المملكة المتحدة هي أول دولة في العالم تحقق توليد الطاقة بدون فحم، وهي أيضًا الدولة الوحيدة التي نجحت في التحول من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم على نطاق واسع مع توليد الطاقة المرتبطة بالكتلة الحيوية إلى محطات الطاقة التي تعمل بالفحم على نطاق واسع باستخدام وقود الكتلة الحيوية النقي بنسبة 100%.

في عام ٢٠١٩، انخفضت نسبة توليد الطاقة من الفحم في المملكة المتحدة من ٤٢.٠٦٪ في عام ٢٠١٢ إلى ١.٩٪ فقط. ويعود الفضل في الحفاظ على نسبة توليد الطاقة من الفحم حاليًا بشكل رئيسي إلى الانتقال المستقر والآمن للشبكة، حيث وصلت نسبة إمداد طاقة الكتلة الحيوية إلى ٦.٢٥٪ (تبلغ نسبة إمداد طاقة الكتلة الحيوية في الصين حوالي ٠.٦٪). في عام ٢٠٢٠، لن يتبقى في المملكة المتحدة سوى محطتي طاقة تعملان بالفحم (ويست بيرتون وراتكليف) لمواصلة استخدام الفحم كوقود لتوليد الطاقة. وفي تخطيط هيكل الطاقة البريطاني، سيشكل توليد طاقة الكتلة الحيوية ١٦٪ في المستقبل.

1. خلفية توليد الطاقة المرتبطة بالكتلة الحيوية في المملكة المتحدة

في عام ١٩٨٩، أصدرت المملكة المتحدة قانون الكهرباء (قانون الكهرباء لعام ١٩٨٩). وبعد إدخال التزام الوقود الأحفوري (NFFO) ضمن قانون الكهرباء، أصبحت المملكة المتحدة تدريجيًا تمتلك مجموعة متكاملة نسبيًا من سياسات التشجيع والعقاب المتعلقة بالطاقة المتجددة. وقد أصبح التزام الوقود الأحفوري إلزاميًا من خلال تشريعات تُلزم محطات الطاقة في المملكة المتحدة بتوفير نسبة معينة من الطاقة المتجددة أو الطاقة النووية (توليد الطاقة من مصادر غير أحفورية).

في عام 2002، حلت التزامات الطاقة المتجددة (RO) محل التزامات الوقود غير الأحفوري (NFFO). وعلى الأساس الأصلي، يستثني RO الطاقة النووية، ويصدر اعتمادات التزامات الطاقة المتجددة (ROCs) (ملاحظة: تعادل الشهادة الخضراء للصين) للكهرباء التي توفرها الطاقة المتجددة لإدارة محطات الطاقة ويُطلب منها توفير نسبة معينة من طاقة الطاقة المتجددة. يمكن تداول شهادات ROCs بين موردي الطاقة، وستشتري شركات توليد الطاقة التي لا تملك طاقة متجددة كافية لتوليد الكهرباء فائض ROCs من شركات توليد طاقة أخرى أو تواجه غرامات حكومية أعلى. في البداية، مثلت ROC واحدة ألف درجة من طاقة الطاقة المتجددة. وبحلول عام 2009، ستكون ROC أكثر مرونة في القياس وفقًا لأنواع مختلفة من تقنيات توليد الطاقة المتجددة. بالإضافة إلى ذلك، أصدرت الحكومة البريطانية مخطط محاصيل الطاقة في عام 2001، والذي يوفر إعانات للمزارعين لزراعة محاصيل الطاقة، مثل شجيرات الطاقة وأعشاب الطاقة.

في عام ٢٠٠٤، اعتمدت المملكة المتحدة سياسات صناعية مناسبة لتشجيع محطات الطاقة الكبيرة العاملة بالفحم على توليد الطاقة المقترنة بالكتلة الحيوية، واستخدام وقود الكتلة الحيوية لقياس الدعم. يُشبه هذا النهج بعض الدول الأوروبية، ولكنه يختلف عن الدعم الذي تقدمه بلدي لتوليد الطاقة من الكتلة الحيوية.

في عام 2012، ومع تعميق عمليات الكتلة الحيوية، تحول توليد الطاقة المرتبطة بالكتلة الحيوية في المملكة المتحدة إلى محطات طاقة تعمل بالفحم على نطاق واسع والتي تحرق 100٪ من وقود الكتلة الحيوية النقية.

2. المسار الفني

استنادًا إلى تجارب ودروس مستفادة من توليد الطاقة المقترنة بالكتلة الحيوية في أوروبا قبل عام 2000، اعتمدت جميع محطات توليد الطاقة المقترنة بالكتلة الحيوية في المملكة المتحدة تقنية اقتران الاحتراق المباشر. منذ البداية، اعتمدت لفترة وجيزة تقنية اقتران الكتلة الحيوية والفحم الأكثر بدائية، ثم تخلت عنها سريعًا. بدءًا من مطحنة الفحم (اقتران مطحنة الفحم Co-Milling)، وصولًا إلى تقنية توليد الطاقة المقترنة بالاحتراق المباشر للكتلة الحيوية في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، اعتمدت جميعها تقنية اقتران التغذية المشتركة أو تقنية اقتران فرن الموقد المخصص. في الوقت نفسه، قامت محطات الطاقة التي تعمل بالفحم المُحسّنة هذه ببناء مرافق تخزين وتغذية لمختلف أنواع وقود الكتلة الحيوية، مثل النفايات الزراعية ومحاصيل الطاقة ونفايات الغابات. مع ذلك، لا يزال تحويل توليد الطاقة المقترن بالكتلة الحيوية في محطات الطاقة العاملة بالفحم على نطاق واسع ممكنًا باستخدام الغلايات الحالية، ومولدات التوربينات البخارية، والمواقع، ومرافق محطات الطاقة الأخرى، وكوادر محطات الطاقة، ونماذج التشغيل والصيانة، ومرافق الشبكة، وأسواق الطاقة، وغيرها، مما يُحسّن بشكل كبير من استخدام المرافق. كما يُجنّب هذا النموذج الاستثمارات الباهظة في الطاقة الجديدة والإنشاءات الزائدة. وهو النموذج الأكثر اقتصادًا للانتقال، أو الانتقال الجزئي، من توليد الطاقة من الفحم إلى توليد الطاقة من الكتلة الحيوية.

3. قيادة المشروع

في عام ٢٠٠٥، بلغ إنتاج الطاقة المقترنة بالكتلة الحيوية في المملكة المتحدة ٢٫٥٣٣ مليار كيلوواط/ساعة، ما يمثل ١٤٫٩٥٪ من الطاقة المتجددة. وفي عامي ٢٠١٨ و٢٠١٩، تجاوز إنتاج الطاقة من الكتلة الحيوية في المملكة المتحدة إنتاج الطاقة من الفحم. ومن بين هذه المشاريع، مشروعها الرائد، محطة دراكس للطاقة، الذي وفّر أكثر من ١٣ مليار كيلوواط/ساعة من طاقة الكتلة الحيوية لثلاث سنوات متتالية.