أبرز 5 اتجاهات للابتكار في تخزين الطاقة لعام 2025

شهد سوق تخزين الطاقة العالمي في عام 2023 توسعًا غير مسبوق، حيث تضاعف حجمه ثلاث مرات تقريبًا. وقد جاء هذا النمو الكبير مدفوعًا بانخفاض الأسعار إلى مستويات تاريخية، خصوصًا في الصين، حيث انخفضت تكاليف أنظمة التخزين لمدة ساعتين بنسبة 43% مقارنة بالعام السابق، لتصل إلى 115 دولارًا أمريكيًا لكل كيلوواط/ساعة.

مع إضافة 45 جيجاواط (97 جيجاواط/ساعة) في عام 2023، يتوقع أن تتجاوز سعة التخزين 100 جيجاواط/ساعة لأول مرة في عام 2024، مع استمرار الصين في تصدر السوق العالمي. أما الولايات المتحدة، فتأتي في المرتبة الثانية، مدفوعة بأهداف حكومية واستثمارات من المرافق. وفي أوروبا والشرق الأوسط وأفريقيا، تظل البطاريات المنزلية هي المحرك الرئيسي للطلب، مع تصدر ألمانيا وإيطاليا.

فيما يلي أبرز 5 اتجاهات ابتكارية في تخزين الطاقة لعام 2025:

1. البطاريات الصلبة  (Solid-State Batteries)

البطاريات الصلبة هي تقنية تخزين طاقة قابلة للشحن تعتمد على إلكتروليت صلب بدلًا من السائل. تُعتبر هذه البطاريات أكثر أمانًا واستقرارًا بسبب بنيتها الصلبة، مما يقلل من خطر الاشتعال أو التلف.

أبرز المزايا:

• كثافة طاقة أعلى: تمتلك البطاريات الصلبة كثافة طاقة أكبر بمقدار 2-2.5 مرة مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون.
• شحن فائق السرعة: يمكن شحن هذه البطاريات من 0% إلى 80% خلال 15 دقيقة فقط.
• أمان محسّن: بفضل غياب الإلكتروليت السائل، تقل مخاطر الحرائق والدوائر القصيرة.

التحديات:

• بدائل منافسة: مثل بطاريات الفلوريد وبطاريات السيليكون التي تقدم أداءً فائقًا.
• تعقيد التصنيع: يتطلب إنتاج البطاريات الصلبة أدوات دقيقة ومعرفة تقنية متقدمة.

بلغت قيمة السوق العالمية لهذه البطاريات 0.8 مليار دولار في عام 2021، ويتوقع أن تصل إلى 13.15 مليار دولار بحلول عام 2030، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 36%

2. أنظمة تخزين الطاقة الهجينة  (Hybrid Energy Storage Systems)

تتكون أنظمة التخزين الهجينة من أكثر من نوع واحد من أجهزة التخزين، مثل البطاريات والمكثفات الفائقة وخلايا الوقود. تُعد هذه الأنظمة حلًا مستدامًا لتطبيقات الشبكات الصغيرة والطاقة المتجددة.

أبرز المزايا:

• تحسين الكفاءة: تعمل على تحسين استغلال موارد الطاقة وتقلل الانبعاثات الكربونية.
• خفض التكاليف: تقلل من النفقات الأولية والجارية من خلال دمج عدة مكونات.

التحديات:

• إنتاجية محدودة: تعتمد على كمية الطاقة المخزنة.
• إدارة الطاقة: قد تكون معقدة بسبب غياب خيارات التحكم الفعّال.

بلغت قيمة السوق العالمية لهذه الأنظمة 11.93 مليار دولار في 2021، ومن المتوقع أن تصل إلى 22.30 مليار دولار بحلول 2030.

3. أنظمة تخزين الطاقة طويلة المدى (Long-Duration Energy Storage Systems)

تُستخدم هذه الأنظمة لتخزين الطاقة لمدة تتجاوز 10 ساعات، مما يدعم التكامل مع مصادر الطاقة المتجددة ويوفر طاقة احتياطية أثناء انقطاع الشبكة.

أبرز المزايا:

• دعم المرونة: تساعد في مواجهة الأحداث غير المتوقعة التي قد تستمر لأيام.
• توازن الطاقة: تخزن الطاقة في أوقات الوفرة وتطلقها في فترات الطلب العالي.

التحديات:

• التكلفة: تظل مرتفعة مقارنة بأنظمة التخزين الأخرى.
• التقنيات: تحتاج إلى تطوير تقنيات أكثر نضجًا وفعالية.

بلغت قيمة السوق 4.4 مليار دولار في 2022، ومن المتوقع أن تصل إلى 15.1 مليار دولار بحلول 2030.

4. الشبكات الذكية  (Smart Grids)

الشبكات الذكية هي شبكات كهربائية تستخدم تقنيات حديثة لتحسين الكفاءة وتقليل الفاقد. تُعد عاملًا رئيسيًا في تعزيز الاعتماد على الطاقة المتجددة.

أبرز المزايا:

• توازن الحمل تلقائيًا: يقلل من مخاطر الأعطال.
• زيادة الكفاءة: يُقلل من الفاقد الكهربائي أثناء التوزيع.
• تكامل الطاقة المتجددة: يُعزز من استغلال مصادر الطاقة الشمسية والرياح.

التحديات:

• تكاليف أولية مرتفعة: تتطلب استثمارات كبيرة في البنية التحتية.
• إدارة البيانات: تحتاج إلى تقنيات متقدمة لتحليل البيانات المعقدة.

بلغت قيمة السوق 43.1 مليار دولار في 2021، ومن المتوقع أن تصل إلى 206.25 مليار دولار بحلول 2030.

5. محطات الطاقة الافتراضية  (Virtual Power Plants – VPP)

محطات الطاقة الافتراضية هي شبكات تجمع مصادر الطاقة المتجددة الصغيرة لتعمل ككيان واحد، مما يُعزز من استقرار الشبكة وكفاءتها.

أبرز المزايا:

• تعزيز استقرار الشبكة: توفر توازنًا بين الإنتاج والطلب.
• خفض الانبعاثات: تُقلل من الاعتماد على المحطات ذات الانبعاثات العالية.

التحديات:

• البنية التحتية: تحتاج إلى تقنيات متقدمة واتصالات متطورة.
• الاستقرار: يجب الحفاظ على استقرار الشبكة مع زيادة الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة.

بلغت قيمة السوق 0.88 مليار دولار في 2021، ومن المتوقع أن تصل إلى 6.47 مليار دولار بحلول 2028.

 الخاتمة:

يمثل تخزين الطاقة عنصرًا حاسمًا في التحول نحو مستقبل أكثر استدامة. تقدم الاتجاهات الخمسة المذكورة أعلاه حلولًا مبتكرة لمواجهة تحديات الطاقة المتجددة، مع تحقيق مكاسب كبيرة في الكفاءة وخفض التكاليف. على الرغم من التحديات القائمة، يُتوقع أن تلعب هذه التقنيات دورًا رئيسيًا في تعزيز الاعتماد على الطاقة النظيفة ودعم شبكات الطاقة الذكية.