【تطبيقات الطاقة الجديدة】 هناك حاجة ملحة لتطوير تقنيات تخزين الطاقة ذات السعة الكبيرة، من أجل استيعاب الكميات الهائلة من طاقة الرياح والشمس في المستقبل

معاناة طاقة الرياح والطاقة الشمسية
مع تزايد أهمية قضايا أمن الطاقة وحماية البيئة وتغير المناخ، أصبحت مصادر الطاقة المتجددة تحظى باهتمام كبير. وبما أن تقنيات توليد الطاقة من المياه قد نضجت إلى حد كبير، فإن معدل توليد الطاقة منها مرتفع، ولذلك لا تُدرج الأبحاث الدولية المتعلقة بمصادر الطاقة المتجددة عادةً تقنيات توليد الطاقة من المياه ضمنها. 　　منذ عام 2000، شهدت بلادي زيادة كبيرة في قدرة توليد الطاقة من المصادر المتجددة، وخاصة الطاقة الكهرومائية والطاقة الشمسية. حاليًا، تحتل بلادي المرتبة الأولى عالميًا من حيث القدرة الإجمالية لتوليد الطاقة الريحية، بينما تحتل المرتبة الثانية من حيث القدرة الإجمالية لتوليد الطاقة الشمسية. 　　المناظر رائعة للغاية. أشارت جمعية الهندسة الكهربائية في الصين في تقريرها إلى أن هناك فرصًا كبيرة لتطوير مجالات طاقة الرياح والطاقة الشمسية في بلادنا في المستقبل، ومن المتوقع أن يصل حجم الطاقة المولدة من هذه المصادر بحلول عام 2020 إلى 300 مليون كيلوواط، وهو ما يعادل ثلاثة أضعاف القدرة الإجمالية الحالية لتوليد الطاقة. 　　المستقبل مشرق، لكن الطريق مليء بالتعقيدات. ووفقًا للمعلومات المتوفرة، فإن مجالي طاقة الرياح والطاقة الشمسية في بلادنا يتميزان بـ “التطور على نطاق واسع، والبناء المركزي، ونقل الطاقة على مسافات طويلة”. على سبيل المثال، تُعد بلادنا الدولة الوحيدة في العالم التي تقوم ببناء منشآت لطاقة الرياح على نطاق واسع (بسعة تزيد عن 10 ملايين كيلوواط)، وتتركز هذه المنشآت بشكل أساسي في مناطق “الشمال الثلاث” (شمال الصين، شمال شرق الصين، وشمال غرب الصين). كما أن سرعة بناء شبكات الكهرباء بطيئة جدًا، بالإضافة إلى انخفاض مستوى الطلب على الكهرباء في تلك المناطق. وباختصار، لا يوجد طلب كافٍ على الكهرباء، مما يؤدي إلى هدر طاقة الرياح والطاقة الشمسية. 　　“إن التخلي عن استخدام الطاقة الريحية والطاقة الشمسية أمر لا يرغب أحد في رؤيته. من الناحية التقنية، يتم بناء مصادر الطاقة، لكن لا يتم بناء شبكات نقل الطاقة، مما يؤدي إلى تقييد قدرة التوريد. وثانيًا، هناك حالات يكون فيها إنتاج الطاقة أكبر من استهلاكها. ”قال وانغ ويشينغ لمراسلي صحيفة “المالية الأولى” إنه في الوقت الذي يزداد فيه استخدام طاقة الرياح والطاقة الشمسية على نطاق واسع، فإن الشبكة الكهربائية مضطرة، بسبب بعض القيود الأخرى، إلى تقليل استخدام طاقة الرياح والطاقة الشمسية. 　　وهذا يثير سؤالًا، فتوليد الطاقة من الرياح والطاقة الشمسية يعاني من عيب “طبيعي” وهو التقلب وعدم الاستقرار، مثل وجود رياح أحيانًا وغيابها أحيانًا أخرى، أو اختلاف قوة الرياح، وكل ذلك يؤثر على كمية الطاقة المنتجة من الرياح. كما أن الطاقة الشمسية تعمل بشكل جيد في الأيام المشمسة، لكنها تتوقف عن العمل في الليل أو عندما تكون السماء مغطاة بالغيوم، لذلك لا يمكن أن تشكل نسبة كبيرة من مصادر الطاقة، ويجب استخدام مصادر طاقة أخرى مثل الطاقة الكهرومائية لتعويض ذلك، وإلا فإن ذلك سيؤثر على استقرار شبكة الكهرباء.

متى سيصبح التخزين الكبير للطاقة شائعًا؟ في مواجهة مشكلة رفض استخدام الطاقة الناتجة عن طاقة الرياح والطاقة الشمسية، تعمل شبكات الكهرباء حاليًا على إيجاد حلول لهذه المشكلة. ومن المخطط دمج شبكات الكهرباء الحالية في شبكتين كبيرتين في الشرق والغرب بحلول عام 2020، ثم دمجهما في شبكة واحدة بحلول عام 2025، وذلك لتمكين استخدام الطاقة الزائدة في منطقة “الشمال الثلاثي” بشكل أفضل. 　　لكن، في الوقت الذي يتم فيه إيجاد “أسواق لبيع” الطاقة الريحية والطاقة الشمسية، يجب أيضًا تحسين خصائص تشغيل شبكة الكهرباء بفعالية. وإلا، فإن الطاقة الشمسية، التي تتسم بتقلبات كبيرة في الطاقة المنتجة، لن تتمكن من الاندماج بفعالية في شبكة الكهرباء، نظرًا لأنها موجودة على نطاق واسع وبشكل مركزي في بعض مناطق البلاد. 　　كان هناك إجماع بين رئيس جمعية الهندسة الكهربائية في الصين، تشنغ باوسن، والحضور على أن تقنيات التخزين ذات السعة الكبيرة لا تساعد فقط في تخفيف تقلبات الطاقة الناتجة عن طاقة الرياح والطاقة الشمسية، وبالتالي تسهيل استخدامها على نطاق واسع، بل إنها أيضًا تساعد في تنظيم تدفق الطاقة في الشبكة الكهربائية وتعزيز قدرتها على العمل بشكل آمن ومستقر. 　　الأحلام واسعة، لكن الواقع قاحل. نظرًا للظروف التقنية الحالية، فإن عمر المنتجات وسعرها يشكلان حاجزين يمنعان توفر تقنيات التخزين ذات السعة الكبيرة لدى عامة الناس. 　　“نظرًا للقيود المتعلقة بالسعر والعمر الافتراضي وغيرها، فإن تقنيات تخزين الطاقة ذات السعة الكبيرة ليست مقبولة من الناحية الاقتصادية، ولا يزال تخزين الطاقة عن طريق سحب المياه هو الخيار الوحيد الممكن حاليًا. ”لكن وانغ ويشينغ أخبر مراسلي “صحيفة الاقتصاد الأولى” أيضًا أنه من الناحية الإيجابية، فإن تقنيات تخزين الطاقة ذات السعة الكبيرة في طور التطور، كما يتم اختبار استخدامها على نطاق واسع وفي الأغراض التجارية. 　　ما يبعث على الأمل هو أن كفاءة تقنيات تخزين الطاقة وعمرها الافتراضي في تحسن مستمر، كما أن أسعارها المرتفعة تنخفض بمعدل نصف تقريبًا كل 5 إلى 10 سنوات. 　　“مع تطور تقنيات تخزين الطاقة المختلفة، وانخفاض تكاليف التخزين الكيميائي باستمرار، بالإضافة إلى تحسن السياسات ذات الصلة، ستزداد الحاجة إلى أنواع جديدة من وسائل التخزين الكيميائي في شبكات الكهرباء. ”أفادت الجمعية الصينية لهندسة المحركات في تقريرها بأن الفترة الممتدة من الخطة الخمسية الثالثة عشرة ستكون مرحلة يتطور فيها تقنية التخزين الكيميائي تدريجيًا نحو زيادة السعة والكفاءة وطول العمر، كما من المتوقع أن تدخل هذه التقنية مرحلة التطبيق التجاري.

الطاقة الخضراء المولدة من طاقة الرياح، كيفية استغلالها بشكل فعال، يبدو أن الأمر يحتاج إلى وقت.

الآن، هناك العديد من مزارع طاقة الرياح على السواحل، وهناك أموال كافية لبناء هذه المزارع، لكنها لا تؤدي الغرض المطلوب، وهو ما يُعتبر إهدارًا. من المشاكل الكبيرة في طاقة الرياح والطاقة الشمسية عدم استقرار إنتاجهما، لكن تقنيات تخزين الطاقة ساعدت في حل هذه المشكلة، مما يحول هذه المزارع من مجرد أدوات زخرفية إلى أدوات فعّالة حقًا

الجميع يدعو إلى ترشيد استخدام الموارد وحماية البيئة، ولا يزال سوق طاقة الرياح والطاقة الشمسية جيدًا

في الوقت الحالي، يُعد الاندماج مع الشبكة عائقًا كبيرًا أمام تطوير مصادر الطاقة النظيفة مثل توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. إذا تم تطوير تقنيات تخزين الطاقة ذات السعة الكبيرة والكفاءة العالية والعمر الطويل، فيمكن حل مشكلة تطوير صناعة الطاقة الجديدة.

تجرب المناطق الساحلية تقنية تجمع بين طاقة الرياح والطاقة الشمسية وطاقة المد والجزر مع محطات تخزين الطاقة

آفاق الطاقة الريحية والشمسية مشرقة للغاية، لكن هناك بالفعل قيود تتعلق بالتكلفة والعمر الافتراضي والعمل المتقطع، مما يتطلب من الفنيين البحث المستمر والتغلب على التحديات وتحقيق اختراقات تقنية، حتى نحصل على مستقبل أفضل. وعندها لن نكون مقيدين بواردات النفط، كما سيقل القيود التي تعيق التنمية! أتطلع