اتجاهات تطور أبحاث تقنيات تخزين الطاقة على مستوى العالم
Thread Content
في 19 يناير، أفادت الوكالة العالمية للطاقة بأن تكلفة تخزين الطاقة باستخدام الخلايا الشمسية ستنخفض بنسبة 70% خلال الـ15 عامًا القادمة، وذلك بفضل التقدم التكنولوجي في مجال الخلايا الشمسية الجديدة وغيرها من التقنيات. مع الانخفاض السريع في التكاليف، دخل قطاع تخزين الطاقة مرحلة نمو سريع، وتتوفر فرص كبيرة في السوق مستقبلاً. سيساعد تخزين الطاقة على نطاق شبكة الكهرباء في جعل إمدادات الطاقة المتجددة أكثر مرونة، كما سيسمح بزيادة كمية الطاقة المضافة إلى الشبكة بسرعة خلال أوقات الذروة في الطلب على الكهرباء. حاليًا، تجعل أنظمة البطاريات ذات التكلفة العالية مشغلي محطات التوليد غير قادرين على نشر أنظمة تخزين الطاقة على نطاق تجاري. لكن مع زيادة الإنتاج، ستنخفض تكاليف بعض تقنيات تخزين الطاقة. مؤخرًا، وجدت جامعة ساوثهامبتون في بريطانيا بالتعاون مع شركة REAP systems نوعًا جديدًا من البطاريات الليثيومية، يمكن استخدامه كوسيلة لتخزين الطاقة في أنظمة الطاقة الشمسية. ويمكن لهذه البطاريات أن ترفع كفاءة تخزين الطاقة إلى 95%، مما يساعد في خفض تكاليف توليد الطاقة الشمسية بشكل كبير. لا تزال معظم أنظمة الطاقة الشمسية الحالية تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية كوسيلة لتخزين الطاقة، لكن بالمقارنة معها، يمكن لبطاريات الليثيوم الحديد الفوسفاتية أن تُظهر مزاياها الكاملة، ومن ضمنها تحسين كفاءة تخزين الطاقة، وإطالة عمر البطارية، وخفض التكلفة لكل وحدة من الطاقة المخزنة. تُستخدم بطاريات الليثيوم من هذا النوع كأجهزة تخزين للطاقة، حيث يمكنها رفع كفاءة استخدام الطاقة إلى 95%، وهو ما يتجاوز بكثير نسبة 80% التي توفرها البطاريات التقليدية المصنوعة من الرصاص، كما أن عمرها الافتراضي في عمليات الشحن والتفريغ يصل إلى 1600 مرة.
على الرغم من ذلك، لا تزال الخلايا بحاجة إلى مزيد من الاختبارات قبل استخدامها في أنظمة توليد الطاقة الشمسية التجارية. لكن الأبحاث أظهرت أن بطاريات LiFePO4 يمكن أن تزيد من كفاءة أنظمة توليد الطاقة الشمسية، كما يمكنها المساعدة في خفض تكاليف تركيبها وصيانتها. مقارنةً بالبطاريات التقليدية ذات الرصاص والحمض، تتمتع بطاريات LiFePO4 بكفاءة أعلى، وعمر افتراضي أطول، ووزن أقل، بالإضافة إلى تكلفة أقل. تخزين الطاقة هو حلقة أساسية في تحقيق شبكة الطاقة. في المستقبل، سيتم ربط العديد من مرافق الشحن ومصادر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشبكة الكهرباء. كما أن استخدام وسائل تخزين الطاقة يمكن أن يساعد في تخفيف التقلبات الناتجة عن توليد الطاقة الموزعة، وبالتالي تقليل الضغط على شبكة الكهرباء. في الوقت نفسه، سيسرع إصلاح قطاع الكهرباء من تفعيل جانب المستخدمين، وسيظهر دور تخزين الطاقة في تقليل الأحمال في أوقات الذروة وتعويضها في أوقات الانخفاض. في المرحلة الحالية، سيساهم الفارق الكبير في أسعار الكهرباء بين أوقات الذروة وأوقات الانخفاض في بعض المناطق في تعزيز تطوير تقنيات تخزين الطاقة، مما يقلل بشكل مباشر من تكاليف استخدام الكهرباء لدى الشركات، وبالتالي يحقق فوائد اقتصادية. تمر صناعة تخزين الطاقة بمرحلة نمو سريع، وتتناسب خصائص تخزين الطاقة باستخدام البطاريات الليثيومية بشكل مثالي مع الاحتياجات الخاصة لتخزين الطاقة في محطات الطاقة الشمسية الموزعة ومحطات الاتصالات. مع استمرار انخفاض أسعار الخلايا الشمسية، يزداد حجم التركيبات المستخدمة في توليد الطاقة، وبالتالي يزداد الطلب على أنظمة تخزين الطاقة بشكل كبير. في النصف الأول من هذا العام، أطلقت شركة تسلا منتجات لتخزين الطاقة باستخدام البطاريات الليثيومية، وهي “حزم الطاقة” و“جدران الطاقة”， وقد أصبحت هذه المنتجات رمزًا لأنظمة تخزين الطاقة باستخدام البطاريات الليثيومية في المشاريع الشمسية الموزعة. وأصبح اتجاه تصغير ودمج محطات الاتصالات هو الدافع الرئيسي وراء استخدام البطاريات الليثيومية كمصدر طاقة احتياطي لهذه المحطات. مع التوسع التدريجي في استخدام بطاريات الليثيوم لتخزين الطاقة، بدأت الشركات المحلية والدولية في التوسع في هذا المجال. تمثل عدة مشاريع كبيرة في نهاية عام 2015 بداية تحول صناعة التخزين من مشاريع بحثية وتجريبية إلى مشاريع ذات جدوى تجارية. ووفقًا لمشروع تخزين الطاقة التكنولوجي التابع لشركة IHS وقاعدة بيانات الشركات، من المتوقع أن يبلغ حجم مشاريع البطاريات المتصلة بالشبكة العالمية حوالي 900 ميجاوات، ومن المتوقع أن يتضاعف سوق تخزين الطاقة المتصل بالشبكة في عام 2016. من المتوقع أن يشكل سوق تخزين الطاقة في الولايات المتحدة ما يقرب من نصف القدرة الإجمالية المخطط لتركيبها (حوالي 45%)، بينما سيكون النصيب في اليابان 20%.
هل توجد حاليًا تقنيات لتصنيع بطاريات LiFePO4 في البلاد؟