تأثیر ریزشبکه‌ها بر بهبود تاب‌آوری شهری

شبکه‌های تولید و توزیع انرژی محلی رو به گسترش هستند و گروهی از ساکنان یا شوراهای شهر با هدف ایجاد جامعه‌ای پایدارتر، در تولید و برنامه‌ریزی برای توزیع و مصرف انرژی در آن‌ها مشارکت دارند. یکی از انواع شبکه‌های تولید و توزیع محلی، ریزشبکه‌ها به‌شمار می‌روند که با عنوان جزیره انرژی نیز شناخته می‌شود. ریزشبکه به گروهی از عناصر تولید و توزیع انرژی پراکنده اما به‌هم پیوسته گفته می‌شود که می‌توانند به شبکه اصلی متصل باشند یا به‌صورت مستقل عمل کنند. هدف این مجموعه ایجاد راهی برای تولید انرژی در یک منطقه کوچک برای همان منطقه است که با وجود متصل بودن به شبکه انرژی سراسری، در صورت لزوم می‌تواند به‌صورت خودگردان و مستقل فعالیت کند.ادغام شدن ریزشبکه‌ها در شبکه‌های بزرگ‌تر با متعادل کردن بار انرژی مطابق با تقاضا، به تعادل سیستم‌های منطقه‌ای و سراسری کمک می‌کند و فعالیت مستقل آن‌ها (به‌صورت جزیره‌ای)، بدون توجه به زیرساخت‌های برق منطقه‌ای، تنها جامعه هدف را تأمین می‌کند. قابلیت دوساختاری این سیستم‌ها، تمام الکتریکی و دارای قابلیت مدیریت انرژی بودن، ریزشبکه‌ها را به آینده ایده‌آل شبکه انرژی تبدیل کرده است، به این ترتیب در صورت از کار افتادن شبکه‌های منطقه‌ای یا سراسری، ساکنان همچنان می‌توانند از برق استفاده کنند. از سوی دیگر در شرایط عادی متصل به شبکه، ساکنان می‌توانند انرژی تولیدی خود را صادر کنند یا با محله‌های همسایه به اشتراک بگذارند.

  نقش ریزشبکه‌ها در کربن‌زدایی

یک شبکه انرژی محلی می‌تواند شامل سیستم گرمایش متمرکز با استفاده از گاز طبیعی و پنل‌های خورشیدی باشد، این امر باعث می‌شود که بسیاری از ساکنان، سیستم‌های گرمایشی که با گاز یا سوخت کار می‌کنند را کنار بگذارند و به این ترتیب تأثیر چشمگیری در کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای از جمله کربن داشته باشند. اگر در یک جامعه پشت‌بام خانه‌ها به‌منظور نصب تعداد قابل‌توجهی از پنل‌های خورشیدی با یکدیگر ادغام یا پشت‌بام یک مدرسه برای این منظور در اختیار ریزشبکه قرار داده شود، برای ساکنان مقرون‌به‌صرفه تر خواهد بود که اجاق گاز خود را به یک اجاق القایی تغییر دهند و دیگ‌های بخار گازی در محیط‌های کار و زندگی آن‌ها با سیستم‌های هوا-گرمایی جایگزین شود.

علاوه بر این، به‌رغم گران‌تر، کندتر و پیچیده‌تر بودن خودروهای برقی، خانواده‌هایی که در ریزشبکه‌ها سهیم هستند، خرید خودروی الکتریکی و حتی یک خودروی الکتریکی اشتراکی را ترجیح می‌دهند و از این طریق نیز به کربن‌زدایی شهر کمک می‌کنند.

  ریزشبکه، یک راهبرد تاب‌آوری

بسیاری از کشورهای توسعه‌یافته سیستم‌های انرژی ترکیبی مختلفی دارند و دارای زیرساخت‌های حمل‌ونقل برای انتقال گاز طبیعی به بنادر، کارخانه‌ها، واحدهای حرارت مرکزی یا خانه‌ها هستند، با این حال در دنیای امروز شبکه‌های گاز و سوخت در حال منسوخ شدن است تا راه برای شبکه برق باز شود و به این ترتیب میزان آسیب‌پذیری جامعه کاهش پیدا کند. ساختمانی که به سیستم هیبریدی گاز و برق متصل باشد، حتی در صورت قطع یکی از منابع، با استفاده از منبع دیگر می‌تواند انرژی لازم را برای گرمایش یا سایر اهداف خود را تأمین کند. از سوی دیگر سیستم‌های هوشمند انرژی الکتریکی می‌توانند در صورت قطعی انرژی از خانه‌ها محافظت کند.

  مدیریت انرژی به کمک ریزشبکه‌ها

شرکت‌های انرژی از قدرتمندترین شرکت‌های جهان هستند که برای بیش از یک قرن با فعالیت بدون توجه به مسائل زیست‌محیطی موجب وخامت بحران زیست‌محیطی فعلی و آینده شده‌اند. بعضی فعالیت‌های ناآگاهانه این شرکت‌ها عامل بروز انواع مشکلات اجتماعی و اقتصادی نیز می‌شود. ریزشبکه‌های محله‌ای و شهری با نفوذ در شرکت‌های انرژی به شکل مصرف‌کنندگانی که از نیاز به تغییر مدل و ساختار آگاه هستند، استقلال بیشتری برای خود فراهم می‌کند که به آن‌ها اجازه می‌دهد تا به تولیدکنندگان انرژی تبدیل شوند. ریزشبکه‌ها با سیستم مدیریت انرژی جزیره‌ای خود، از ارزش‌های دموکراتیک و مشارکت شهروندان محافظت و از وابستگی خانواده‌ها به شرکت‌های انرژی کم می‌کنند.

ریزشبکه‌های الکتریکی یک نوآوری تکنولوژیکی و مهم‌تر از آن اجتماعی هستند، اما راه‌حلی جهانی برای سیستم‌های انرژی یا توان الکتریکی محسوب نمی‌شوند. در واقع یکی از مزایای سیستم‌های موجود، انتقال مقدار زیادی انرژی از طریق یک شبکه قوی، کاربردی و بهینه به‌شمار می‌رود. انتقال انرژی تلفاتی نیز به دنبال دارد، اما توجه به این نکته ضروری است که مدیریت چند هزار ریزشبکه به جای یک شبکه، برای کارکنان کار آسانی نیست.

  چالش‌های مقابل ریزشبکه‌ها

گسترش ریزشبکه‌ها که مدیریت انرژی را در سطح شهرها کوچک و تولید نزدیک به مصرف‌کننده را تقویت می‌کند، در راه خود با مشکلاتی نیز روبه‌رو است. نحوه مدیریت و توافق، هزینه‌های استقرار تجهیزات و مشکلات مربوط به فناوری بعضی از چالش‌هایی هستند که باید مورد توجه قرار گیرند.

صحبت درباره ریزشبکه‌ها همیشه از منظر فناوری مطرح است و اغلب اصطلاح «ریزشبکه‌های هوشمند» شنیده می‌شود که شامل مدیریت نیمه‌خودکار از طریق سیستم‌های نوآورانه مانند هوش مصنوعی می‌شود، اما اگر مدیریت آن‌ها به‌صورت انسانی انجام گیرد، جلب موافقت همسایگان و جوامع با یکدیگر، بزرگ‌ترین چالش این نوع شبکه‌های توزیع کوچک‌مقیاس است. مدیریت این ویژگی‌های خاص که در آن هر ریزشبکه به‌طور کامل با همه ریزشبکه‌های دیگر متفاوت است، نه‌تنها به فناوری جدید نیاز دارد، بلکه نیازمند روش‌های خودسازمان‌دهی جامعه و مشارکت شهروندان، مدل‌های قرارداد یا مجوزهایی است که نحوه به اشتراک گذاشتن انرژی بین مراکز مختلف را ساماندهی می‌کنند.