ما هي فوائد تخزين الطاقة بالبطارية
ثمة انتقال للطاقة يتم، حيث تتجه أنظمة الطاقة في جميع أنحاء العالم إلى نظام للطاقة بدون كربون. من المتوقع زيادة التحول إلى توليد طاقة متجددة زيادة كبيرة خلال السنوات المقبلة، بينما تشير آفاق تحول الطاقة لدى ديت نورسك فيريتاس [1] إلى أنه بحلول عام 2050، فإن 70% من توليد الطاقة الكهربية سيأتي من الشمس والرياح بالإضافة إلى 10% من مصادر أخرى متجددة أيضًا. وفي الشرق الأوسط، كهربة نظام الطاقة من المتوقع أن يؤدي إلى زيادة الطلب على الطاقة ثلاثة أضعاف بحلول 2050. بسبب تقطع توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، يعد تخزين الطاقة حلاً محتملاً لدعم دمج كميات كبيرة من الطاقة المتجددة إلى شبكة الكهرباء. كما يتضح في الشكل 1، تعكس آفاق انتقال الطاقة لدىديت نورسك فيريتاس أنه حتى 50 تيرا واط في الساعة من تخزين طاقة البطارية من المتوقع أن تكون مطلوبة لدعم نظام الطاقة العالمي بحلول 2050.
ثمة ثلاث (3) طرق رئيسية – حول العالم – للتخزين:
التخزين القائم بذاته – أنظمة مركبة قائمة بذاتها لدعم الشبكة المحلية أو نظام وطني.
التخزين في مكان مشترك– إنها أنظمة تخزين في مواقع مشتركة مع مصدر توليد آخر، مثل الشمس أو الرياح أو توربينات الغاز ذات الدورة المغلقة… إلخ.
التخزين خلف العداد – هي أجهزة تخزين واقعة خلف مقياس الطلب للعملاء.
لكل طريقة من الطرق المذكورة، توجد مجموعة من المنافع التي يمكن الحصول عليها:
التخزين القائم بذاته –الاستخدام الأساسي للأنظمة القائمة بذاتها حول العالم تتمثل في دعم الشبكات المحلية (تأخير تعزيز الشبكة التقليدية)، بما يوفر خدمات مساعدة مثل استجابة التردد لمشغل النظام وزيادة مرونته، حيث يستخدم النظام مزيدًا من مصادر الطاقة المتجددة.
التخزين في مواقع مشتركة –يُستخدم التخزين في مواقع مشتركة، في الأساس، للحصول على الطاقة المقلصة من أنظمة الطاقة المتجددة وتقليل الشحنات غير المتوازنة وتقليص الحجم المطلوب لاتصال الشبكة وتيسير إنتاج الطاقة المتقطعة ودعم الطاقة لتصبح قابلة للإرسال.
خلف العداد –تُستخدم هذه الأجهزة مبدئيًا لزيادة أمن الإمداد وزيادة الاستهلاك الذاتي لتوليد الطاقة المتجددة على المستوى المحلي وتقليل فواتير العملاء من خلال توفير خدمات الموازنة وتقليل كم الطاقة التي يتم شراؤها في وقت الذروة.
(ادرجْ)
الشكل 1: تخزين البطارية المتوقع المخصص لقطاع الطاقةما هو موقف الصناعة منتطوير بطاريات متدرجة المنفعة
ثمة ما يزيد على 1,7 جيجا واط من أنظمة تخزين أيون الليثيوم المركبة حول العالم. ما يزيد على 1 جيجا واط من هذه الطاقة موجود في أمريكا الشمالية وألمانيا والمملكة المتحدة وكوريا الجنوبية وأستراليا بما يشكل نسبة كبيرة من الكمية المتبقية. تتبنى كل بلد نهجًا مختلفًا حول كيفية وسبب تركيب أجهزة التخزين استنادًا إلى احتياجات النُظم الفنية. عادةً ما يكون هناك نهجين:
من أعلى لأسفل: تبنت بلدان مثل الولايات المتحدة سياسة لتثبيت أنظمة التخزين، في حين تعتمد بلدان أخرى مثل المملكة المتحدة على حالة السوق، حيث تُقدم الخدمة بالكامل بالتخزين. وهناك أيضًا ألمانيا التي استحدثت فائدة ضريبية لتحقيق النمو على مستوى التخزين المحلي.
من أسفل إلى أعلى: ثمة بلدان أخرى مثل أستراليا تستخدم تطبيقات للتخزين استنادًا إلى الاحتياجات الحالية للسوق والتعريفات المطبقة في الوقت الحالي… إلخ من دون الحاجة إلى الدعمالتنازلي.
ما هي التحديات التي تعيق التطور
السعر والتقنية:
بالرغم من الانخفاض الكبير الذي شهدته تكلفة أنظمة تخزين الطاقة على مدار السنوات الخمس (5) الأخيرة “وتشير التوقعات إلى مزيدٍ من الانخفاض”، لا تزال التقنية تعتبر غالية الثمن بالنسبة إلى السوق. في هذا الصدد، تعد تقارير لازارد بشأن الكلفةالمتوازنةلتوليدالكهرباء بمثابة التوقعات الأكثر اعتبارًا للتكاليف، حيث يصل تخزين الطاقة – وفقًا لذلك – إلى حوالي 200 – 300 دولار لكل كيلو واط في الساعة للبطارية التي دورتها يومًا واحدًا.بالنسبة إلى عقود الهندسة والشراء والتشييد، يتراوح سعر السوق ما بين 350,000 – 600,000 دولار لكل ميجا واط في ساعة، وإن كان سعر الميجا واط هذا يشهد تفاوتًا هائلاً حسب المنطقة وحجم النظام. الوسيلة الأساسية لخفض التكلفة تتمثل في تطور سلسلة الإمداد من حيث كثافة تقنيةأيون الليثيوم (مدفوعة في الأساس بصناعة الشبكات الكهربائية).
السياسة والأسواق
نادرًا ما يكون التخزين مناسبًا في سياق السياسة الحالية للطاقة. يتوقف الأمر على الطلب وقدرات التوليد. ثمة تحديات تواجه الحصول على إذن بالتخطيط وكيف يتعامل التخزين مع الإجراءات التجارية وإجراءات الدعم الحالية. البلدان التي اتبعت سياسة تمكن التخزين من المنافسة الحقيقية مع التقنيات الأخرى قد حققت منافع كبيرة ونموًا في نطاق تخزين البطاريات.
قيمة التخزين
يتمثل التحدي الأكبر في مجال تخزين البطاريات حول العالم في التحديد الكمي لقيمة التخزين للنظام. فالتخزين من شأنه أن يضيف منافع كبيرة للنظام بشكل لا يمكن تحقيقه بالاعتماد على التقنيات الأخرى. فعلى سبيل المثال، يوفر التخزين خدمات تردد ديناميكية يمكنها الاستجابة دون 300 ميلي ثانية على عكس التقنيات التقليدية الأكثر بطئًا مثل الغاز والديزل. ومع ذلك، تواجه الصناعة – في هذا الشأن – بعض الصعوبات بخصوص التحديد الدقيق لهذه الفوائد وتهيئة حالة السوق بما يتيح تعظيم الاستفادة أو القيمة الإضافية من وراء هذا النظام.
ما هي استجابة/ متطلبات السوق لتلك الحلول في المنطقة
ثمة فوائد كبيرة تعود من تخزين الطاقة في البطاريات. يستخدم المستثمرون وملاك الأصول والمرافق تقنية التخزين في تنفيذ مشروعاتهم الجديدة، كما يعيدون موائمة التخزين مع أصولهم الحالية لاستخلاص قيمة أكبر من النُظم. فعلى سبيل المثال، مناقصة الأردن الأخيرة حول نظام 30 ميجا واط 60 ميجا واط للساعة تقدم إليها ما يزيد على 20 متناقصًا. حيث يعكس عدد المشاركين مدى اهتمام أصحاب المصلحة بالانخراط في مشروعات التخزين.
في الشرق الأوسط، تُجرى العديد من الدراسات (وكذلك منشآت فعلية مثل تلك المقامة في أبوظبي) لتقييم التطورات التي تشهدها مصادر الطاقة المتجددة الحالية حيث يدر التخزين مزيدًا من التوليد الفائض للطاقة، فضلاً عن المساهمة في تعزيز استقرار نظام الطاقة. توجد أيضًا أسباب اقتصادية، حيث إن الطاقة التي نحصل عليها من التخزين في الأوقات الحرجة من شأنها أن تعوض الحاجة للاحتياطات الدوارة باهظة الثمن.كمؤشر على الوضع في المستقبل، تسعى مجموعة الطاقة في غرب أفريقيا للوصول إلى التكامل الاقتصادي لموارد التخزين للمساعدة على موازنة النظام وتداوله. يرى الاقتصاديون أن تقنية تخزين الطاقة تستطيع أيضًا أن تكون جزءًا من حل سلسلة القيمة لخدمات سد الاحتياجات، حيث يقلص مزودو الخدمة الحمل من النظام والإمداد المؤقت من التخزين.
الفرصة الحقيقية لأنظمة تخزين البطاريات على نطاق واسع في المنطقة تتمثل في دعم دمج مصادر الطاقة المتجددة مع تطوير نهج أكثر تطورًا للوصول إلى مرونة نظام الطاقة بعيدًا عن السبل التقليدية. وتبدأ العديد من المرافق حول المنطقة في استكشاف نماذج الأعمال المحتملة لنشر النُظم وفهم أوضح لسلسلة إمداد تخزين الطاقة، كما هو محتمل. بالنظر إلى المستقبل وفي ظل الزيادة المتوقعة في تغلغل الوسائل الكهربائية، تأتي تقنية سلسلة الكتل (بلوك شين) بوصفها عامل التمكين لتيسير منصة لخلق القيمة والتي بموجبها يمكن تصدير تخزين الطاقة بوسائط مختلفة إلى/ من الشبكة وبالتالي تحقيق منافع مادية لكافة المشاركين. تقوم هذه المعاملات على “عقود ذكية” تُدرج في دفاتر أستاذ موزعة، في ظل عملية انسيابية للتسعير والتسوية.
[1] https://eto.dnvgl.com/2018
4/2/2019 9:00:00 AM