استهلكت المحركات الكهربائية 13,462 تيراواط ساعة في عام 2023 — أي 53% من إجمالي الكهرباء المولدة عالميًا — وعمل معظمها بسرعة ثابتة بغض النظر عما تتطلبه المهمة فعليًا، وفقًا لأرقام صدرت هذا الأسبوع. يقول الباحثون إن منح تلك المحركات تحكمًا في السرعة بناءً على الطلب يمكن أن يقلل استهلاكها للطاقة بنسبة تصل إلى 25%.
التركيز في الصناعة والزراعة أكثر حدة: فالمحركات تمثل 72% من استهلاك الكهرباء في المصانع و87% في المزارع. تشغّل تلك القطاعات مضخات وسيور نقل ومراوح وضواغط غالبًا ما تستمر في الدوران بأقصى سرعة حتى عندما يكون الصمام نصف مغلق أو خط الإنتاج في وضع الخمول.
من أين يأتي الهدر
المشكلة ليست في المحرك نفسه بقدر ما هي في ما يتحكم فيه. المحرك ثابت السرعة إما يعمل أو يتوقف. عندما لا يحتاج العمل إلى كامل الإنتاج، يجب أن تذهب الطاقة الزائدة إلى مكان ما — غالبًا إلى صمام خنق أو مخمد يعيق التدفق بينما يستمر المحرك في سحب حمولته الكاملة. تسمح محركات التردد المتغير للمحرك بالتباطؤ بدلاً من ذلك، ليتوافق الإنتاج مع الطلب.
في الصناعة، يظهر هذا التباين في أنظمة الهواء المضغوط وأبراج التبريد وأحزمة النقل التي تعمل بسرعة واحدة طوال الوردية. في الزراعة، غالبًا ما تعمل مضخات الري بضغط ثابت حتى عندما تحتاج الحقول إلى مياه أقل. تشير الأرقام إلى أن التوفيرات ليست فرصة متخصصة — بل تقع في قلب نظام الطاقة العالمي.
ماذا يعني رقم 25%
إذا تحقق التخفيض الكامل بنسبة 25% عبر جميع الأحمال التي تديرها المحركات، فسيؤدي ذلك إلى إزالة نحو ربع 13,462 تيراواط ساعة — حوالي 3,365 تيراواط ساعة — من الاستهلاك العالمي للكهرباء. لا يحدد المقتطف الانخفاض الناتج في إجمالي الاستهلاك العالمي، لكن الحجم كبير بما يكفي ليعادل إنتاج شبكات كهرباء وطنية بأكملها.
لا يدّعي البحث أن 25% رقم موحد عبر كل تطبيق. بل يوصف بأنه سقف للتحكم في السرعة بناءً على الطلب، وستعتمد التوفيرات الفعلية على عدد المحركات التي يمكن تعديلها، ومدى تباين أحمالها فعليًا، وما إذا كانت جدوى محرك التردد المتغير اقتصاديًا لكل تركيب.
لماذا تستمر المحركات ثابتة السرعة
المحركات ثابتة السرعة رخيصة ومتينة ومفهومة جيدًا لفرق الصيانة. يتطلب تعديل التحكم في السرعة إلكترونيات جديدة، وربما مرشحات توافقية، ومجموعة مهارات مختلفة على أرض المصنع. بالنسبة لمحرك صغير واحد، قد تفوق هذه التكاليف توفير الطاقة. أما بالنسبة للمضخات والمراوح الكبيرة التي تعمل آلاف الساعات سنويًا، فإن الحسابات تنقلب بسرعة.
تقدم الزراعة تحديًا خاصًا لأن أحمال المحركات موزعة على آلاف المواقع الفردية — مضخات الري ومناولة الحبوب والتهوية — بدلاً من تركيزها في عدد قليل من المنشآت الكبيرة. وتعني حصة 87% من كهرباء المزارع التي تذهب إلى المحركات أن القطاع ليس لديه الكثير لتحسينه.
ما الذي سيحدث بعد ذلك
لا يضع البحث جدولًا زمنيًا للاعتماد أو يذكر سياسات محددة. ما يفعله هو وضع رقم صارم على الفرصة: ربع كهرباء المحركات، في فئة تمثل بالفعل أكثر من نصف استهلاك الطاقة العالمي. وما إذا كان ذلك سيترجم إلى تعديلات يعتمد على قرارات تُتخذ مضخة تلو الأخرى، وسير نقل تلو الآخر، ومزرعة تلو الأخرى.
