بطاريات لتخزين الكهرباء المتجددة

تبرز أهمية بطاريات تخزين الكهرباء المتجددة باعتبارها صمام أمان الطاقة المتجددة لدورها البارز في الحفاظ على كميات الكهرباء المولّدة من المصادر النظيفة وحمايتها من الهدر المحتمل حتى يتسنى استعمالها في الأوقات الموسمية أو حتى الظروف الاستثنائية.

أهمية تخزين الكهرباء

وتنبهت العديد من دول العالم إلى أهمية أنظمة تخزين الكهرباء لدرء أي صدمات خارجية محتملة على غرار أزمة الطاقة التي كادت تعصف بأوروبا في الشتاء الماضي نتيجة قطع إمدادات الغاز الروسي بعد الحرب الأوكرانية.

وفي هذا الإطار اكتسبت بطاريات تخزين الكهرباء زخماً شديداً في السنوات القليلة الماضية إذ إنه مع الزيادة في سعة الكهرباء المولدة بالطاقة الشمسية تأخذ الأسعار السوقية على الأرجح منحناً نزولياً وهو ما يدق ناقوس خطر على الصناعة برمتها حسبما أورد موقع “ريف”.

وهنا تبرز أهمية هذه البطاريات في إدارة الطاقات المتجددة والحد من إهدارها ما يستلزم تسريع وضع الأطر التنظيمية التي تتيح نشرها بجانب الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع.

أنظمة تخزين الكهرباء في البطاريات

ورغم الأهمية القصوى لبطاريات تخزين الكهرباء لا تبدو أي من الحكومات أو الشركات مُستعدة لتركيبها كونه من المستحيل نشر تلك البطاريات دون الحصول على دعم تمويلي.

وحتى إذا كان هناك دعم بالفعل لأنظمة تخزين الكهرباء فإن تلك الأخيرة تفتقر إلى عامل آخر مهم لتنفيذها على نطاق واسع وهو اللوائح التنظيمية الواضحة.

إضافة إلى أنه يتوجب على الحكومات ضخ استثمارات سخية لتمويل مشروعات تركيب بطاريات تخزين الكهرباء التي يُعول عليها كثيراً في تحول الطاقة السلس والآمن.

معضلة تراجع الأسعار

وفي الـ 26 من نيسان 2022 تجاوزت سعة الكهرباء المولدة بالطاقة الشمسية 15 ألف ميغاواط ووفقاً لأحدث البيانات الصادرة عن مشغل الشبكة الكهربائية الإسبانية “ريد إلكتريكا دي إسبانيا” تلامس سعة الكهرباء المولدة بالطاقة الشمسية الآن 20.3 غيغاواط وهي القيمة التي ستقود إلى مراجعة صعودية واضحة لهدف خطة الطاقة الوطنية والمناخ لعام 2030 والتي تصل حالياً إلى 39.2 غيغاواط.

وتقود تلك الزيادة في سعة الكهرباء المولّدة بالطاقة الشمسية بديهياً إلى أسعار منخفضة جداً وذلك بمساعدة إنتاج طاقة الرياح وهبوط الطلب.

وما زالت ظاهرة هبوط الأسعار تشكل صداعاً في رأس اللاعبين الرئيسين في صناعة الطاقة المتجددة العالمية ما يخلق حاجة ماسّة لتركيب بطاريات تخزين الكهرباء في منظومة تعتمد إلى حد كبير على الكهرباء المولّدة من المصادر المتجددة ولا سيما الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

وستتيح عملية تخزين الكهرباء النظيفة إدارة إنتاج الطاقة المتجددة ذات الطبيعة المتقطعة بكفاءة عالية.

كما وتتيح إدارة إنتاج الطاقة المتجددة أيضاً تخزين جزء منها وضخه في الشبكة في أوقات لاحقة بأسعار أفضل وهو ما يحول دون هبوط أسعار الطاقة المتجددة وما يترتب على ذلك من أضرار جسيمة على الصناعة.

وقود الهيدروجين الأخضر

ويعول على الهيدروجين الأخضر في أن يصبح وقود المستقبل دون منازع بفضل دوره المحوري في إزالة الكربون من بعض القطاعات مثل النقل والصناعة.

ومن المتوقع أن يرتفع الطلب على هذا الوقود النظيف بواقع 6 أضعاف على الأقل في غضون عقود قليلة.

وسيتطلب إنتاج الهيدروجين الأخضر كمية كبيرة من الطاقة المتجددة وستكون الطاقة الشمسية هي الركيزة الأساسية في تلك العملية.

ومن خلال تهجين محطات الطاقة الشمسية بمحطات توليد الهيدروجين وأيضاً بمحطات طاقة الرياح وأنظمة البطاريات سيكون من الممكن إنتاج الهيدروجين الأخضر دون الحاجة لاستهلاك كميات كبيرة من الكهرباء المُستمدة من الشبكة وبأسعار تنافسية.

تخزين موسمي

وتتمثل الأدوار التي سيؤديها الهيدروجين الأخضر في عملية إزالة الكربون في استعماله بوصفه تقنيةً لتخزين الكهرباء موسمياً إذ أن القدرة على إنتاج الهيدروجين من تحليل المياه في جهاز التحليل الكهربائي باستعمال الكهرباء ثم إنتاج الكهرباء في خلية وقود يجعل من هذا الوقود أداة مثالية لتخزين الكهرباء بكميات كبيرة ولأوقات زمنية طويلة.

وفي مزيج الكهرباء يتعين أن تكون ثمة طريقة لتخزين الفائض من الطاقة المتجددة المولدة وإعادة ضخها في الشبكة الوطنية في أوقات انخفاض سعة الطاقة المتجددة وارتفاع الطلب كما هو الحال في الشتاء.

ولا تمتلك البطاريات السعة لتخزين الكهرباء خلال تلك الأوقات الطويلة لكن يبرز الهيدروجين الأخضر رغم الصعوبات والقيود المتضمنة في عملية إنتاجه أكثر ملاءمة بكثير للمساعدة موسمياً.

توقعات السعة العالمية

وتوقع تقرير صادر عن شركة الأبحاث وود ماكنزي في 28 تموز 2022 أن تقترب السوق العالمية لتخزين الكهرباء من 500 غيغاواط بحلول عام 2031.

وحسب التقرير تستحوذ كل من الولايات المتحدة والصين على 75% من الطلب العالمي المتوقع على تخزين الكهرباء بحلول 2031 فيما تتربع الصين على عرش سوق تخزين الكهرباء في منطقة آسيا المحيط الهادئ.

ووفقاً لتوقعات الشركة سترتفع سعة التخزين التراكمية في الصين إلى 422 غيغاواط/ساعة بحلول 2031.

وفي أوروبا يتخلف الطلب عن نظيره في كل من الصين والولايات المتحدة الأميركية إذ إن سوق التخزين على نطاق الشبكة لم تجد مكانتها بعد إذ تمثل 44% من الإجمالي فقط قياساً بـ 87 % و79% في الصين والولايات المتحدة على التوالي.