التحول الأخضر الحضري وأهداف بلوغ ذروة الكربون: الدروس المستفادة من دراسة المحاكاة الديناميكية في شنغهاي

التحول الأخضر الحضري وأهداف ذروة الكربون: دروس من دراسة المحاكاة الديناميكية لشنغهاي

مع تسارع وتيرة التحضر العالمي واستمرار ارتفاع الطلب على الطاقة، أصبحت انبعاثات الكربون الحضرية قضية محورية في تغير المناخ. وباعتبارها واحدة من أكثر المدن الكبرى كثافة سكانية ونشاطًا اقتصاديًا في الصين، تواجه شنغهاي ضغطًا مزدوجًا يتمثل في تحقيق خفض عميق للانبعاثات مع الحفاظ على النمو. وقد قامت دراسة حديثة، باستخدام الديناميكيات النظامية كأداة، بمحاكاة مسار انبعاثات الكربون في شنغهاي خلال عملية التحول الأخضر، مما يوفر مرجعًا تجريبيًا للعمل المناخي على المستوى الحضري.

الخلفية القطاعية: خفض انبعاثات المدن أصبح ساحة المعركة الرئيسية لسياسات المناخ العالمية

تُظهر بيانات وكالة الطاقة الدولية (IEA) أن الانبعاثات الكربونية المباشرة وغير المباشرة للمدن تمثل أكثر من ثلثي إجمالي الانبعاثات المرتبطة بالطاقة عالميًا. في الدورة الخامسة والسبعين للجمعية العامة للأمم المتحدة، أعلنت الصين رسميًا هدفها لبلوغ ذروة انبعاثات الكربون قبل عام 2030 وتحقيق الحياد الكربوني قبل عام 2060، ثم أصدر مجلس الدولة «رأي حول تعزيز التنمية الخضراء في البناء الحضري والريفي»، الذي يحدد بوضوح إنشاء نظام وآلية للتنمية الخضراء في البناء الحضري والريفي بحلول عام 2025. وفي هذا السياق، أصبحت كيفية التوفيق بين النمو الاقتصادي وفك الارتباط بانبعاثات الكربون قضية طليعية في أبحاث تحول الطاقة.

باعتبار شنغهاي أكبر مدينة اقتصادية في الصين، يبلغ عدد سكانها المقيمين أكثر من 24 مليون نسمة، ويتركز استهلاك الطاقة بشكل كبير في قطاعات الصناعة والنقل والمباني. وفقًا لـ«الخطة الشاملة لمدينة شنغهاي (2017-2035)»، اقترحت شنغهاي تحقيق ذروة انبعاثات الكربون قبل عام 2025. وهذا الهدف لا يتطلب دفعًا سياسيًا فحسب، بل يتطلب أيضًا تقييمًا علميًا لإمكانات خفض الانبعاثات في مختلف أنظمة المدينة.

التطورات الحالية: نموذج الديناميكيات النظامية يكشف مسار بلوغ الذروة

دراسة نُشرت في دورية «Humanities and Social Sciences Communications» اعتمدت منهجية قوائم الجرد الخاصة بالهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) لحساب انبعاثات الكربون الناتجة عن استهلاك الطاقة في شنغهاي من عام 2014 إلى عام 2019، وبناءً على ذلك صممت نموذج الديناميكيات النظامية للتحول الأخضر الحضري (نموذج SD). قسّمت الدراسة نظام المدينة إلى خمسة أنظمة فرعية: الاقتصاد، الطاقة، السكان، التكنولوجيا، والسياسة، وحللت تدفق الكربون بين القطاعات، ومحاكاة اتجاهات الانبعاثات في سيناريوهات تنموية مختلفة من عام 2020 إلى عام 2025.

وأبرز النتائج الرئيسية للدراسة هي كالتالي:

1. فعالية النموذج: أظهر النموذج الديناميكي موثوقية في التنبؤ بانبعاثات الكربون خلال التحول الأخضر الحضري، وقدرة على التقاط علاقات التغذية الراجعة بين النظم. 2. إمكانية بلوغ الذروة: استنادًا إلى مسار التحول الأخضر الحالي في شنغهاي، يُتوقع أن تحقق المدينة هدف ذروة الكربون بحلول عام 2025، لكن توقيت الذروة ومستواها يختلفان باختلاف السيناريو. 3. تباين المسارات: يمكن للتركيبة المتنوعة لعوامل مثل معدل النمو الاقتصادي، وهيكل الطاقة، وحجم السكان، وشدة سياسات تداول الكربون أن تؤثر بشكل كبير على توقيت بلوغ الذروة وفعالية خفض الانبعاثات؛ فالاعتماد على إجراء واحد لا يكفي، بل يلزم تعديل منهجي.

تشير الدراسة أيضًا إلى أن سياسة تداول الكربون، باعتبارها أداة سوقية مهمة، يمكنها توجيه الصناعات عالية الانبعاثات بشكل فعال نحو خفض كثافة انبعاثاتها، ولكن يجب أن تُنفَّذ بالتنسيق مع ترقية الهيكل الصناعي، وتحسين كفاءة الطاقة، ونشر الطاقات المتجددة.## التأثير على نظام الطاقة: إعادة تشكيل هيكل الكهرباء في المدينة وطريقة تشغيلها

مسار تحقيق شانغهاي لذروة الكربون هو في جوهره تحول هيكلي في نظام الطاقة الحضري. تُظهر الدراسات أن استهلاك الطاقة هو المصدر الرئيسي لانبعاثات الكربون، ولذلك يُعد خفض الكربون في قطاع الكهرباء أولوية التحول. في المستقبل، تحتاج شانغهاي إلى إعادة تشكيل نظام الطاقة من الجوانب التالية:

• هيكل مصادر الطاقة: توسيع قدرات الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية الكهروضوئية المحلية وطاقة الرياح البحرية والكتلة الحيوية، واستبدال توليد الطاقة بالوقود الأحفوري تدريجيًا. مع ارتفاع حصة الطاقة الجديدة، ستزداد متطلبات مرونة وقدرة التعديل لنظام الكهرباء بشكل ملحوظ.
• الشبكة الكهربائية وتخزين الطاقة: يتطلب الدمج واسع النطاق للطاقة الشمسية الكهروضوئية الموزعة والمركبات الكهربائية ترقية شبكة التوزيع الحضرية إلى نمط تفاعلي ثنائي الاتجاه، ويزداد دور تخزين الطاقة في خفض الذروة وملء الوادي، وتنظيم التردد والجهد.
• الكهربة في استخدام الطاقة النهائي: ستؤدي كهربة التدفئة في المباني والنقل إلى زيادة الطلب على الكهرباء في المدينة، ولكن إذا لم يكن مستوى نظافة مصادر الكهرباء كافيًا، فستظهر مشكلة نقل انبعاثات الكربون.

كما تؤكد الدراسة أن آلية تداول الكربون، من خلال إشارات الأسعار، توجه الشركات لتحسين إدارة الطاقة وتحفز الصناعات عالية الكربون على الاستثمار في تقنيات منخفضة الكربون، مما يقلل تكاليف خفض الانبعاثات على مستوى النظام.

التحديات: التحول ليس طريقًا سهلًا

على الرغم من أن شانغهاي لديها القدرة على تحقيق ذروة الكربون في وقت مبكر، إلا أن التحديات التي كشفت عنها الدراسة لا يمكن تجاهلها:

• نقص تخزين الطاقة والموارد المرنة: تتطلب الطبيعة المتقطعة للطاقة المتجددة تزويد المدينة بأنظمة تخزين طاقة كافية، ولكن تكلفة تخزين البطاريات لا تزال مرتفعة، وتقنيات تخزين الطاقة طويلة الأمد غير ناضجة بعد.
• شبكات النقل والتنسيق عبر المناطق: موارد الطاقة المتجددة المحلية في شانغهاي محدودة، وتحتاج إلى استيراد الكهرباء الخضراء من مقاطعات أخرى، لكن بناء وتنسيق ممرات النقل عبر المناطق يشمل مصالح عدة مقاطعات، وتوجد عقبات مؤسسية.
• فجوة التمويل والاستثمار: الطلب على الاستثمار في البنية التحتية الخضراء ضخم، وعلى الرغم من التطور السريع للسندات الخضراء والتمويل الكربوني، فإن نماذج العائدات غير مكتملة، وتحتاج مشاركة رأس المال الاجتماعي إلى تحسين.
• عدم اليقين في السياسات: طريقة توزيع حصص الكربون، وتقلب أسعار الكربون، ومواءمة السياسات المحلية والمركزية، كلها قد تؤثر على توقعات الشركات وقرارات الاستثمار طويلة الأجل.
• درجة نضج التقنيات: التقنيات الجديدة مثل الهيدروجين لم تحقق بعد حجمًا اقتصاديًا، ولا تزال تقنيات إزالة الكربون العميقة في الصناعة في مرحلة تجريبية.

تشير الدراسة إلى أن توقيت ذروة الكربون وقيمتها القصوى تختلف باختلاف سيناريوهات التنمية، مما يعني أن صانعي السياسات بحاجة إلى تعديل المسارات ديناميكيًا وفقًا للظروف الفعلية، بدلًا من اعتماد خطة واحدة ثابتة.

آفاق المستقبل: المدن تقود مشهد التحول نحو الحياد الصفري

• بالنظر إلى السنوات الخمس إلى العشرين القادمة، سيُظهر التحول الأخضر في شانغهاي والمدن الصينية الأخرى الاتجاهات التالية:- تحول جذري في هيكل الطاقة: بحلول عام 2030، ستشهد حصة الطاقة غير الأحفورية من استهلاك الطاقة الأولية ارتفاعًا كبيرًا، وستصبح طاقة الرياح والطاقة الشمسية العنصر الأساسي في القدرة الجديدة المركبة. سيتحول نظام الطاقة الحضري من "المصدر يتبع الحمل" إلى "الحمل يتبع المصدر"، الأمر الذي يتطلب إنشاء نظام جدولة أكثر ذكاءً.
• توسع مستمر في الاستثمار الأخضر: سيؤدي بلوغ ذروة الكربون وحياد الكربون إلى دفع استثمارات تريليونات اليوانات الصينية، تتركز في مجالات تحديث شبكات الكهرباء، ونشر تخزين الطاقة، والبنية التحتية للهيدروجين، واحتجاز الكربون واستخدامه (CCUS). سيؤثر رأس مال ESG بعمق على نماذج تمويل مشاريع البنية التحتية الحضرية.
• اندماج سوق الكربون مع السياسات: سيدرج سوق الكربون الوطني تدريجيًا المزيد من القطاعات، وقد تطلق المدن آليات أكثر دقة لميزانيات الكربون والمنافع الكربونية العامة، لتحفيز إمكانات خفض الانبعاثات بمشاركة الجمهور.
• التعاون الإقليمي والمنافسة العالمية: لن تعد المدن تتحول بمعزل عن بعضها، بل ستخفض الكربون من خلال التنسيق في المناطق الحضرية الكبرى. وباعتبار شنغهاي رائدة في دلتا نهر اليانغتسي، فمن المتوقع أن تصدر تجاربها في التقنيات الخضراء إلى المدن المحيطة، مما يشكل مجموعات صناعية منخفضة الكربون إقليمية.