【تطبيقات الطاقة الجديدة】كيف يمكن دمج الطاقة الشمسية الموزعة مع تقنيات تخزين الطاقة بشكل أفضل؟

يزداد الاهتمام بنموذج الطاقة الشمسية المرتبطة بأنظمة تخزين الطاقة. منذ عام 2013، أصبح استخدام أنظمة تخزين الطاقة أكثر شيوعًا في مشاريع توليد الطاقة المتجددة والشبكات الصغيرة، وهذه الظاهرة واضحة بشكل خاص في السوق الصينية. ووفقًا لإحصائيات غير كاملة من CNESA، ارتفعت نسبة مشاريع تخزين الطاقة في مجال توليد الطاقة الموزعة والشبكات الصغيرة من 24% من إجمالي مشاريع تخزين الطاقة في البلاد في عام 2013، إلى 46% في عام 2015. والأسباب الرئيسية لذلك أربعة: **أولاً، وجود خطط إيجابية للغاية لتطوير تقنيات الطاقة الشمسية على الأسطح، مع تقديم دعم مالي في شكل إعانات على تكلفة الكهرباء؛ ثانياً، تتناسب المشاريع الموزعة من حيث التكلفة والخصائص التقنية مع تقنيات تخزين الطاقة المستخدمة حالياً؛ ثالثاً، من واقع التجارب الدولية، فإن الهدف النهائي من توليد الطاقة بشكل موزع هو الاستخدام الذاتي، وبالتالي فإن استخدام تقنيات تخزين الطاقة أمر ضروري؛ رابعاً، يوجد العديد من نقاط الابتكار وفرص الربح المحتملة في نموذج الطاقة الشمسية المدعومة بتقنيات تخزين الطاقة، وهو ما يجعله المجال الأكثر جاذبية لدى المؤسسات المالية والاستثمارية.** ووفقًا لتقرير GTM/ESA، فإن استخدام التخزين الطاقي من قبل المستخدمين في الولايات المتحدة في عام 2014 شكل 10% فقط من إجمالي مشاريع التخزين الطاقي. لكن معدل نموه كان أسرع من معدل نمو التخزين الطاقي في شبكات الكهرباء ومحطات توليد الطاقة، ومن المتوقع أن يشكل 45% من إجمالي القدرات المُثبتة بحلول عام 2019. إدارة تكاليف الكهرباء (بما في ذلك تكلفة الكمية المستخدمة وتكلفة السعة) تُعد عاملاً مهماً في تطبيق تخزين الطاقة لدى المستخدمين. في الآونة الأخيرة، أصبح سوق تخزين الطاقة لدى المستخدمين في ألمانيا نشطًا للغاية، وبفضل السياسات مثل دعم تكاليف تركيب أنظمة تخزين الطاقة، وإعفاء ضريبة المبيعات، بالإضافة إلى القروض المصرفية ذات الفائدة المنخفضة، أصبحت جدوى استخدام أنظمة تخزين الطاقة في المنازل واضحة للغاية. ووفقًا للتوقعات، من المتوقع أن يرتفع عدد أنظمة الطاقة الشمسية المدمجة مع أنظمة تخزين الطاقة من 10,000 نظام في عام 2014 إلى 13,000 نظام في عام 2015، ومن المتوقع أن يصل هذا العدد إلى 60,000 نظام بحلول عام 2017.

من وجهة نظر الانتشار الواسع والكفاءة الاقتصادية، لا يزال أمام تطور نموذج تخزين الطاقة الضوئية في بلادنا مجال كبير للتحسين. أولاً، إذا أراد قطاع توليد الطاقة الشمسية في بلادنا أن يتحول إلى صناعة طاقة جديدة قابلة للاستدامة، فمن الضروري تحسين السياسات والإعانات المقدمة، بالإضافة إلى ابتكار نماذج تجارية وتمويلية جديدة. لا يزال النموذج التجاري السائد للطاقة الشمسية الموزعة في البلاد يعتمد على نموذج تطوير محطات الطاقة الأرضية، أي باستخدام رأس المال الخاص لمالكي المشاريع بالإضافة إلى التمويل من البنوك. كما أن فرص التمويل الجديدة محدودة، ولم يتم بعد إيجاد رابط بين أصول الطاقة الشمسية ورأس المال الاجتماعي. أما نموذج استخدام صناديق الاستثمار الصناعي لدفع تطوير المشاريع، فهو لا يزال قيد النقاش. ثانيًا، من وجهة نظر مشاركة التخزين في مشاريع الطاقة الشمسية، فإن غياب الدعم السياسي لتقنيات التخزين، بالإضافة إلى ارتفاع تكاليف التخزين، يجعل المشاريع التي تستخدم التخزين بشكل فعّال غير مربحة، كما أنها لا تمتلك نقاط ربح يمكن أن تجذب استثمارات الأسواق المالية. أخيرًا، فإن بعض القيمة الإضافية لتخزين الطاقة على جانب المستخدمين، مثل استغلال الفارق الكبير بين أوقات الذروة وأوقات الانخفاض لتحقيق أرباح من خلال بيع الطاقة في أوقات الانخفاض، أو الحصول على عوائد إضافية من خلال المشاركة في استجابة الطلب، كل ذلك يصعب تحقيقه في بلادنا في الوقت الحالي.

لذلك، فإن الدعم السياسي، الذي يشمل رفع الفارق بين أسعار الكهرباء في أوقات الذروة وأوقات الانخفاض، بالإضافة إلى الدعم المالي لتركيب أنظمة تخزين الطاقة ودعم أسعار الكهرباء المستخدمة في تخزين الطاقة، يُعد عاملاً ضرورياً لبناء مشاريع تخزين الطاقة. كما نأمل أن توفر الجولة الجديدة من إصلاحات قطاع الكهرباء منصة أكثر مرونة وقائمة على السوق لتطوير صناعة تخزين الطاقة، وبالتالي تعزيز دور تخزين الطاقة كمصدر طاقة يمكن الاعتماد عليه في التصدي للتغيرات المفاجئة في الطلب على الكهرباء. كما أن تحسين تقنيات تخزين الطاقة وخفض تكاليفها يُعدان عاملين مهمين يدفعان بتطبيقات تخزين الطاقة. ساهم تطور السيارات الكهربائية في تعزيز الإنتاج الصناعي لبطاريات الطاقة، مما يساعد على خفض التكاليف. كما أن تطور تقنيات تخزين الطاقة في مجالات مثل الاتصالات والنقل والتعدين والخدمات اللوجستية سيساهم أيضًا في خفض تكاليف التقنيات وتحسين مؤشراتها الأدائية. فقط في إطار سياسات الدعم، ومن خلال التعاون الوثيق بين الشركات التقنية والمؤسسات المالية، واستغلالها لقدراتها المهنية ومواردها المالية وخبرتها في السوق، يمكن توجيه ودفع تطور نماذج تخزين الطاقة المناسبة للسوق الصيني.

آفاق تخزين الطاقة واعدة للغاية. مؤخرًا، قامت عدة مؤسسات بحثية من مجالات مختلفة بتوقع حجم أنظمة تخزين الطاقة في المستقبل، وعلى الرغم من اختلاف التعريفات، إلا أنها تشير جميعًا إلى الثقة في النمو السريع لسوق تخزين الطاقة في المستقبل. ووفقًا لتوقعات CNESA، من المتوقع أن يصل حجم سوق تخزين الطاقة في الصين إلى 66.8 جيجاواط بحلول عام 2020، منها 35 جيجاواط مخصصة لتقنية تخزين الطاقة عبر ضخ المياه. أما حجم سوق التقنيات الأخرى لتخزين الطاقة، بما في ذلك بطاريات السيارات الكهربائية، فمن المتوقع أن يتجاوز 31 جيجاواط. يتم استخدام طاقة التخزين بالضخ بنسبة 100% في شبكة الكهرباء، بينما يتم استخدام حوالي 14% من طاقة التخزين في محطات الطاقة المتجددة المركزية (محطات الطاقة الشمسية المركزية، ومحطات CSP، ومزارع الرياح). أما نسبة استخدام طاقة التخزين لدى المستخدمين فهي 20%. ومن المتوقع أن يأتي 12% من طاقة التخزين المستخدمة في مجال السيارات الكهربائية من بطاريات الطاقة المستخدمة في هذا المجال. من وجهة نظر التطبيقات، سيكون بناء نظام إنترنت الطاقة الذي يعتمد على شبكة الكهرباء، وذلك بفضل دعم القطاعات المعنية في بلادنا، محور التطور في المستقبل. سيساهم تطور الإنترنت الطاقي في تعزيز الاستخدام الواسع لتقنيات تخزين الطاقة، وتحقيق نمو سريع في حجم المنشآت المُركبة. بالإضافة إلى ذلك، في شبكة الطاقة، لن تلعب تقنيات تخزين الطاقة الكهربائية دورًا مهمًا فحسب، بل ستلعب أيضًا تقنيات تخزين الحرارة والغاز والهيدروجين دورًا مهمًا. مع ثورة استهلاك الطاقة وإصلاح قطاع الكهرباء، من المتوقع أن تسبق بلادنا في المستقبل القريب الدول الأخرى في تحقيق الاندماج الأولي بين الطاقة والإنترنت في مجالات مثل الطاقة الموزعة، والشبكات الصغيرة، وإدارة الطلب، وإدارة الطاقة بموجب عقود، وخدمات الطاقة القائمة على البيانات.

في ظل الجهود المتزايدة في السنوات الأخيرة لتعزيز واستخدام السيارات الكهربائية، فإن السيارات الكهربائية، كوحدات تخزين للطاقة متحركة، ستلعب دورًا أكبر ضمن بنية شبكة الطاقة. في السنوات الأخيرة، أدى الانتشار الواسع لمصادر الطاقة المتجددة والسيارات الجديدة التي تعمل بالطاقة النظيفة إلى تهديد هيكل شبكات الكهرباء التقليدية وأمان تشغيلها، سواء من جانب نقل الطاقة أو توزيعها. تعتبر استجابة الطلب وسيلة فعالة لتنظيم عرض الطاقة من جانب مصادر توليد الطاقة والطلب عليها من جانب المستخدمين. كما يمكن لهذه الوسيلة أن تساعد في دمج مصادر الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية بشكل فعال، وهو أمر ذو أهمية كبيرة في حل مشكلة أحمال شحن السيارات الكهربائية، ومساعدة شبكة الكهرباء على التغلب على التقلبات في الطلب، بالإضافة إلى توسيع نطاق استخدام مصادر الطاقة المتجددة. على الرغم من أن صناعة تخزين الطاقة في الصين لا تزال تواجه مشاكل مثل غياب السياسات المناسبة، وضرورة تحسين المعايير التقنية، وصغر سعة الأنظمة، وارتفاع التكاليف، وعدم وضوح القيمة العملية لهذه التقنيات، بالإضافة إلى عدم كفاءة آليات المشاركة في سوق الكهرباء، إلا أن استخدام هذه التقنيات بشكل واسع في المستقبل أصبح أمرًا حتميًا، باعتبارها وسيلة فعالة لدمج مصادر الطاقة المتجددة على نطاق واسع وتحسين كفاءة استخدام الطاقة. إذا كان عام 2015 هو العام الذي بدأت فيه صناعة تخزين الطاقة تتطور تدريجيًا، وكانت تقنيات تخزين الطاقة في مرحلة الاستعداد للتطبيق، فإن فترة “الخطة الخمسية الثالثة عشرة” ستكون عصرًا جديدًا يشهد فيه تخزين الطاقة تحقيق اختراقات كبيرة، وإنشاء نماذج للتنمية المستدامة، بالإضافة إلى البدء في تطبيقها تجاريًا.