في الوقت الذي ينمو فيه سوق بطاريات السيارات الكهربائية ويتحول، يتم تجاهل مجموعات الطاقة الكبيرة الصناعية وأنظمة تخزين الطاقة أو ESS كحل محتمل لعنق الزجاجة في الطاقة هذا. يتم الآن مواجهة التحديات المتعلقة بالبيئة والطاقة بشكل متزامن في جميع أنحاء العالم. قد يتطلب حل المشكلة الأولى التراجع عن كل التقدم الذي تم إحرازه نحو طاقة أنظف وهواء أنظف. لكن لا يجب أن تكون الأمور على هذا النحو على الإطلاق.
لقد أخفت النشوة حول السيارات الكهربائية وحزم الطاقة الخاصة بها حاجة أكثر إلحاحًا ومحددة: بطاريات لتزويد المنازل والشركات بالطاقة، حيث تكافح الدول في جميع أنحاء العالم آثار أزمة الطاقة المستمرة. لا يتم استخدام التقنيات الحالية على الرغم من تدهور حالة الطاقة وزيادة فواتير الكهرباء. وبدلاً من ذلك، يركز الجميع على النفقات المتزايدة لإنتاج الكهرباء، ويترددهم احتمال ارتفاع الفواتير وزيادة تواتر انقطاع التيار الكهربائي.
هناك حل بسيط: تخزين الطاقة والاستفادة منها عند الضرورة. يتم التغاضي عن أنظمة تخزين الطاقة (ESS) على نطاق صناعي كبير كحل محتمل لمشكلة الطاقة حيث ينمو الطلب على بطاريات السيارات الكهربائية ويتغير. من ناحية أخرى، لن تصل ESS إلى قيمة سوقية تبلغ 100 مليار دولار فقط على مدى العقدين المقبلين، وفقًا لمورجان ستانلي. هذه حاجة أكثر إلحاحًا.
ساهم الحماس في السيارات الكهربائية، بلا شك، في تقدم تقنية البطاريات وESS أيضًا. ومع ذلك، لم يكن الدافع وراء ذلك هو المخاوف بشأن متطلبات الطاقة لدينا. تعتبر ESS عبارة عن حزم طاقة ثابتة ضخمة بشكل عام قد تخزن فائضًا من الطاقة من الشبكات وغيرها من المصادر لاستخدامها أو استخدامها لاحقًا خلال فترات ذروة الطلب. مع زيادة المساهمة العالمية للطاقة المتجددة في إمدادات الطاقة، ستصبح القدرة على تخزينها واستخدامها عندما يريدها الأفراد أو الشركات أكثر حيوية.
لم يتم تقدير هذه الأنظمة لأنها تستفيد من جميع التطورات في بطاريات السيارات الكهربائية، مثل كثافة الطاقة المحسنة والسلامة، ولكن ليس لديها نفس المشكلات أو القيود. الحجم هو مصدر قلق كبير، على سبيل المثال. يجب أن تكون بطاريات السيارات الكهربائية مدمجة وعالية الطاقة وآمنة. لقد كان من الصعب أن تعمل المكونات الثلاثة معًا. لكن بالنسبة لـ ESS، لا يمثل الفضاء مصدر قلق لأنهم لا يحتاجون إلى سكن في مركبة متحركة. هذا يلغي متغير واحد.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الجوانب التي تهم مستهلكي السيارات الكهربائية فيما يتعلق بسعات البطارية المنخفضة متميزة: كثافة الطاقة ليست بنفس الأهمية، ولا المسافة التي يجب أن تقطعها السيارة أو نطاقها. وقد دفع هذا التحدي المنتجين إلى البحث عن تركيبات مكلفة ويصعب اعتمادها اقتصاديًا. من المهم مراعاة دورات الشحن وعمر البطارية والتردد.
فوسفات الحديد الليثيوم، أو LFP، powerpacks لا تحظى بالتقدير. يتحسن استخدام البطارية الثابتة من حيث دورات الحياة والمقاييس الأخرى. على الرغم من ارتفاع الأسعار مؤخرًا، إلا أن معظم الإمدادات اللازمة لهذا النوع من المشاريع لا تزال متاحة. يمكن إعادة شحنها وتفريغها آلاف المرات. كل هذا يشير إلى أن التكنولوجيا الحالية قد تقدمت بما يكفي لجعل ESS حقيقة واقعة، حتى لبضع ساعات كل يوم. تدرك العديد من الشركات بالفعل الحاجة الوشيكة لمثل هذه الأنظمة، وتنفق المليارات في تطويرها. تعمل شركة تكنولوجيا Amperex المعاصرة الصينية، أكبر مصنع للبطاريات في العالم، على توسيع نطاق عملها بقوة في هذا المجال. وقد قامت بتسويق هذه البضائع في ستة مشاريع في تكساس لمولد طاقة خاص.
المشكلة الكبرى هي النفقات الأولية. غالبًا ما يناقش المحللون مدى عدم جدوى هذه الأنظمة، ولكن هناك الكثير من الأشياء المجهولة لتوفير تقديرات دقيقة للتكلفة لمشاريع تخزين الطاقة على نطاق صناعي. ستعتمد نفقات التشغيل على جودة السلع وطول عمر حزم الطاقة، وكلاهما قد تحسن بشكل كبير. في الختام، فإن الوضع الراهن غير مستدام؛ إنه يتدهور بالفعل، وحان الوقت للبحث عن العلاجات.
ولكن هل الحكومات والشركات حريصة على استخدام المعايير البيئية والاجتماعية (ESS) والترويج لاعتمادها؟ لتشجيع التقدم، قد يكون من الحكمة تقديم الحوافز أو التخفيضات الضريبية أو حملات توعية المستهلك. في النهاية، يجب تخفيض النفقات الأولية، الأمر الذي يستلزم مناقشة شيء أقل إثارة من السيارات الكهربائية.
الصين، على سبيل المثال، استخدمت كيمياء LFP على نطاق واسع. كجزء من هدفها المتمثل في الحصول على 30 جيجاوات من أنظمة تخزين الطاقة على مدى السنوات الثلاث المقبلة، فإنها تعتزم خفض التكاليف المرتبطة بتبني ونشر هذه الأنظمة من قبل الشركات. والجدير بالذكر أنها ستؤمن أمن الطاقة من أجل الحفاظ على مكانتها البارزة في سلسلة التوريد العالمية. هذا لم يكن عاملا بالنسبة للأغلبية.
وفقًا لبحث حديث أجراه معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا حول تخزين الطاقة، فإن التركيز الحالي على أهداف إزالة الكربون قصيرة المدى قد حفز اهتمامًا حكوميًا وتجاريًا بـ “التكنولوجيا الراسخة تمامًا”. يشير هذا إلى أن الأسواق ورؤوس الأموال لم تمارس ضغطًا كافيًا على التطبيقات الجديدة لتخزين الطاقة واستهلاك الطاقة الأكثر كفاءة، حيث إنها تواصل التحليق تحت الرادار وتوجد خارج السياسة السائدة. نتيجة لتغير المناخ والطقس القاسي، أصبحت مصادر الطاقة في خطر ويجب أن نكون أكثر قلقًا بشأن انقطاع التيار الكهربائي ونقص الطاقة حتى يركزوا على المستقبل.
ولكن ماذا لو لم تكن هناك حاجة لتخزين الطاقة؟
إذا لم تكن هناك حاجة لتخزين الطاقة المتجددة، فلن يكون هناك سبب للاعتماد على تقنية البطاريات، والتي تعتبر باهظة الثمن وغير فعالة. تتقدم التكنولوجيا الكامنة وراء البطاريات بمعدل سريع، وقد يأتي يوم في سجلات التاريخ البشري عندما يبدو أن تخزين كمية غير محدودة من الكهرباء سيكون بمثابة لعبة للأطفال. في غضون ذلك، دفع اكتشاف تم إجراؤه في عام 2015 البشرية في اتجاه مستقبل لن يكون من الضروري فيه استهلاك الوقود الأحفوري. على الرغم من حقيقة أن اكتشاف وجود كتلة للنيوترينو قد تم اكتشافه قبل عامين من قبل علماء في اليابان وكندا في نفس الوقت، إلا أن مشهد أبحاث الطاقة قد تغير بالفعل. نحن بحاجة إلى التكنولوجيا المناسبة حتى نتمكن من تسخير قوة مليارات الجسيمات الأثيرية التي تؤثر على عالمنا كل يوم.
على الرغم من حقيقة أنه قد يبدو وكأنه شيء من رواية الخيال العلمي، فقد تم بالفعل تطوير التكنولوجيا اللازمة لجمع الطاقة الحركية في شكل نيوترونات متنقلة وأشكال أخرى من الإشعاع غير المرئي وتحويله إلى كهرباء. تم إثبات جدوى الفكرة في ظروف معملية خاضعة للرقابة؛ التحدي الوحيد المتبقي هو تطوير تكنولوجيا النيوترينو فولتيك مناسبة للاستخدام على نطاق واسع. ليست هناك حاجة لتخزين الطاقة التي يتم إنشاؤها نتيجة للتيار المستمر للنيوترينو لأن قصف الأرض بالنيوترينو لا يتوقف أبدًا. في حين أن كمية الطاقة الكهربائية المكتسبة من النيوترينو وغيرها من الإشعاعات غير المرئية لا تزال صغيرة، فإن تكنولوجيا النيوترينو فولتيك تزداد قوة بنفس وتيرة زيادة كفاءة الأجهزة الإلكترونية والهواتف المحمولة وحتى الآلات الكبيرة في استخدام الطاقة.
النيوترينو فولتيك هي النقطة الرئيسية في تحول الطاقة
حتى على نطاق صغير، تتمتع تكنولوجيا النيوترينو فولتيك بالقدرة على تخفيف عبء مصادر الطاقة المتجددة المعتمدة على التخزين. في حالة شبكة الطاقة المتجددة، حتى إذا كانت طاقة النيوترينو تلبي 10٪ فقط من إجمالي احتياجات الطاقة، فلا يزال هذا يعني أن 10٪ من كهرباء هذا النظام لن تحتاج إلى تخزينها في بطاريات.
الجمال الأساسي للتكنولوجيا النيوترينو فولتيك هو اللامركزية. بينما لا يمكن توليد الكهرباء المولدة من الوقود الأحفوري إلا في المناطق الحضرية، وتفتقر معظم المنازل إلى الألواح الشمسية أو مزارع الرياح، فإن أجهزة النيوترينو فولتيك صغيرة بما يكفي لوضعها مباشرة في الهواتف المحمولة والأجهزة والسيارات وغيرها من المعدات المستهلكة للطاقة. ليست هناك حاجة لإهدار الكهرباء عن طريق إرسالها عبر المدينة باستخدام طاقة النيوترينو.
يمكن توليد طاقة النيوترينو باستمرار حتى عندما لا تكون الشمس مشرقة والرياح لا تهب. نظرًا لأن النيوترينو تمر تقريبًا عبر أي مادة اصطناعية أو طبيعية ذات مقاومة منخفضة، فقد يتم نشر أجهزة النيوترينو فولتيك في الداخل وفي الهواء الطلق وحتى تحت الماء، مما يجعلها قابلة للتكيف بشكل كبير. تستمر النيوترينو في السفر إلى الأرض بغض النظر عن المناخ، مما يجعل تكنولوجيا النيوترينو فولتيك أول تقدم إنساني مستدام تمامًا في مجال الطاقة.
وضعت مجموعة نيوترينو للطاقة، التي أسسها هولجر ثورستن شوبارت ، عالم الرياضيات الرائد وعالم الطاقة، نفسها في طليعة إنشاء حلول الطاقة النظيفة في المستقبل. المجموعة بدأت كشراكة بين شركات في الولايات المتحدة وألمانيا، لكنها توسعت منذ ذلك الحين إلى منظمة أكبر بكثير تضم الآن مشاركين من جميع أنحاء العالم، بما في ذلك الشركات والعلماء. لقد تجاوزت هذه الشراكة غير العادية الحدود الوطنية في سعيها لإيجاد حلول للطاقة لصالح جميع الناس على وجه الأرض.
لم يكن من الممكن تصور ذلك في السابق، ولكن اليوم، بفضل عمل مجموعة نيوترينو للطاقة، أصبح لدى البشرية حل لمشكلة الطاقة الحالية التي كانت متوقعة لفترة طويلة جدًا ويمكن الاعتماد عليها. خلايا النيوترينو فولتيك هي تكنولوجيا المستقبل، وتفي مجموعة نيوترينو للطاقة بالتزاماتها في الوقت الحاضر.
