروگاه‌های خورشیدی، بادی و سیستم‌های ذخیره‌ انرژی باتری است که شامل بزرگ‌ترین سیستم ذخیره‌ انرژی باتری آمریکا می‌شود و قرار است استقرار آن به شرکت «Form Energy» واگذار شود. هدف از راه‌اندازی این پروژه، تامین برق یک مرکز داده هوش مصنوعی در شربورن اعلام شده است.

به گفته مدیرعامل شرکت «Xcel Energy»، شرکت مذکور در این پروژه با شرکت «Meta» همکاری خواهد کرد و اخیرا شرکت آمازون نیز زمین‌های مجاور این نیروگاه را برای راه‌اندازی پروژه تجدیدپذیر مشابهی خریداری کرده است. با این حال، مشخص نیست که چرا برنامه‌ریزی‌ها برای ساخت آن فعلا متوقف شده است!

در منطقه پنهندل ایالت تگزاس، شرکت «Xcel Energy» نیروگاه زغال‌سنگ «Harrington» خود را به یک نیروگاه گازی تبدیل کرده و نیروگاه زغال‌سنگ این شرکت نزدیک به نیروگاه برق «Tolk Station»، به یک نیروگاه گاز طبیعی تغییر کاربری داده است. همچنین، شرکت «Xcel Energy» قصد دارد نیروگاه بادی و خورشیدی جدیدی با مجموع ظرفیت دو گیگاوات انرژی در این منطقه ایجاد کند تا نیازهای انرژی صنایع نفت و گاز مستقر در این منطقه تامین شود.

علاوه‌براین، شرکت مذکور در ایالت کلرادو روند تبدیل نیروگاه زغال‌سنگ «Pawnee» خود را به نیروگاه گازی آغاز کرده است. از سوی دیگر، قرار است شرکت نامبرده فعالیت نیروگاه زغال‌سنگ «Hayden» خود در ایالت تگزاس را متوقف کند. در این سایت، بهره‌برداری از انرژی زمین‌گرمایی نیز در دستور کار قرار دارد و شرکت «Xcel Energy» با شرکت «QTS» به عنوان توسعه‌دهنده مراکز داده قرارداد همکاری امضا کرده است.

در آمریکا روند جایگزینی نیروگاه‌های مبتنی بر سوخت زغال‌سنگ با منابع انرژی پاک‌تر و پایدار در حال گسترش است و شامل چند رویکرد متفاوت می‌شود. در برخی پروژه‌ها مانند نیروگاه «Intermountain» در ایالت یوتا، زغال‌سنگ با سوخت گاز طبیعی و ترکیبی از هیدروژن سبز جایگزین می‌شود تا سوخت پاک‌تری تولید شود. همچنین، قرار است از سیستم‌های ذخیره‌ انرژی باتری به‌ عنوان منبع تامین انرژی پشتیبان نیروگاه‌های مبتنی بر گاز طبیعی مانند نیروگاه «AES Petersburg» واقع در ایالت ایندیانا که یک نیروگاه با ترکیبی از سوخت گاز طبیعی و سیستم ذخیره انرژی باتری است، استفاده شود.

علاوه‌براین‌ها، در برخی مناطق دیگر آمریکا، برنامه‌هایی برای جایگزینی نیروگاه‌های قدیمی زغال‌سنگ با نسل جدید نیروگاه‌های مبتنی بر انرژی هسته‌ای در حال اجراست. از جمله مهم‌ترین این پروژه‌ها می‌توان به پروژه شرکت «TerraPower» متعلق به بیل گیتس که با همکاری شرکت «Sabey Data Centers» و استفاده از اتصال‌های شبکه نیروگاه‌های زغال‌سنگ و گازی «Naughton» تا سال ۲۰۳۰ راه‌اندازی خواهد شد، اشاره کرد. انتظار می‌رود این نیروگاه از سال ۲۰۲۶ به تدریج جایگزین نیروگاه‌های قدیمی زغال‌سنگ شود.

با وجود روند سریع برچیده شدن نیروگاه‌های قدیمی زغال‌سنگ آمریکا طی سال‌های اخیر، برخی از این نیروگاه‌ها به دلیل افزایش فشار بر شبکه برق داخلی و سیاست‌گذاری‌های حمایتی دولت بایدن، دوباره زمان‌بندی تعطیلی خود را به تعویق انداخته‌اند. به‌ عنوان مثال، آخرین نیروگاه زغال‌سنگ ایالت مریلند با نام «Brandon Shores» که قرار بود در پایان سال ۲۰۲۵ از مدار تولید خارج شود، فعالیت خود را همچنان تا سال ۲۰۲۹ به منظور تامین برق مراکز داده رشد هوش مصنوعی ادامه خواهد داد. همچنین، زمان تعطیلی نیروگاه زغال‌سنگ «J.H. Campbell» در ایالت میشیگان از ماه می تا آخر ماه نوامبر ۲۰۲۵ تمدید شده است و احتمال تمدید مجدد این زمان وجود دارد.

برخی از تحلیلگران صدور دستورات دولت ترامپ برای حفظ صنعت زغال‌سنگ پاک را اقدامی موقتی و نمایشی خوانده و اعلام کردند که در نهایت این نیروگاه‌های زغال‌سنگ فرسوده از مدار تولید خارج خواهند شد.

گفتنی است اصطلاح زغال‌سنگ پاک که حدود ۱۵ سال پیش برای تبلیغ و مدرن‌سازی نیروگاه‌های برق مورد استفاده قرار می‌گرفت، با توسعه استقرار انرژی‌های تجدیدپذیر و راه‌اندازی نیروگاه‌های مبتنی بر سوخت گاز طبیعی ارزان و پاک، عملا در حال حاضر به یکی از سیاست‌گذاری‌های دولت ترامپ تبدیل شده است.

از سوی دیگر، انجمن لابی‌گری صنعت زغال‌سنگ که در سال ۲۰۰۸ با نام «American Coalition for Clean Coal Electricity» فعالیت می‌کرد، در سال ۲۰۱۹ نام خود را به انجمن «America’s Power» تغییر داد و از آن زمان بسیاری از شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات، به ویژه در بخش راه‌آهن از عضویت در این انجمن خارج شده‌اند و اکنون عضویت این انجمن تنها محدود به شرکت‌های فعال در حوزه زغال‌سنگ آمریکا است.

نیروگاه‌های گاز طبیعی محتمل‌ترین گزینه برای جایگزینی با نیروگاه‌های فرسوده زغال‌سنگ آمریکا

یکی از توسعه‌‌دهندگان پروژه مراکز داده در ایالت پنسیلوانیا در ماه جولای ۲۰۲۵، بیان کرد: نیروگاه فرسوده زغال‌سنگ «Bruce Mansfield» که از سال ۲۰۱۹ از مدار تولید خارج شده بود، به یک نیروگاه گازی با نام «Shippingport Power Station» برای تامین برق یک مرکز داده هوش مصنوعی جدید تغییر کاربری خواهد خواهد داد و شرکت‌های بزرگ فعال در حوزه انرژی آمریکا، نقش کلیدی در این تغییر کاربری ایفا خواهند کرد.

در همین راستا، شرکت «EQT» به‌ عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده گاز طبیعی در منطقه آپالاچیا آمریکا اعلام کرده است که روزانه ۱٫۵ میلیارد فوت مکعب گاز طبیعی را برای پروژه‌های «Shippingport» و «Homer City» تامین خواهد کرد.

توبی رایس، مدیرعامل شرکت «EQT» در این راستا اظهار داشت: این میزان گاز برای تامین برق دو برابر جمعیت شهر نیویورک نیز کافی خواهد بود که نشان‌دهنده اهمیت بسیار بالای این پروژه‌هاست.

وی همچنین اضافه کرد: پروژه‌های «Shippingport» و «Homer City»، تنها نخستین مرحله از یک اقدام چندگانه برای راه‌اندازی چندین پروژه مشابه دیگر بوده که اتصال این پروژه‌ها به شبکه برق نیروگاه‌های فرسوده و بازطراحی شده زغال‌سنگ را به گزینه‌ای مناسب و سریع برای تامین انرژی پروژه‌های مراکز داده هوش مصنوعی تبدیل کرده است.

علاوه‌براین، شرکت «EQT» با بهره‌گیری از بزرگ‌ترین میدان گاز طبیعی آمریکا یعنی پروژه Marcellus Shale» قصد دارد مدیریت تامین انرژی برای مراکز داده هوش مصنوعی در ایالت‌های پنسیلوانیا و منطقه آپالاچیا آمریکا را بر عهده بگیرد. این شرکت از طریق کسب‌وکار دیگر خود در ساخت و راه‌اندازی خطوط انتقال قادر است در صورت نیاز، اتصال مستقیم برق از نیروگاه‌های بازسازی شده خود به مراکز داده را فراهم کند.

مدیرعامل شرکت «EQT» در ادامه بر تلاش این شرکت در راستای بهره‌گیری از انرژی‌های پاک‌تر مانند گاز طبیعی با استفاده از فناوری‌های نوین و استفاده از سیستم‌های جذب و ذخیره‌سازی کربن در این نیروگاه‌های بازطراحی شده زغال‌سنگ تاکید کرد و یادآور شد: روند کربن‌زدایی نیروگاه‌های گاز طبیعی در آمریکا که جایگزین نیروگاهی فرسوده می‌شوند، همچنان ادامه دارد.

این در حالی است که شرکت‌های مختلف فعال در حوزه گاز طبیعی، خود به تنهایی نقش‌های متفاوتی در تامین انرژی برای مراکز داده هوش مصنوعی ایفا می‌کنند.

به گفته هاتسون، مدیریت منابع گاز طبیعی در آمریکا شامل دو رویکرد مکمل است: برخی شرکت‌ها مانند شرکت «EQT» بر روی حفاری چاه‌های جدید برای تامین نیازهای انرژی، به‌ ویژه مراکز داده تمرکز دارند؛ در حالی که شرکت‌هایی مانند «Diversified Energy»، تمرکز خود را بر روی حفر چاه‌های قدیمی گاز معطوف ساخته که این اقدام البته اغلب توسط شرکت‌های بزرگ فعال در حوزه انرژی نادیده گرفته می‌شود.

وی در ادامه خاطرنشان کرد: هدف اصلی این شرکت‌ها این است که گاز متان تولیدی از طریق حفر چاه‌های قدیمی در بازار عرضه شده تا از منابع گاز طبیعی موجود در آمریکا به‌ صورت موثرتری استفاده شود.

هاتسون یادآور شد: تقاضای مراکز داده در حوضه آپالاچیا برای گاز طبیعی بسیار بالاست و از این رو عرضه گاز متان در بازار اهمیتی دوچندان پیدا خواهد کرد.

در مجموع تامین انرژی و مدیریت منابع گاز طبیعی در آمریکا، اهمیتی فراتر از یک منطقه خاص دارد و نقشی کلیدی در تامین برق مراکز داده رشد هوش مصنوعی ایفا می‌کند. به بیان ساده‌تر، بهره‌برداری موثر از منابع موجود گاز طبیعی و توسعه چاه‌های جدید فراتر از منطقه آپالاچیا در آمریکا اهمیت خواهد داشت. علاوه‌براین، سرعت تغییر کاربری نیروگاه‌های زغال‌سنگ قدیمی به منابع انرژی، تاثیر مستقیمی بر رقابت میان توسعه‌‌دهندگان فعال در حوزه هوش مصنوعی که نیازمند تامین انرژی هستند، خواهد گذاشت.

به گفته کرل، بازطراحی نیروگاه‌های فرسوده زغال‌سنگ تنها از منظر رشد مالی حائز اهمیت نیست بلکه شامل جنبه‌های سیاسی و لجستیکی نیز می‌شود تا از این طریق امکان تولید و تامین برق پایدار، کم‌کربن و ۲۴ ساعته فراهم شود.

در انتها می‌توان مدعی شد که آینده تامین انرژی پایدار و کم‌کربن برای برآورده ساختن نیاز به برق از سوی شرکت‌های فعال در حوزه فناوری‌های نوین، نیازمند برنامه‌ریزی دقیق و مدیریت هوشمند منابع تامین انرژی در آمریکا، به ویژه نیروگاه‌های قدیمی زغال‌سنگ خواهد بود./فلزات انلاین