شركات تخزين الطاقة تعمل على تحويل السيارات والمنازل إلى شبكات “التزويد بالكهرباء”

بحلول عام 2050، ستوفر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ما يقرب من نصف الكهرباء في العالم، مما ينهي عصر الطاقة الذي يهيمن عليه الفحم والغاز، وفقًا لتوقعات BloombergNEF، خدمة الأبحاث الأساسية في بلومبرج إل بي حول انتقال الطاقة.

ولكن ذلك لا يمكن أن يحدث دون تخزين، حيث إن التحول من نظام الكهرباء الذي توفره محطات الوقود الأحفوري الكبيرة والذي يعمل دون انقطاع فعليا إلى مزيج أكثر عشوائية من المصادر المتجددة الأصغر والمتقطعة يحتاج إلى تخزين للطاقة للتغلب على عقبتين رئيسيتين: استخدام الطاقة التي يتم حصادها خلال اليوم لتوفير ذروة الطلب على الطاقة في المساء والتأكد من توفر الطاقة حتى عندما تنعدم الرياح أو تغرب الشمس.

ولا تزال بطاريات ليثيوم أيون محدودة من حيث كمية الطاقة التي يمكن تخزينها، وعادة ما تكون قادرة على توفير الطاقة للشبكات لساعات فقط في وقت واحد، وليس أيام أو أسابيع، والأهم من ذلك، أن المخاوف تتصاعد بشأن التكاليف البيئية لاستخراج الليثيوم في صحراء أتاكاما الجافة في تشيلي وصناعة الكوبالت التي شوهها استخدام عمالة الأطفال في جمهورية الكونغو الديمقراطية لتزويد مصنعي البطاريات، وقد بدأ القطاع مؤخرا في الاستعداد للحاجة المستقبلية لإعادة تدوير أو التخلص من سيل من حزم البطارية منتهية الصلاحية.

ولكن ديفيد فرانكل، الشريك في شركة ماكينزي وشركاه في لوس أنجلوس، التي تضم عملائها شركات الطاقة والصناعة، متفائل، حيث قال إن تكنولوجيا تخزين البطاريات تقترب من نقطة تحول مثل تلك التي رافقت التبني “الضخم” للطاقة الشمسية قبل بضع سنوات.

ويقول ماركوس فيندت، العضو المنتدب في شركة Mobility House GmbH، إن الاعتماد السائد للسيارات الكهربائية هو المرحلة الثالثة الكبرى في تحول قطاع الطاقة العالمي – ثمرة طبيعية لمرحلتين سابقتين، وهما انتشار الطاقة المتجددة الأرخص وتطور البطاريات.

ووفقا لتوقعات BNEF في شهر مايو، بحلول عام 2040، ستكون حوالي 60٪ من مبيعات السيارات الجديدة وحوالي ثلث سيارات الركاب على الطريق كهربائية.

في جزيرة بورتو سانتو البرتغالية، وهي نقطة مركزية تبلغ مساحتها 16 ميلا مربعا في المحيط الأطلسي حيث عاش كريستوفر كولومبوس لفترة من الوقت، أصبح تقارب شركة صناعة السيارات والمرافق العامة واضحا.

تقوم رينو وإي إس دي إلكتريك دي دا ماديرا باختبار مجموعة من تقنيات التخزين حيث يسعى المجتمع المنعزل للحد من واردات الوقود الأحفوري، حيث أن 20 سيارة كهربائية – ترتفع إلى 100 سيارة أو نحو ذلك العام المقبل – تجوب الشوارع.

ويختبر سكان الجزر أيضا شبكة تضم حوالي 40 محطة شحن، وقد تم ربط بنوك البطاريات ذات العمر الافتراضي – وهي خلايا لم تعد قوية بما يكفي لاستخدامها في سيارة ولكنها تظل كافية لتطبيقات التخزين الأقل كثافة – بشبكة محلية لامتصاص الطاقة الزائدة من مزارع الرياح والطاقة الشمسية.

لدى شركة صناعة السيارات الفرنسية مشروع ثانٍ في Belle-Ile-en-Mer، قبالة الساحل الشمالي الغربي لبريتاني، في إحدى المدارس بالجزيرة، تعمل ألواح الطاقة الشمسية وبطاريات الصفوف الدراسية على توفير الطاقة خلال الأسبوع وأسطول من السيارات المستأجرة خلال عطلة نهاية الأسبوع، وقد أبرمت رينو اتفاقية مع شركة Electricité de France SA لتوسيع هذه التجارب في أماكن أخرى.

الخطوة التالية في تكنولوجيا التخزين هي تحويل السيارات الكهربائية إلى صانعي أموال لأصحابها، وتستلزم أحدث التجارب العالمية على طول هذه الخطوط تركيب بطاريات السيارات مباشرة على شبكات الطاقة، حيث تتيح هذه التوصيلات من مركبة إلى شبكة الشحن العكسي، ونقل الكهرباء في اتجاهين من السيارات إلى المنازل أو العودة إلى شبكات الطاقة، ويمكن لبطارية السيارة تشغيل الأجهزة المنزلية بالتأكيد، ولكن الأهم من ذلك، أنه عندما يتم إيقافها وتوصيلها، يمكن للسيارة أن تجني الأموال من خلال تخزين الطاقة أو المساعدة في استقرار العرض والطلب على الشبكة.

سيكون السائقون قادرين على حمل الطاقة المتجددة أينما ذهبوا، ويقول Fendt، من Mobility House، الذي يعمل مع Nissan Motor و Renault ومشغل الشبكة الهولندية Tennet Holding وعملاء آخرين: “يمكنك أن تكون شبكة افتراضية”.

وقد بدأت رينو اختباراتها في أوتريخت، في هولندا، حيث تم تزويد السيارات الكهربائية بأجهزة شحن قابلة للعكس، وتقول ياسمين آصف، مدير برنامج أعمال الطاقة الجديدة في رينو، في أوتريخت وأماكن أخرى في أوروبا: “إننا لا نختبر الجزء التقني كثيرا، فما نريد حقاً اختباره هنا هو حالة العمل “.

تقول آصف، يمكن للعملاء بالفعل كسب بعض المال عن طريق شحن سياراتهم وفقًا لجدول زمني يحدده توفر الطاقة على الشبكة، وفي إطار برنامج رينو الذي يعمل في هولندا ، فإن المستهلك العادي يحصل على 60 يورو (67 دولارًا) سنويًا من فائدة الشحن خلال فترات انخفاض الطلب فقط.

في هاغن، ألمانيا، تم توصيل نيسان ليف بشبكة الكهرباء في البلاد منذ يناير، ومن خلال تخزين الطاقة عندما يكون هناك فائض وإعادته إلى الشبكة مع ارتفاع الطلب، يمكن أن تكسب السيارة في نهاية المطاف حوالي 1000 يورو في السنة، كما يقول فيندت.

من المرجح أن تجد شركات الركوب التشاركي مثل Uber Technologies Inc. ومشغلين آخرين للأساطيل الكبيرة طرقا لتوليد إيرادات إضافية من السيارات التي كانت متوقفة ولا تتقاضى أجورا عن طريق توصيلها بالشبكة، كما يقول Fendt.

وقد أصبحت شركات صناعة السيارات “جزءًا من النظام الإيكولوجي للكهرباء”، كما قالت آصف من شركة رينو، فهم لا يصنعون فقط السيارات التي يمكنها إعادة الطاقة إلى الشبكة، ومثل Tesla، تنتج نيسان وتبيع منتجات تخزين الطاقة، بينما تخطط شركة Volkswagen AG – وهي الشركة صاحبة الجدول الزمني الأكثر قوة لإضافة نماذج كهربائية – لتزويد المنازل والشركات الصغيرة بالطاقة المتجددة من خلال شركة تابعة تدعى “Elli Group GmbH”.

عمالقة النفط تستثمر أيضا في التخزين، فمن خلال قسم New Energies، تنفق Royal Dutch Shell Plc حوالي 2 مليار دولار سنويا على هذه التقنيات، وتقول الشركة إنها تريد أن تصبح أكبر شركة للطاقة الكهربائية في العالم بحلول أوائل الثلاثينيات.

بالإضافة إلى الحصول على مزود للكهرباء في المملكة المتحدة ومشغل لشحن السيارات، اشترت شل هذا العام شركة Sonnen GmbH في ألمانيا، وهي مورد رائد لأنظمة التخزين السكنية، وفي مايو، أعلنت شل عن خطط لتركيب بطاريات على نطاق صناعي في مرفقين في أونتاريو، ومصفاة لتكرير النفط الخام ومصنع لزيت المحركات، كما قامت شيفرون وتوتال وبي بي باستثمارات في شركات شحن أو تخزين السيارات الكهربائية.

وقد حددت Duke Energy خططًا لاستثمار أكثر من 500 مليون دولار في مشاريع تخزين البطاريات على مدار الخمسة عشر عاما القادمة، وتدرس المرافق الأخرى من كاليفورنيا إلى الصين كيف يمكن إضافة أنظمة البطاريات إلى الشبكات الحالية، مما قد يؤجل أو يلغي الحاجة إلى بعض الاستثمارات في محطات الطاقة.

يقول توم كينج، كبير مسؤولي الاستثمار في Nanuk Asset Management Pty، وهو صندوق مقره سيدني ويركز على مصادر الطاقة المتجددة، إن المستثمرين ربما يقللون من تأثير انخفاض أسعار البطاريات على قطاع الطاقة، فضلا عن السرعة التي سيحدث بها التغيير.

في موقع يبعد حوالي 150 ميلا إلى الشمال من أديليد في ولاية جنوب أستراليا، تقع محمية هورنسديل للطاقة، أكبر منشأة تعمل ببطاريات ليثيوم أيون في العالم، وهي عبارة عن كتلة بحجم المدينة تضم وحدات بطارية تسلا يصل ارتفاعها إلى مترين مربوطة بحقل 99 توربينات رياح شاهقة.

أنفقت شركة الطاقة المتجددة الفرنسية Neoen SA 56 مليون يورو على هورنسديل، والتي يمكنها توفير ما يكفي من الكهرباء لتزويد 30.000 منزل بالطاقة، لكن المهمة الرئيسية للمصنع هي المساعدة في تحقيق استقرار التقلبات في العرض والطلب، ومنع انقطاع التيار الكهربائي في دولة بحجم مصر حيث تشكل حصة متزايدة من مصادر الطاقة المتجددة ما يقرب من نصف توليد الطاقة.