انخفضت تكلفة توليد الطاقة المتجددة من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشكل كبير على مر السنين، وهي حاليًا مماثلة، إن لم تكن أرخص، من الطاقة المولدة من الوقود الأحفوري. إذن، لماذا لم يتم الاستيلاء بالكامل على قطاع الطاقة؟ والسبب في ذلك هو أنه عندما يتعلق الأمر بالطاقة المتجددة، فهناك تكلفة إضافية لا تمتلكها محطات الطاقة القائمة على الوقود الأحفوري، ويجب أيضًا مراعاة ذلك.
تعمل جميع أجهزتنا بالطاقة على شكل تيار كهربائي، ومع ذلك لا يمكن الاحتفاظ بالتيار كتيار لأنه يطلق طاقته على شكل حرارة أثناء مروره عبر الأسلاك. (الموصلات الفائقة ليس لها مقاومة وبالتالي لا تفقد الحرارة، ولكن الاستخدامات العملية بعيدة في المستقبل.) في جميع الأوقات، يجب أن يلبي الإنتاج الحالي الاستهلاك الحالي تمامًا. شبكة الكهرباء هي أعجوبة هندسية رائعة تفعل هذا بالضبط. لدينا العديد من محطات الطاقة التي تضع الطاقة في الشبكة، والتي يتم توزيعها بعد ذلك عبر منطقة تغطية النظام إلى أي مكان مطلوب في ذلك الوقت. في الولايات المتحدة، على سبيل المثال، خلال أشهر الصيف، يتم توصيل الكهرباء إلى المناطق الجنوبية الحارة في البلاد لتلبية الطلب المتزايد على أجهزة تكييف الهواء.
في مطلع القرن العشرين، كان لدى الولايات المتحدة أكثر من 4000 مرفق، كل منها يخدم منطقة صغيرة. ومع ذلك، فقد تم ربطهما في النهاية، ولدى الولايات المتحدة حاليًا شبكتان رئيسيتان، الشرقية والغربية، مع وجود شبكتها الخاصة التي لا ترتبط بالشبكتين الأخريين في تكساس. هذا هو ما تسبب في مشاكل تكساس في فبراير 2021 عندما ألحقت موجة برد الضرر بمصدر الطاقة الخاص بها، مما تسبب في فقدان مناطق شاسعة من الولاية للطاقة وعدم القدرة على الحصول على الطاقة من النظامين الآخرين للتعويض.
لتحقيق التوازن الحالي لحظة بلحظة في الشبكة بين الإنتاج والاستهلاك الحاليين، يجب أن يكون المرء قادرًا على إدارة كمية التيار الكهربائي المتولد، وزيادته عندما يكون الطلب مرتفعًا وخفضه عندما يكون الطلب منخفضًا. وهنا تتفوق مخططات الوقود الأحفوري. إنها في الغالب منشآت تعمل بالفحم والغاز، ويمكن التحكم في مستويات الإنتاج بسهولة عن طريق حرق وقود أكثر أو أقل.
ليس الأمر كذلك مع مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، والتي تخضع لمتغيرات خارجة عن إرادتنا. قد تخلق الكثير من الطاقة غير المكلفة في الأيام الساطعة والرياح، والتي يمكن أن تتجاوز الطلبات، لكن الإنتاج ينخفض بشكل كبير في الليل أو في الأيام الهادئة. لذلك، مع مصادر الطاقة المتجددة، فإن الخطوة الإضافية هي اكتشاف طرق لتخزين الطاقة الفائضة التي تم إنشاؤها خلال فترات ذروة الإنتاج بحيث يمكن إطلاقها عندما يتباطأ الإنتاج. هذه صعوبة لا تواجهها منشآت الوقود الأحفوري حيث يتم تخزين الطاقة في الفحم والغاز ولا يتم استخدامها إلا عند الحاجة إليها.
يركز الكثير من الأبحاث الحالية على اكتشاف طرق لتخزين الطاقة المتجددة بثمن بخس عن طريق تحويل الطاقة الحالية إلى أشكال مختلفة يمكن إطلاقها حسب الحاجة. وكلما زاد اعتماد المرء على الطاقة المتجددة، زادت أهمية تطوير تخزين كبير الحجم للتعويض عن تقلبات العرض.
ولكن ماذا لو لم تكن هناك حاجة لتخزين الطاقة؟
لن تكون هناك حاجة للاعتماد على تكنولوجيا البطاريات المكلفة وغير الفعالة إذا لم تكن مطلوبة لتخزين الطاقة المتجددة. تصبح البطاريات أكثر تعقيدًا يومًا بعد يوم، وقد يأتي يوم في التاريخ يبدو أن تخزين كميات لا نهائية من الطاقة سيكون بمثابة لعب للأطفال. في غضون ذلك، يوجه اكتشاف عام 2015 البشرية نحو مستقبل يكون فيه الوقود الأحفوري عديم الفائدة تمامًا. على الرغم من أن اكتشاف أن النيوترينو لها كتلة تم إجراؤه قبل 7 سنوات بواسطة علماء في اليابان وكندا في نفس الوقت قد غيّر بالفعل مشهد أبحاث الطاقة. من أجل تسخير قوة مليارات الجسيمات الأثيرية التي تصل إلى كوكبنا كل يوم، نحتاج إلى التكنولوجيا الصحيحة.
على الرغم من أنه قد يبدو خيالًا علميًا، فقد تم بالفعل إنشاء التكنولوجيا لجمع كتلة النيوترينو المتنقلة وغيرها من الإشعاعات غير المرئية في شكل طاقة حركية وتحويلها إلى كهرباء. لقد ثبت أن هذا المفهوم يعمل في إعدادات المختبر، والخطوة الوحيدة المتبقية هي جعل تكنولوجيا النيوترينو فولتيك مناسبة للاستخدام العام. نظرًا لأن النيوترينو لا تتوقف أبدًا عن الانتقال إلى الأرض، فلا داعي لتخزين الطاقة الناتجة عن تدفقها المستمر. في حين أن كمية الطاقة الكهربائية التي يتم الحصول عليها من النيوترينو وغيرها من الإشعاعات غير المرئية لا تزال ضئيلة، تزداد قوة النيوترينو فولتيك بنفس المعدل الذي أصبحت فيه الأجهزة الإلكترونية والهواتف المحمولة وحتى الآلات الثقيلة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.
تحرير تقنيات الطاقة المعتمدة على التخزين
تتمتع تكنولوجيا النيوترينو فولتيك بالقدرة على تخفيف عبء مصادر الطاقة المتجددة المعتمدة على التخزين حتى لو تم استخدامها على نطاق متواضع. في حالة شبكة الطاقة المتجددة، إذا كانت طاقة النيوترينو توفر فقط 10٪ من إجمالي متطلبات الطاقة، فهذا يعني أن 10٪ من كهرباء هذا النظام لن تضطر إلى تخزينها في بطاريات.
اللامركزية هي الجمال الأساسي للتكنولوجيا النيوترينو فولتيك. في حين أن الطاقة الكهربائية المنتجة من الوقود الأحفوري لا يمكن إنشاؤها إلا في المناطق الوسطى، ومعظم المساكن تفتقر إلى الألواح الشمسية أو مزارع الرياح، فإن لأجهزة النيوترينو فولتيك صغيرة بما يكفي لإدخالها مباشرة في الهواتف المحمولة والأجهزة والمركبات والأدوات الأخرى المستهلكة للطاقة. ليست هناك حاجة لتبديد الطاقة عن طريق نقلها عبر المدينة باستخدام طاقة النيوترينو.
حتى عندما لا تكون الشمس مشرقة والرياح لا تهب، يمكن إنشاء طاقة النيوترينو باستمرار. نظرًا لأن النيوترينو تنتقل عمليًا عبر كل مادة مصنعة وطبيعية ذات مقاومة قليلة، يمكن تركيب أجهزة النيوترينو فولتيك في الداخل والخارج، وكذلك تحت الماء، مما يجعلها شديدة التنوع. تستمر النيوترينو في التنقل إلى الأرض بشكل مستقل عن الظروف المناخية، مما يجعل تكنولوجيا النيوترينو فولتيك أول ابتكار إنساني مستدام بالكامل في مجال الطاقة.
إضاءة مستقبل الإنسانية
أثبتت مجموعة نيوترينو للطاقة، التي أسسها هولجر ثورستن شوبارت ، عالم الرياضيات الرائد وعالم الطاقة، نفسها في طليعة تطوير حلول الطاقة النظيفة في المستقبل. بدأت كتعاون بين الشركات الأمريكية والألمانية، لكنها نمت لتصبح منظمة أكبر بكثير تضم الآن شركات وعلماء من جميع أنحاء العالم. لقد تجاوز هذا التعاون الرائع الحدود الوطنية في سعيه لتوفير حلول الطاقة لصالح جميع الناس على هذا الكوكب.
بفضل جهود مجموعة نيوترينو للطاقة، أصبح لدى البشرية الآن إجابة طال انتظارها ويمكن الاعتماد عليها لقضية الطاقة الحالية، والتي لم يكن من الممكن تصورها في السابق. خلايا النيوترينو فولتيك هي المستقبل، وتفي مجموعة الطاقة النيوترينو بوعودها اليوم.
