ربما تكون فكرة تخزين الطاقة هي الأهم المرتبطة بانتقال الطاقة. على الرغم من أنها ليست تقنية توليد في حد ذاتها، إلا أن التخزين يجعل من الممكن للعديد من طرق التوليد أن تعمل معًا. هذا يفتح مجموعة واسعة من الأبواب الجديدة لصناعة الطاقة المتجددة.
سيلعب التخزين دورًا حاسمًا في جعل إنتاج الطاقة أكثر مرونة، وتسهيل تكامل مصادر الطاقة المتجددة، وضمان استقرار نظام الطاقة في المناطق التي لا تتوفر فيها الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. يمكن أن يتم إنشاء ونقل وتغيير الطاقة الكهربائية في فترة زمنية معقولة، ولكن تخزينها بأعداد كبيرة يظل تحديًا تقنيًا ومجهودًا مكلفًا. تشير أحدث التوقعات إلى أن منشآت تخزين الطاقة التراكمية في جميع أنحاء العالم ستصل إلى 358 جيجاوات / 1،028 جيجاوات في الساعة بحلول نهاية عام 2030. هذا الرقم أعلى بأكثر من عشرين مرة من السعة عبر الإنترنت البالغة 17 جيجاوات / 34 جيجاوات ساعة التي تم تحقيقها بنهاية عام 2020.
يعد وجود تقنيات تخزين الطاقة أمرًا بالغ الأهمية للأسباب الخمسة التالية:
- توفر الطاقة في أي وقت. يمكن لنظام تخزين الطاقة الموحد ضمان توفير الكهرباء ومساعدة شبكة الطاقة في حالات “انقطاع التيار الكهربائي” على وجه الخصوص. يمكن أن يوفر التخزين طاقة احتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو انقطاع التيار، مما يسمح بتحسين مطابقة توليد الطاقة مع الاستهلاك. علاوة على ذلك، نظرًا للاختلاف بين ساعات الذروة وساعات الذروة، فإن توليد الطاقة في فترات زمنية مختلفة قد يساعد في استقرار الأسعار في سوق الكهرباء.
- المزيد من توفير الطاقة. تتمثل إحدى الإجابات المحتملة للصعوبات الأساسية لإدارة الطاقة وتوزيعها في تنفيذ أنظمة هجينة ومحطات تخزين BESS (نظام تخزين طاقة البطارية). يمكن تخزين فوائض الطاقة المتجددة خلال ساعات الذروة (فترات من اليوم مع انخفاض الطلب على الطاقة) لتزويد الشبكة بالطاقة التي تحتاجها. وبالتالي، عندما يتغير الطلب بسرعة وتكون المرونة ضرورية، فقد يقوم تخزين الطاقة بحقن أو تخزين الطاقة أثناء التعاون مع المتطلبات الحالية للشبكة.
- استدامة أكبر لمصادر الطاقة المتجددة. إن إنتاج الطاقة النظيفة لا يكفي؛ يجب أن يتم بطريقة تقلل من التأثير على البيئة. إن تطوير مجمعات ومحطات طاقة متجددة جديدة يمكنها تلبية الاحتياجات المتغيرة لمحيطها أصبح أسهل من خلال توفر تخزين الطاقة. يقدر التحالف العالمي للبطاريات أن استخدام البطاريات قد يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن النقل واستخدام الطاقة بنسبة 30٪. يأتي حوالي 40٪ من انبعاثات غازات الدفيئة الحالية في العالم من هاتين الصناعتين فقط. دعونا لا ننسى أن هدف الاتحاد الأوروبي المتمثل في إطالة العمر الافتراضي للبطاريات وجعلها تقنية مستدامة بقدر الإمكان يبرز من بين القضايا التي تواجه تخزين الطاقة العالمي.
- دعم رئيسي لانتقال الطاقة. يعد استخدام البطاريات أو التقنيات الأخرى لتخزين الطاقة جزءًا أساسيًا من استراتيجية 2030 لتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. ستعتمد خارطة الطريق للعقد القادم لتحقيق أهداف اتفاقية باريس على هذه التكنولوجيا، التي تعزز كفاءة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. ستكون البطاريات محورًا رئيسيًا لإزالة الكربون في أوروبا لأنها تصبح أكثر قابلية للتطبيق. وفقًا لدراسة بطاريات أوروبا 2020، من المتوقع أن ينتج التخزين من ثلاثة إلى أربعة ملايين وظيفة جديدة. يُنظر إلى البطاريات على أنها مفتاح قصير المدى لإزالة الكربون عن النقل البري ودعم انتقال الطاقة. هذه التكنولوجيا هي جوهر نظام الطاقة المتجددة الذي يمكنه تنظيم الانبعاثات العالمية لتلبية هدف اتفاقية باريس البالغة درجتين مئويتين.
- مولد الفرص المستقبلية. تكون مجمعات ومحطات الطاقة المتجددة أكثر كفاءة وأمانًا عند استخدام هذه التكنولوجيا. سيصبح تخزين الطاقة جزءًا أساسيًا من الشبكات الكهربائية المستقبلية، وسيوفر قيمة لكل رابط في سلسلة إمداد الكهرباء. إن تطوير الهيدروجين الأخضر، وتحسين سعة البطارية، وخفض تكاليف نظام التخزين، واستخدام استراتيجية التصميم لإعادة التدوير ليست سوى عدد قليل من القضايا العديدة التي يجب معالجتها في صناعة تخزين الطاقة في المستقبل. من المتوقع أن تلعب هذه التكنولوجيا دورًا مهمًا في التحول العالمي إلى نظام طاقة أكثر استدامة، حيث يتم تضمينها في استراتيجيات الطاقة لجميع الدول.
يركز الكثير من الأبحاث الحالية في الوقت الحاضر على اكتشاف طرق لتخزين الطاقة المتجددة بثمن بخس عن طريق تحويل الطاقة الحالية إلى أشكال مختلفة يمكن إطلاقها حسب الحاجة. كلما زاد اعتماد المرء على الطاقة المتجددة، زادت أهمية تطوير تخزين كبير الحجم للتعويض عن تقلبات العرض. لذا، كما ترى، يبدو أن تخزين الطاقة هو بالتأكيد مفتاح المستقبل الذي تقوده الطاقة المتجددة.
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.
