مع زيادة سرعة انتشار طاقة الرياح والطاقة الشمسية من المرجح انتعاش الحلول اللازمة لسد التقطع في الإمدادات أيضا
يواجه النمو السريع لطاقة الرياح والطاقة الشمسية مشكلة أساسية معروفة وهي أنها لا تعمل طوال الوقت. ويجب على المستثمرين التركيز على حلول تخزين الطاقة خلال عام 2021، حتى لو لم تكن تلك الحلول تناسب عملية انتقاء المستثمرين للأسهم.
ورفعت الحكومات في جميع أنحاء العالم طموحاتها في إزالة الكربون بشكل كبير هذا العام. وهناك قدر كبير من عدم اليقين بشأن الكيفية التي سيتم بها الوفاء بوعودهم، لكن جميع السيناريوهات تقريبًا تتضمن بناء مزارع ضخمة للطاقة الشمسية وطاقة الرياح. ومع نمو حصة طاقتي الرياح والشمس من إجمالي إنتاج الطاقة، سيصبح من الضروري توفير الطاقة في الأوقات التي لا تهب فيها الرياح أو لا تشرق فيها الشمس.
ويمكن أن يؤدي بناء إمدادات طاقة الرياح والطاقة الشمسية معًا إلى تقليل الفجوات في الطاقة، بينما يمكن أن توفر محطات الطاقة التي تعمل بالغاز احتياطيا من الطاقة غير المتجددة.
ومن المفيد أيضًا إبرام اتفاقيات مع المستخدمين للاستجابة بشكل مناسب مع تغيرات العرض. ويعد كبار مستهلكي الطاقة في هذه الاتفاقيات بخفض استخدامهم أثناء أوقات الضغط مقابل الحصول على أسعار أقل.
ولكن حتى مع اتباع كل هذه الأساليب، سيظل من الضروري تخزين الكهرباء الزائدة، لاستخدامها في الأوقات التي لا تتوافر فيها كميات كبيرة من الطاقة.
ومن المتوقع أن توفر بطاريات الليثيوم أيون - التي تشبه البطاريات الموجودة في السيارات الكهربائية - معظم سعة التخزين الجديدة. ويمكن للبطاريات السكنية تخزين الطاقة من الألواح الشمسية الموجودة على الأسطح، ولكن يظل هناك حاجة إلى حلول تخزينية ثابتة وأكبر نطاقًا لمزارع الرياح والطاقة الشمسية.
وغالبًا ما تكون هذه الحلول عبارة عن منشآت جاهزة مخصصة وتوفر ما بين ساعة إلى أربع ساعات من الطاقة الاحتياطية. وقلت تكلفة حزم البطاريات حوالي 90% الآن مما كانت عليه في عام 2010 ومن المتوقع تراجع أسعارها بصورة أكبر، وفقًا للباحثين في مؤسسة بلومبرج إن أي أف.
وتعتبر الخواص الكيميائية المشتركة بين قطاع الطاقة المتجددة وصناعة السيارات نعمة ونقمة في ذات الوقت، حيث سيساعد إنتاج البطاريات على نطاق واسع في خفض التكاليف، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى حدوث أزمة في العرض.
وأعطى بعض منتجي البطاريات الكوريين مؤخرًا الأولوية لصناعة بطاريات السيارات على البطاريات الثابتة، مما دفع المشترين إلى موردين جدد في الصين. وهناك فرق آخر بين بطاريات التخزين الثابتة وبطاريات السيارات، حيث تحتاج الأولى إلى أرفف ثابتة وتكاليف باهظة لتجهيز المباني اللازمة لها.
وبالإضافة إلى التخزين قصير الأجل، هناك حاجة إلى حلول طويلة الأجل لتغطية أيام أو حتى أشهر من الطاقة المخزنة.
ويمكن أن يكون الحل باستخدام الطاقة المائية التي يتم ضخها. ففي الطاقة المائية يتم استعمال الطاقة الزائدة لضخ المياه صعودًا إلى الخزان، ومن ثم يمكن إطلاقها إلى محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية عند الطلب، وهي خيار نظيف وفعال من حيث التكلفة.
ويوفر ضخ الطاقة المائية حاليًا معظم سعة التخزين على مستوى المنفعة حول العالم، ولكن العثور على مواقع جديدة يمثل تحديًا.
ويمثل الهيدروجين الأخضر حلًا آخر، حيث يستخدم في تخزين الطاقة المتجددة لتشغيل المحلل الكهربائي الذي يقسم الماء إلى هيدروجين وأكسجين. ورغم أنه أقل كفاءة من الطرق الأخرى، إلا أنه ينتج غازًا قابلا للنقل ومتعدد الاستخدامات.
على الجانب الآخر، ظهرت مخاوف تتعلق بالسلامة بشأن البطاريات والهيدروجين، ولكن ليس من المحتمل أن تؤدي هذه المخاوف إلى تعثر صناعة البطاريات، فالوقودان الأحفوري والنووي لا يخلوان من المخاطر -ورغم ذلك يتم استخدامهما-.
وتشمل خيارات التخزين الأخرى تسخين الصخور البركانية أو استخدام الملح المنصهر، وضغط الهواء في الحاويات، وتخزين الطاقة في الحذافات -وهي أداة ميكانيكية لها عزم قصور ذاتي معين وتستخدم كمُخزِّن للطاقة-، أو تحريك الأوزان في الهواء، أو تخزين الطاقة أسفل أعمدة المناجم القديمة. وحتى الآن أثبتت المشاريع التجريبية كفاءتها، ولكن معظمها لم يتم عرضه تجاريًا بعد.
وبالنسبة للمستثمرين فهناك مشكلة واحدة بالنسبة لتخزين الطاقة المتجددة، وهي أنه في الوقت الحالي لا يزال تخزين الطاقة بمثابة عمل جانبي لشركات البطاريات الكبيرة مثل إل جي كيميكال وباناسونيك. وينطبق الشيء نفسه على شركات تصنيع المعدات الكهربائية جنرال إليكتريك وإيه بي بي وسينمز، التي تصنع جميعًا أنظمة تحويل الطاقة لمنشآت التخزين، بينما تواجه الشركات الصغيرة ذات التقنية الواعدة حالة من عدم اليقين بشأن كيفية تطور السوق.
ختامًا ومع ذلك، يمكن أن يصبح التخزين قريبًا سمة مهيمنة على المشهد في قطاع الطاقة الخضراء، ويؤثر على أرباح بعض الشركات. وخلال فترة الوباء صمد انتعاش قطاع توليد الطاقة المتجددة بل ووصل إلى ذروة سرعته. وبالتأكيد لن يمر وقت طويل قبل أن تنتعش التكنولوجيا اللازمة لاستخدام الطاقة الخضراء بشكل فعال هي الأخرى.
ورفعت الحكومات في جميع أنحاء العالم طموحاتها في إزالة الكربون بشكل كبير هذا العام. وهناك قدر كبير من عدم اليقين بشأن الكيفية التي سيتم بها الوفاء بوعودهم، لكن جميع السيناريوهات تقريبًا تتضمن بناء مزارع ضخمة للطاقة الشمسية وطاقة الرياح. ومع نمو حصة طاقتي الرياح والشمس من إجمالي إنتاج الطاقة، سيصبح من الضروري توفير الطاقة في الأوقات التي لا تهب فيها الرياح أو لا تشرق فيها الشمس.
ويمكن أن يؤدي بناء إمدادات طاقة الرياح والطاقة الشمسية معًا إلى تقليل الفجوات في الطاقة، بينما يمكن أن توفر محطات الطاقة التي تعمل بالغاز احتياطيا من الطاقة غير المتجددة.
ومن المفيد أيضًا إبرام اتفاقيات مع المستخدمين للاستجابة بشكل مناسب مع تغيرات العرض. ويعد كبار مستهلكي الطاقة في هذه الاتفاقيات بخفض استخدامهم أثناء أوقات الضغط مقابل الحصول على أسعار أقل.
ولكن حتى مع اتباع كل هذه الأساليب، سيظل من الضروري تخزين الكهرباء الزائدة، لاستخدامها في الأوقات التي لا تتوافر فيها كميات كبيرة من الطاقة.
ومن المتوقع أن توفر بطاريات الليثيوم أيون - التي تشبه البطاريات الموجودة في السيارات الكهربائية - معظم سعة التخزين الجديدة. ويمكن للبطاريات السكنية تخزين الطاقة من الألواح الشمسية الموجودة على الأسطح، ولكن يظل هناك حاجة إلى حلول تخزينية ثابتة وأكبر نطاقًا لمزارع الرياح والطاقة الشمسية.
وغالبًا ما تكون هذه الحلول عبارة عن منشآت جاهزة مخصصة وتوفر ما بين ساعة إلى أربع ساعات من الطاقة الاحتياطية. وقلت تكلفة حزم البطاريات حوالي 90% الآن مما كانت عليه في عام 2010 ومن المتوقع تراجع أسعارها بصورة أكبر، وفقًا للباحثين في مؤسسة بلومبرج إن أي أف.
وتعتبر الخواص الكيميائية المشتركة بين قطاع الطاقة المتجددة وصناعة السيارات نعمة ونقمة في ذات الوقت، حيث سيساعد إنتاج البطاريات على نطاق واسع في خفض التكاليف، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى حدوث أزمة في العرض.
وأعطى بعض منتجي البطاريات الكوريين مؤخرًا الأولوية لصناعة بطاريات السيارات على البطاريات الثابتة، مما دفع المشترين إلى موردين جدد في الصين. وهناك فرق آخر بين بطاريات التخزين الثابتة وبطاريات السيارات، حيث تحتاج الأولى إلى أرفف ثابتة وتكاليف باهظة لتجهيز المباني اللازمة لها.
وبالإضافة إلى التخزين قصير الأجل، هناك حاجة إلى حلول طويلة الأجل لتغطية أيام أو حتى أشهر من الطاقة المخزنة.
ويمكن أن يكون الحل باستخدام الطاقة المائية التي يتم ضخها. ففي الطاقة المائية يتم استعمال الطاقة الزائدة لضخ المياه صعودًا إلى الخزان، ومن ثم يمكن إطلاقها إلى محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية عند الطلب، وهي خيار نظيف وفعال من حيث التكلفة.
ويوفر ضخ الطاقة المائية حاليًا معظم سعة التخزين على مستوى المنفعة حول العالم، ولكن العثور على مواقع جديدة يمثل تحديًا.
ويمثل الهيدروجين الأخضر حلًا آخر، حيث يستخدم في تخزين الطاقة المتجددة لتشغيل المحلل الكهربائي الذي يقسم الماء إلى هيدروجين وأكسجين. ورغم أنه أقل كفاءة من الطرق الأخرى، إلا أنه ينتج غازًا قابلا للنقل ومتعدد الاستخدامات.
على الجانب الآخر، ظهرت مخاوف تتعلق بالسلامة بشأن البطاريات والهيدروجين، ولكن ليس من المحتمل أن تؤدي هذه المخاوف إلى تعثر صناعة البطاريات، فالوقودان الأحفوري والنووي لا يخلوان من المخاطر -ورغم ذلك يتم استخدامهما-.
وتشمل خيارات التخزين الأخرى تسخين الصخور البركانية أو استخدام الملح المنصهر، وضغط الهواء في الحاويات، وتخزين الطاقة في الحذافات -وهي أداة ميكانيكية لها عزم قصور ذاتي معين وتستخدم كمُخزِّن للطاقة-، أو تحريك الأوزان في الهواء، أو تخزين الطاقة أسفل أعمدة المناجم القديمة. وحتى الآن أثبتت المشاريع التجريبية كفاءتها، ولكن معظمها لم يتم عرضه تجاريًا بعد.
وبالنسبة للمستثمرين فهناك مشكلة واحدة بالنسبة لتخزين الطاقة المتجددة، وهي أنه في الوقت الحالي لا يزال تخزين الطاقة بمثابة عمل جانبي لشركات البطاريات الكبيرة مثل إل جي كيميكال وباناسونيك. وينطبق الشيء نفسه على شركات تصنيع المعدات الكهربائية جنرال إليكتريك وإيه بي بي وسينمز، التي تصنع جميعًا أنظمة تحويل الطاقة لمنشآت التخزين، بينما تواجه الشركات الصغيرة ذات التقنية الواعدة حالة من عدم اليقين بشأن كيفية تطور السوق.
ختامًا ومع ذلك، يمكن أن يصبح التخزين قريبًا سمة مهيمنة على المشهد في قطاع الطاقة الخضراء، ويؤثر على أرباح بعض الشركات. وخلال فترة الوباء صمد انتعاش قطاع توليد الطاقة المتجددة بل ووصل إلى ذروة سرعته. وبالتأكيد لن يمر وقت طويل قبل أن تنتعش التكنولوجيا اللازمة لاستخدام الطاقة الخضراء بشكل فعال هي الأخرى.