ماهي تقنيات التخزين المستقبلية غير البطاريات ؟
أنه مع زيادة الطلب على مصادر الطاقة المتجددة حول العالم لزم القول أن نجاح تقنيات الطاقة_المتجددة مرتبط كثيرا بنجاح تقنيات تخزين الكهرباء وذلك لتغطية الأحمال أثناء غياب الشمس والرياح وأيضا للحفاظ على استقرار الشبكة الكهربائية ما عدا ذلك لن نستطيع بدمج محطات الطاقة المتجددة في الشبكة بنسب كبيرة (يعتمد بشكل كبير على الشبكة ونوع محطات التوليد الموجودة فيها).
يشير تخزين الطاقة الكهربائية إلى عملية تحويل الطاقة الكهربائية من شبكة طاقة إلى شكل يمكن تخزينه للتحويل مرة أخرى إلى طاقة كهربائية عند الحاجة. تتيح هذه العملية إنتاج الكهرباء في أوقات انخفاض الطلب أو انخفاض تكلفة التوليد أو من مصادر الطاقة المتقطعة واستخدامها في أوقات ارتفاع الطلب أو ارتفاع تكلفة التوليد أو في حالة عدم توفر وسائل توليد أخرى. قد يسهل تخزين الطاقة إدراج طاقة الرياح والطاقة الشمسية في الشبكة الكهربائية.
لطالما كان التخزين المائي والبطاريات الكهروكيميائية الوجه التقليدي لتخزين الكهرباء لكن مع توسع البحث العلمي لتطوير تقنيات التخزين تم الحصول على أشكال متعددة ومن مصادر مختلفة.
يتم تصنيف أنظمة تخزين الطاقة إلى أربعة أنواع كما هو موضح في الصورة: الميكانيكية والكيميائية والكهربائية والكهروكيميائية.
Runzhi Zhang, 2019, Annalen der Physik ©
عادةً ما تتكون أجهزة تخزين الطاقة وتحويلها من مكونات صلبة أو تتطلب مساحات كبيرة لذلك هناك توجه لتطوير هذه الأنظمة وذلك بتصغير الحجم ومدة وسعة التخزين في نفس الوقت. ولكن هذا يمثل تحدي كبير حيث لايمكن تحقيق هذا الأمر لبعض التقنيات إما لأسباب تقنية بسبب الخواص الكيميائية لبعض المواد كما في المكثفات الكهربائية مثلا. ومن ناحية أخرى لايمكن الإعتماد على تقنية واحدة وذلك بسبب قلة وندرة المكونات التي تصنع منها ك مادة الليثيوم. أثبتت الدراسات بأنه من الناحية الإقتصادية والتقنية يجب عدم الإعتماد على نوع واحد من مصادر التخزين و يجب تنويعها لأنه سيكون الحل الأنسب لملائمة الظروف المختلفة لكل بلدكالموقع الجغرافي ومنحنى الطلب ومعدل ساعات الليل والنهار كونه الوسيلة المثلى في التخزين.
Monika Żygadło, 2018, E3S Web of Conferences ©
فلهذا تتركز الجهود لإيجاد مواد عضوية مناسبة تمكن من تصنيع تقنيات تخزين الطاقة بنفس الخصائص كهروكيميائية لهذه المعادن النادرة.
فعلى سبيل المثال مازالت البطاريات تصنع من مواد نادرة وباهضة الثمن بالإضافة لقصر عمرها الإفتراضي بالرغم من تراجع أسعارها وهذا تحدي كبير يتطلب وقت لتجاوزه فلذلك أهم التوجهات في السوق هو زيادة الإستثمارات و الأبحاث لتطوير تقنيات تخزين الطاقة الأخرى باستخدام أرخص وأكثر عنصرين في الطبيعة هما الماء والهواء.
حاليا أوروبا مازالت تتصدر المشهد حول تصنيع وتسجيل براءات الإختراع ودعم الأبحاث في تقنيات التخزين الحديثة ومازال التنين الصيني متأخر في هذا المجال. فلذلك يحرص العديد من المصنعين في أووربا بالحفاظ على الصدارة وعدم تكرار الخطأ كما حدث بالنسبة للطاقة_الشمسية بالسماح للصين استحواذ هذا المجال.
لمعرفة المزيد حول تقنيات التخزين يمكنك قراءة هذه المقالات العلمية حول التخزين:
