سوق الكتلة الحيوية لتوليد الكهرباء

نظرة عامة على السوق

وفقًا لشركة Reed Intelligence، من المتوقع أن ينمو حجم سوق الكتلة الحيوية لتوليد الكهرباء بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 5.2% تقريبًا خلال الفترة المتوقعة.

إن عملية تسخير الطاقة من المواد العضوية، مثل الخشب والنفايات الزراعية والنفايات العضوية والمحاصيل الطاقية المحددة، يشار إليها عادة باسم الكتلة الحيوية لتوليد الكهرباء. الكتلة الحيوية، كمصدر للطاقة المتجددة، تظهر إمكانية الاستخدام المتكرر. يمكن تحقيق استخدام الكتلة الحيوية كمصدر للطاقة من خلال مجموعة متنوعة من طرق التحويل. يتم تسهيل اكتساب الكتلة الحيوية من قبل النباتات من خلال عملية التمثيل الضوئي، حيث يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، بواسطة الشمس. يمكن أن يعزى التوسع السريع في سوق الكتلة الحيوية لتوليد الكهرباء إلى الطلب المتزايد على مصادر الطاقة الصديقة للبيئة والنظيفة بين عدد متزايد من الأفراد. علاوة على ذلك، من المتوقع أن يشهد سوق الكتلة الحيوية لتوليد الكهرباء نموًا كبيرًا في السنوات القادمة، مدفوعًا في المقام الأول بالتقدم في التكنولوجيا.

ديناميكيات السوق

محركات السوق

• السياسات والمبادرات الحكومية

من الممارسات الشائعة أن تقوم الحكومات بتخصيص الموارد المالية في شكل منح وإعانات وإعفاءات ضريبية وائتمانات ضريبية بهدف تعزيز التوسع في طاقة الكتلة الحيوية وتطويرها. وتساهم المزايا المذكورة أعلاه في تبسيط الربحية لمحطات الكتلة الحيوية، وبالتالي تعزيز جاذبيتها للمستثمرين المحتملين. وقد نفذت العديد من الدول أهدافًا استراتيجية وسنت تشريعات تهدف إلى التخفيف من انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري وتعزيز تنويع الطاقة من خلال الاستفادة من المصادر المتجددة. وتقدم الكتلة الحيوية نفسها كحل قابل للتطبيق لتحقيق هذه الأهداف نظرًا لخصائصها المتأصلة باعتبارها مصدرًا للطاقة المتجددة يمكن تسخيره مرارًا وتكرارًا.

• المشاكل المتعلقة بالبيئة

لقد أدى الوعي المتزايد بالمخاوف البيئية والحاجة الملحة إلى الحد من انبعاثات الكربون إلى ارتفاع مستوى الاهتمام بين الأفراد بتبني بدائل الطاقة المستدامة، مثل الكتلة الحيوية. وتعتبر كهرباء الكتلة الحيوية أكثر ملاءمة للبيئة مقارنة بالوقود الأحفوري بسبب انخفاض انبعاثاتها من الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي. وقد اكتسب استخدام الكتلة الحيوية كمصدر للطاقة المتجددة اهتمامًا كبيرًا بسبب قدرتها على تحويل العديد من المواد العضوية، مثل نفايات المزارع، وبقايا الخشب، وغيرها من المواد العضوية المهملة، إلى كهرباء. تتضمن هذه العملية تسخير الطاقة المخزنة داخل مواد التغذية للكتلة الحيوية هذه وتحويلها إلى شكل قابل للاستخدام من الطاقة. من خلال استخدام تقنيات تحويل الكتلة الحيوية، يمكننا التخفيف بشكل فعال من مشاكل التخلص من النفايات مع توليد الكهرباء في نفس الوقت بطريقة مستدامة بيئيًا. تعمل المبادرة المذكورة أعلاه على تعزيز تبني ممارسات الحد من النفايات وتحسين استخدام الموارد، وبالتالي تعزيز الكفاءة الإجمالية.

قيود السوق

• القواعد والتحديات التنظيمية

تتطلب محطات توليد الطاقة من الكتلة الحيوية الالتزام الصارم بالعديد من اللوائح المعقدة والحصول على تصاريح مختلفة تتعلق بالانبعاثات واستخدام الأراضي وتقييمات الأثر البيئي من أجل تيسير بنائها. وقد يؤدي تنفيذ هذه الإجراءات إلى زيادة الوقت والموارد المالية المخصصة للعملية الإجمالية. وتشكل المتطلبات المكانية لزراعة الكتلة الحيوية تحديات محتملة لأنها قد تعيق استخدامات الأراضي الأخرى، وخاصة إنتاج الغذاء والحفاظ على الأراضي. ويمثل توسع الكتلة الحيوية تحديًا معقدًا من حيث تحقيق التوازن الفعال بين استخدام الأراضي والاحتياجات المتنافسة المختلفة. وعادة ما يتم نقل المواد الخام للكتلة الحيوية لمسافات طويلة إلى محطات الطاقة، وغالبًا ما تكون قادمة من مواقع بعيدة جغرافيًا. ومن المحتمل أن يؤدي استخدام هذا النمط المحدد من النقل إلى زيادة النفقات، وتصاعد استهلاك الطاقة، وإجراءات التشغيل المعقدة.

فرص السوق

• التقدم التكنولوجي والتكامل مع الصناعات المختلفة

وقد أظهرت التطورات الأخيرة في تكنولوجيا تحويل الكتلة الحيوية نتائج واعدة من حيث خفض التكاليف وتعزيز الكفاءة في إنتاج طاقة الكتلة الحيوية . وتشمل هذه التطورات مجالات مختلفة مثل أنظمة الاحتراق المحسنة، وتقنيات التغويز، والقدرة على إشعال الكتلة الحيوية معًا. وتتمتع محطات الكتلة الحيوية بالقدرة على تحفيز الاقتصادات الريفية من خلال خلق فرص العمل في قطاعات مختلفة مثل التشغيل والصيانة والصناعات المرتبطة بها. بالإضافة إلى ذلك، تساهم هذه المحطات في نمو الاقتصادات المحلية من خلال توفير المواد الخام، مما يعزز تأثيرها الإيجابي على المجتمعات الريفية. وعادة ما يتم دمج مرافق الكتلة الحيوية في البنية التحتية للطاقة الموجودة مسبقًا، بما في ذلك شبكات الكهرباء والمواقع الصناعية. ويُلاحظ انخفاض الحاجة إلى تطوير البنية التحتية المكثفة نتيجة لهذه الظاهرة. ويمثل استخدام طاقة الكتلة الحيوية جنبًا إلى جنب مع ممارسات الزراعة المستدامة فرصة واعدة للمزارعين لتعزيز دخلهم والتخفيف من النفايات في نفس الوقت.

نطاق السوق

التحليل القطاعي

تقسيم حسب النوع

• الغلايات

الغلايات هي أجهزة تستخدم وقود النباتات لتسخين السوائل مثل الماء. من خلال حرق الوقود، يتم إنتاج بخار عالي الحرارة في الغلاية. ثم يتم دفع محرك بخاري بواسطة البخار، والذي يدير عمودًا ويولد الطاقة. الغلاية هي مكون أساسي يجعل من الممكن حرق الخشب وتحويل الحرارة بكفاءة إلى بخار.

• الشعلات

تتولى مواقد الغلاية مسؤولية إشعال الوقود الخشبي وضمان احتراقه بشكل سليم. وهي تدير عملية احتراق الوقود لتحقيق أقصى قدر من كفاءة الوقود والحد من التلوث الناتج. وتعتمد سهولة تحويل الكتلة الحيوية إلى طاقة حرارية إلى حد كبير على المواقد.

• توربينات

يتم تحويل الطاقة الحركية للبخار إلى طاقة ميكانيكية بواسطة التوربينات، وهي عبارة عن آلات. في عملية إنتاج الكهرباء باستخدام الكتلة الحيوية، يتم حرق الخشب في غلاية لتوليد البخار، والذي يمر بعد ذلك عبر توربين ويدير شفراته. يتم تحويل هذه الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية عبر مولد.

• المولدات

تحول الأجهزة الكهربائية التي تسمى المولدات الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. ويرتبط المولد والتوربين في نظام يولد الكهرباء من الكتلة الحيوية. ويدور كل من دوار المولد وشفرات التوربين بسبب قوة البخار. وينتج عن ذلك مجال مغناطيسي ينتج عنه تيار كهربائي.

تقسيم حسب التطبيق

• سكني

تستخدم المنازل مواقد وسخانات تعمل بالكتلة الحيوية لتدفئة الداخل وإنتاج الماء الساخن. وتولد أنظمة الطاقة الحرارية والحرارية الصغيرة الحرارة والطاقة، مما يوفر المال لأصحاب المنازل. ويمكن تدفئة العديد من المنازل وتشغيلها بواسطة أنظمة الطاقة الحيوية المشتركة في بعض المجتمعات السكنية. وهذا يعزز الاستدامة والاستفادة من مصادر الطاقة المحلية.

• صناعي

تُستخدم أنظمة توليد الطاقة المشتركة في المؤسسات الكبيرة لإنتاج البخار والطاقة عن طريق حرق الخشب. وهذا يقلل من التلوث ويزيد من كفاءة الطاقة. وتستخدم الشركات أنظمة التدفئة المركزية التي تعمل بالكتلة الحيوية لتوفير الحرارة للمساكن والشركات المجاورة. ونتيجة لهذا، تنخفض كمية الطاقة المستخدمة. وتولد بعض الشركات، مثل مصانع اللب والورق، الطاقة من السلع المهملة أو الكتلة الحيوية. وهذا يحسن من استدامة أعمالها.

• تجاري

على سبيل المثال، تستخدم الفنادق غلايات توليد الطاقة الحرارية المشتركة والكتلة الحيوية لتدفئة وإضاءة مبانيها وتحقيق أهدافها البيئية. وتوفر أنظمة الكتلة الحيوية الطاقة اللازمة لإنتاج الطاقة وتدفئة المساحات في مراكز التسوق وغيرها من المؤسسات التجارية. ونتيجة لهذا، أصبحت هذه المؤسسات أقل اعتمادًا على مصادر الطاقة التقليدية. وتستخدم الجامعات والمؤسسات التعليمية أنظمة الكتلة الحيوية لتوفير الطاقة، وتثقيف الطلاب حول تكنولوجيا الطاقة الخضراء، وإظهار كيفية استخدامها.

التحليل الإقليمي

أمريكا الشمالية (الولايات المتحدة الأمريكية وكندا)

لقد حقق سوق الكتلة الحيوية لتوليد الكهرباء في أمريكا الشمالية مستوى كبيرًا من التأسيس. يمكن أن تُعزى الظاهرة الملحوظة إلى التركيز السائد على استخدام موارد الطاقة المستدامة والتخفيف من انبعاثات الكربون. في كل من الولايات المتحدة وكندا، تم سن تدابير تشريعية لتسهيل استخدام الخشب كمصدر قابل للتطبيق لتوليد الطاقة. الكتلة الحيوية، التي تشمل مواد عضوية مختلفة مثل نفايات الخشب ونفايات المزارع ومحاصيل الطاقة، معروفة بإمكانية الوصول إليها على نطاق واسع. يتم تسهيل انتشار المشاريع التي تستخدم طاقة الكتلة الحيوية من خلال مجموعة من العوامل، بما في ذلك الحوافز والإعفاءات الضريبية والأطر التشريعية التي تحكم الترويج لمصادر الطاقة المتجددة. لوحظ أن انتشار محطات الطاقة بالكتلة الحيوية كان في مسار تصاعدي في السنوات الأخيرة. لوحظ أن تنفيذ مصادر الطاقة المتنوعة له تأثير إيجابي على قطاع الطاقة من خلال توسيع نطاق الخيارات المتاحة. وقد ثبت أن هذا التنويع مفيد للشركات، لأنه يمكّنها من الوصول إلى مجموعة أوسع من مصادر الطاقة لتلبية احتياجاتها من الكهرباء.

أوروبا (ألمانيا، المملكة المتحدة، فرنسا، روسيا، إيطاليا، بقية أوروبا)

أوروبا هي المنتج العالمي الرائد للطاقة المتجددة، حيث تمثل غالبية كبيرة من إجمالي الناتج العالمي في هذا القطاع. تشتهر ألمانيا والمملكة المتحدة وفرنسا بصناعات الوقود الحيوي القوية. شهد استخدام الكتلة الحيوية زيادة ملحوظة في السنوات الأخيرة، مدفوعة في المقام الأول بتنفيذ التعريفات التغذوية، وأهداف الطاقة الخضراء، وأهداف الحد من الكربون. لعبت آليات السياسة هذه دورًا محوريًا في تحفيز وتعزيز اعتماد الكتلة الحيوية كمصدر طاقة قابل للتطبيق. في أوروبا، تجدر الإشارة إلى أن العديد من مرافق الطاقة التي تعمل بالفحم تبنت ممارسة حرق الخشب جنبًا إلى جنب مع الفحم كوسيلة للتخفيف من الانبعاثات. تعمل الكتلة الحيوية كمواد خام حاسمة لتقنيات تحويل النفايات إلى طاقة، مما يسهل تحويل النفايات العضوية إلى مورد طاقة قيم. شهدت المنطقة الأوروبية تقدمًا كبيرًا في التكنولوجيا المتعلقة بسوق الكتلة الحيوية لتوليد الكهرباء

آسيا والمحيط الهادئ (الصين واليابان وكوريا الجنوبية والهند وجنوب شرق آسيا وبقية آسيا والمحيط الهادئ)

شهدت منطقة آسيا والمحيط الهادئ نموًا كبيرًا في سوق الكتلة الحيوية لتوليد الكهرباء. ينبع التركيز الاستراتيجي للصين على زيادة استخدام مصادر الطاقة المتجددة من إدراكها للإمكانات الكبيرة التي توفرها الكتلة الحيوية. تعتبر الكتلة الحيوية مصدرًا للطاقة المستدامة يحظى بتقدير كبير في الدول المذكورة أعلاه. إن استخدام الكتلة الحيوية كمصدر محتمل للطاقة النظيفة قيد التحقيق حاليًا في الاقتصادات التي تشهد توسعًا مستمرًا. قد تشكل مناطق جغرافية معينة تحديات من حيث الاستدامة وتوافر المواد الخام.

اللاعبون الرئيسيون

1. جنرال الكتريك
2. سيمنز للطاقة
3. جيه اف اي للهندسة
4. شركة سوميتومو للصناعات الثقيلة
5. محاسب.ر.
6. بوليتكنيك
7. مرجل هانغتشو
8. الابتكارات في مجال الطاقة
9. مجموعة كولباخ
10. أندريتز
11. مرجل تشنغتشو
12. لحام غلاية هيرست
13. شركة بابكوك ويلكوكس
14. شركة تشاينا ويسترن باور الصناعية
15. تاكوما
16. شينكو

التطورات الأخيرة

05 يوليو 2023 - في تايوان، أطلقت شركة جنرال إلكتريك فيرنوفا خيارات نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS). ومع تنشيط صناعة تخزين الطاقة، سيحصل سكان تايوان البالغ عددهم 23 مليون نسمة على المزيد من الطاقة المتجددة بفضل المساعدة من GE Vernova وFortune Electric.