تخزين الكهرباء وأمن الطاقة
مقالاتمع التحول إلى الطاقة النظيفة وتعدد التقنيات المنتجة للكهرباء تأصلت الحاجة إلى تقنيات تخزين كهرباء يمكن الاعتماد عليها، خصوصاً في ظل ارتفاع الطلب عالمياً. ونظراً للطبيعة المتقطعة لتوفر مصادر الطاقة المتجددة كالشمس والرياح فلابد من تخزين الطاقة لضمان استمرار التدفق الكهربائي إلى الشبكات لتحقيق التوازن بين العرض والطلب.
تتجه العديد من الشركات والحكومات إلى تطبيق تقنيات مختلفة للتخزين للوصول إلى أعلى كفاءة من الكهرباء منخفضة الكربون. وعلى الرغم من انخفاض تكاليف إنتاج الطاقة من المصادر المتجددة إلا أن وسائل التخزين تعد مكلفة نسبياً. وعليه فإن العديد من الشركات والمطورين يعملون على تطوير تقنيات التخزين لخفض التكاليف.
نشارككم هنا بأبرز التقنيات وأشهرها حول العالم، وتأتي في مقدمتها البطاريات (الكهروكيميائي)، والتي تتكون من خلية واحدة أو أكثر ذات طرف موجب يُسمى الكاثود وطرف سالب يُسمى الآنود. والبطاريات التي يعتمد عليها في معظم الشبكات هي بطاريات الليثيوم، على الرغم من ارتفاع تكلفتها. ونضيف هنا بطاريات الرصاص الحمضية، والبطاريات الصلبة كالنيكل والكادميوم، وتعد بطارية الملح المصهور من أحدث البطاريات وأقلها تكلفةً.
وتأتي تقنية التخزين بالضخ كأقدم وأبسط طرق التخزين، حيث تعمل التقنية على نقل المياه بين خزانين على ارتفاعات مختلفة، حيث تولد الطاقة عند تدفق المياه من أعلى إلى أسفل بفعل الجاذبية. ويقابل تقنية التخزين بالضخ تقنية قوة الطفو كونها أقل محدودية من حيث المواقع، فيمكن تطبيقها في أي منطقة ساحلية وهي تستغل قوة الطفو من خلال مراسي مثقلة ومثبته في قاع البحر متصلة بمصفوفة مربعة من أنابيب البولي إيثلين عالية الكثافة، مملوءة بالغاز المضغوط، مثل الهواء أو الهيدروجين.
وعلى ذكر الهيدروجين، فإنه يمكن تحويل الماء إلى هيدروجين باستخدام طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية والذي يمكن استخدامه عند الحاجة للكهرباء، والتي تعد تقنيات واعدة ويعمل على تبنيها وتطبيقها العديد من الدول في الأعوام القليلة الماضية. وكأحد التقنيات الصديقة بالبيئة ومنخفضة التكلفة يوجد التخزين الحراري والذي يتم من خلال مستودعات تخزن الحرارة، سواءً عند درجات عالية أو منخفضة وتستغل للتدفئة أو التبريد أو إنتاج الكهرباء.
أما عن التقنيات الحديثة للتخزين فنشير إلى تخزين الكهرباء في الألومنيوم، حيث تعمل التقنية على استغلال معدن الألمنيوم لتخزين الكهرباء على شكل حرارة، وتخزين ثاني أكسيد الكربون والذي يعتمد على ضغط الغاز عند درجات حرارة منخفضة جداً ويستخدم في توليد الطاقة والحرارة. كمثالين على الجهود الحثيثة في مجال التخزين والتي تسعى إلى تجاوز التحديات القائمة حالياً وخفض التكاليف لتمهيد مستقبل طاقة منخفضة الكربون.
