ظهور باتری هایی با توانایی منسوخ کردن سوخت فسیلی - مجله عطر یاس

به گزارش خبرنگاران به نقل از زومیت، ستون هایی به ارتفاع 150 متر که از مایل ها دورتر از امتداد سواحل کالیفرنیای شاقتصادی دیده می شوند، بر آنچه سایه افکنده است که زمانی عظیم ترین نیروگاه برق کالیفرنیا بود. این نیروگاه عظیم موس لندینگ نام دارد و مولد برق عظیم این نیروگاه از گاز طبیعی استفاده می کرد.

امروزه، همان طورکه کالیفرنیا به طورپیوسته به سمت کربن زدایی اقتصاد خود حرکت می کند، دودکش های دوقلوی نیروگاه موس لندینگ دیگر خاموش اند و نیروگاه تا حد زیادی بدون فعالیت است. درعوض، این مکان در آستانه آغاز زندگی جدیدی به عنوان عظیم ترین باتری جهان است که وقتی صفحات خورشیدی و مزارع بادی در حال تولید برق هستند، انرژی اضافه را ذخیره می کند و وقتی آن ها کار نمی کنند، انرژی ذخیره شده را به شبکه برمی گرداند. در این مکان، باتری لیتیوم یون 300 مگاواتی در حال آماده سازی است و باتری 100 مگاواتی دیگر نیز در سال 2021 راه اندازی می شود.

باتری های عظیم مذکور، تنها باتری های عظیمی نیستند که به زودی در نیروگاه موس لندینگ به کار مشغول می شود. قرار است سیستم ذخیره 182/5 مگاوات دیگری با استفاده از 256 باتری مگاپک تسلا ساخته شود و از اواسط 2021، شبکه برق کالیفرنیا را تغذیه کند. علاوه بر این، امسال پروژه ذخیره سازی 250 مگاواتی دیگری در سن دیه گو راه اندازی شد و پروژه باتری 100 مگاوتی در لانگ بیچ نیز در حال تکمیل است و تعدادی دیگر در اطراف ایالت در مراحل مختلف ساخت هستند.

درحال حاضر، کالیفرنیا در زمینه تلاش برای ایجاد توازن میان تناوبی بودن انرژی های تجدیدپذیر در شبکه های برق با باتری های در مقیاس عظیم در جهان پیشرو است؛ اما مناطق دیگر جهان نیز با سرعت در حال دنبال کردن این راستا هستند. ازجمله طرح هایی که اخیرا اعلام شده، عبارت اند از: سیستم 409 مگاواتی در فلوریدای جنوبی، نیروگاه 320 مگاواتی نزدیک لندن، تأسیسات 200 مگاواتی در لیتوانی و واحد 112 مگاواتی در شیلی.

به دلیل افت شدید قیمت ها و پیشرفت فناوری که به باتری ها اجازه می دهد مقادیر زیادی انرژی را ذخیره کنند، سیستم های ذخیره سازی انرژی در مقیاس شبکه برق رشد بی سابقه ای شاهد هستند. بسکمک از دستاوردها حاصل تلاش صنعت خودروسازی برای ساخت باتری ها لیتیوم یون کوچک تر و ارزان تر و قدرتمندتر برای خودروهای برقی است. در کشور آمریکا، مشوق های اقتصادیاتی برای سیستم های ذخیره سازی که با تأسیسات خورشیدی جفت می شوند، در گسترش این فناوری نقش مهمی ایفا می کنند.

در حال حاضر، عظیم ترین تأسیسات باتری جهان سیستم ذخیره انرژی Hornsdale Power Reserve در جنوب استرالیا است

گسترش وسیع سیستم ذخیره انرژی می تواند بر یکی از موانع عظیم انرژی های تجدیدپذیر غلبه کند: تناوب میان تولید مازاد انرژی وقتی خورشید می تابد و باد می وزد و کمبود انرژی وقتی خورشید غروب می کند و وزش باد کم می شود. حامیان می گوید با برطرف کردن نبود توازن میان عرضه و تقاضا، باتری ها می توانند جایگزین نیروگاه های پیک شوند که از سوخت های فسیلی مصرف می کنند. نیروگاه های پیک نیروگاه هایی هستند وقتی تقاضای برای انرژی افزایش پیدا می کند، چند ساعت در روز کار می کنند. به همین ترتیب، ذخیره گسترده انرژی می تواند برای گسترش دسترسی به انرژی های تجدیدپذیر و سرعت بخشیدن به انتقال به شبکه برق عاری از کربن مهم باشد. برنادت دل چیارو، مدیراجرایی انجمن انرژی خورشیدی و ذخیره سازی کالیفرنیا می گوید: ذخیره سازی انرژی پل رسیدن به آینده ای با انرژی پاک است.

سرعت رسیدن این آینده تا حد زیادی به سرعت کاهش هزینه ها بستگی دارد. برچسب قیمت ذخیره سازی باتری در مقیاس عظیم بین سال های 2015 تا 2018 حدود 70 درصد کاهش یافته است. این افت شدید قیمت با پیشرفت در شیمی باتری های لیتیوم یون و بهبود چشمگیر عملکرد آن ها همراه بوده است. ظرفیت باتری ها نیز افزایش پیدا کرده است و تأسیسات می توانند انرژی را زمان طولانی تری ذخیره و تخلیه کنند.

رقابت در بازار و افزایش تولید باتری نیز نقش مهمی بازی می کند. آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر آمریکا پیش بینی می کند هزینه های متوسط باتری های لیتیوم یون بین سال های 2018 تا 2030 حدود 45 درصد دیگر کاهش پیدا می کند. ری هوهنشتاین، مدیر برنامه های بازار شرکت فلوئنس، فعال در زمینه راه اندازی پروژه های ذخیره انرژی، دراین باره می گوید: از رشد فناوری باتری لیتیوم یونی بهره مند می شویم که عمدتا به وسیله صنعت وسایل نقلیه برقی و وسایل الکترونیکی مصرفی هدایت می شود. در کالیفرنیا، کاهش قیمت باتری همراه با فشار شدید ایالت برای حرکت به سمت شبکه برق بدون کربن تا سال 2045، به آغاز پروژه های ذخیره سازی زیادی منجر شده است.

نیروگاه موس لندینگ در کالیفرنیا با نصب فناوری باتری عظیم به مکان ذخیره انرژی های تجدیدپذیر برای تأمین انرژی برق مناطق اطراف تبدیل می شود

وقتی پروژه عظیم موس لندینگ در اواسط 2021 کاملا به مرحله اجرا برسد، میزان ذخیره انرژی در کالیفرنیا را بیش از دو برابر خواهد کرد. چندین ایالت دیگر نیز در حال آغاز پروژه های ذخیره سازی انرژی عظیمی هستند. یکی از این پروژ ه ها، پروژه 316 مگاواتی راونزوود در نیویورک است که می تواند برق بیش از 250 هزار خانه را تا هشت ساعت تأمین کند و جایگزین دو نیروگاه گاز طبیعی پیک در شهر نیویورک شود. سیستم 409 مگاواتی ماناتی نیز که برای فلوریدای جنوبی برنامه ریزی شده، با نیروگاه خورشیدی شارژ می شود که در مجاورت آن قرار گرفته است. این سیستم که عظیم ترین سیستم باتری در جهان است و از خورشید انرژی می گیرد، جایگزین دو واحد قدیمی می شود که گاز طبیعی مصرف می کردند.

به گفته فعالان صنعت، توان باتری های عظیم استفاده شده برای ذخیره سازی انرژی در آمریکا از 1/2 گیگاوات در سال 2020 به حدد 7/5 گیگاوات در سال 2025 خواهد رسید. کلی اسپیکس بکمن، مدیراجرایی انجمن ذخیره سازی انرژی آمریکا، می گوید در کشور آمریکا ظرفیت ذخیره سازی باتری در سال 2020 دو برابر شد و اگر وقفه های ناشی از کووید 19 نبود، شاید سه برابر می شد.

اروپا سرعت کمتری در زمینه ذخیره سازی دارد. دنیله گاتی تحلیلگر شرکت پژوهشی IDTechEx در بریتانیا است که در زمینه فناوری های نوظهور تخصص دارد. او معتقد است اروپا درباره چنین پیشرفت هایی کمی محافظه کارتر است. او می گوید از در اروپا، از توسعه ذخیره سازی انرژی با بازار برق محدودکننده ای ممانعت می شود که زیر سلطه مزایده های دولتی است و ذخیره سازی را کم ارزش نشان می دهند. بااین حال، تعدادی پروژه باتری عظیم در حال شکل گیری است؛ ازجمله سیستم گیت وی 320 مگاواتی که نزدیک لندن ساخته خواهد شد.

در سطح جهانی، گاتی رشد سریع ذخیره سازی انرژی را پیش بینی می کند که در دهه آینده، به 1/2 تراوات (1200 گیگاوات) می رسد. یکی از بازیگران اصلی استرالیا است که در سال 2017، به اولین کشوری تبدیل شد و ذخیره سازی باتری عظیمی به ظرفیت 100 مگاوات را روی شبکه برق خود نصب کرد. این کشور قصد دارد سیستم 300 مگاواتی دیگری نزدیک ایالت ویکتوریا راه اندازی کند.

سیستم جدید براساس نیاز برق را بین ایالت ها توزیع می کند و بهره وری زیرساخت های انتقال کنونی را به حداکثر می رساند و نیاز به ساخت خطوط برق جدید را کاهش می دهد که در بیشتر اوقات بی استفاده می مانند. پروژه های مشابهی در آلمان نیز درحال اجرا است.

عربستان سعودی نیز قصد دارد سیستم ذخیره انرژی اضافی عظیم را در ساحل غربی کشورش بنا کند. این تأسیسات شبانه روز 100 درصد انرژی تجدیدپذیر را برای مجموعه تفریحی متشکل از 50 هتل و 1،300 خانه در امتداد ساحل دریای سرخ تأمین خواهد کرد.

کارشناسان می گویند بیشتر نیروگاه های سوخت فسیلی در آمریکا تا سال 2035 به پایان عمر خود می رسند و زمان رشد سریع ذخیره انرژی در مقیاس صنعتی نزدیک است. یی یی ژو، متخصص سیستم های توان تجدیدپذیر در شرکت Bloomberg NEF، می گوید انرژی های تجدیدپذیر همراه با ذخیره باتری اکنون گزینه اقتصادی مناسبی برای ساخت نیروگاه های پیک جدید گاز است. جفت شدن تولید برق به خصوص با ذخیره انرژی خورشیدی که به طورکلی از الگوی روزانه پیش بینی پذیر پیروی می کند، عملکرد موفقی دارد. ژو می گوید هرچه انرژی خورشیدی بیشتری وارد شبکه شود، هزینه عملیات نیروگاه های گازی افزایش می یابد. او معتقد است: نیروگاه های گاز باید اکنون به دلیل واردشدن انرژی خورشیدی، بیشتر روشن و خاموش شوند و این امر موجب فرسودگی و کاهش طول عمر آن ها می شود.

هوهنشتاین از شرکت فلوئنس می گوید باتری ها حتی در حال رسیدن به ظرفیت حدود 200 مگاوات هستند که به انرژی های تجدیدپذیر کمک می کنند جایگزین ژنراتورهای کوچک و متوسط گاز طبیعی شوند. شرکت هوهنشتاین افزایش سرمایه گذاری روی پروژه های عظیم را شاهد است. او اعتقاد دارد: اکنون می توانیم این منابع هیبرید (خورشید و ذخیره و بادی) را بسازیم و کارهایی دهیم که زمانی با نیروگاه هایی انجام می شد که سوخت فسیلی مصرف می کردند.

وسلی کول، تحلیلگر انرژی در آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر می گوید: افزودن بخش ذخیره سازی انرژی های تجدیدپذیر را سودآورتر می کند. ذخیره سازی با جذب انرژی اضافه ای که در میانه روز به دلیل کم بودن تقاضا برای برق از دست می رود و انتقال آن در زمانی که تقاضای انرژی بیشتر است، به افزایش ارزش سیستم کمک می کند.

درحالی که ذخیره انرژی در بازارهای باارزش، مانند کالیفرنیا در حال رونق دریافت است، برای رواج گسترده چنین سیستم هایی در سطح جهانی، قیمت باتری باید کاهش بیشتری پیدا کند. بااین حال، تحلیلگران خوش بین اند که قیمت باتری ها درنهایت به اندازه کافی کاهش پیدا کند که امکان گسترش استفاده از سیستم ذخیره انرژی میسر شود.