بطاريات الليثيوم.. معضلة في تخزين الطاقة ونجاح إماراتي

يواجه قطاع الطاقة المتجددة على المستوى العالمي، معضلة رئيسية تتمثل في تخزين الطاقة، ليس على مستوى وحدات المركبات أو المنازل التي تعتمد على الطاقة الشمسية، وإنما على المستوى الوطني الأكبر كمرافق الكهرباء التي تزود مدنا بأكملها.

واليوم، ساعد التطور في تكنولوجيا بطاريات الليثيوم خلال السنوات الماضية، على حل إحدى أهم المعضلات في قطاع الطاقة، وهي تخزين الطاقة، إذ أصبحت البطاريات، اليوم، الحل الأفضل، لتخزين الطاقة الثابتة في مرافق الكهرباء على المستوى الوطني.

ركزت صناعة الطاقة المتجددة خلال العقد الماضي في جميع أنحاء العالم، على حل مشكلة التخزين وزيادة السعة مع تقليل تكلفة تخزين الطاقة، حيث لعب تخزين الكهرباء دوراً حاسماً في تمكين انتقال الطاقة عالمياً، وتعزيز توليد الطاقة المتجددة، وتمكين جهود التخلص من ثاني أكسيد الكربون بسرعة، وكانت الآمال منعقدة على بطاريات الليثيوم إلى أن تحقق النجاح بعد سنوات من التجارب العملية والمكلفة.

135 مليار دولار

وبحسب مؤسسة الأبحاث العالمية "MARKET AND MARKET" من المتوقع أن ينمو حجم سوق بطاريات الليثيوم- إيون (Li-ion) من 44.5 ملياردولارفي العام 2022 إلى 135.1 مليار دولار بحلول العام 2031، وفق معدل نمو سنوي يصل إلى 13.1% خلال فترة التوقع.

وأشار التقرير إلى أن الاعتماد المتزايد على بطارية الليثيوم-أيون في قطاع الطاقة المتجددة والمركبات الموصولة بالكهرباء سيؤدي إلى نمو السوق.

كما سيسهم الإنفاق الكبير على الأبحاث والتطوير، سواء في القطاع الخاص أو الحكومي، إلى اعتماد متزايد لبطاريات الليثيوم في مختلف التطبيقات الجديدة، وذلك بسبب انخفاض الأسعار المستمر الذي سيدفع السوق للنمو في المستقبل القريب.

نجاح إماراتي

وعلى المستوى العربي، كانت الإمارات أول دولة عربية تنجح في تخزين الطاقة بكميات كبيرة في بطاريات اللييثيوم، وأثبتت الجدوى الاقتصادية والتخزينية للبطاريات.

وكشف شريف العلماء، وكيل وزارة الطاقة والبنية التحتية لشؤون الطاقة والبترول في لقاء مع "إرم الاقتصادية"، أن الإمارات قامت خلال الفترة الماضية بتنفيذ مشروع تجريبي في منطقة الظفرة بأبوظبي، استطاعوا من خلاله تخزين كمية كبيرة من الكهرباء في بطاريات الليثيوم، والذي أثبت جدواه على أرض الواقع.

وأضاف العلماء "أن الهدف من المشروع تجريبي، بحيث نثبت أن تخزين الكهرباء في البطاريات ممكن، وبنفس الوقت كنا نرغب في تقييم التكلفة من ناحية التخزين، ونراه اليوم خيارا مجديا، وهذا التوجه سنأخذ به في المستقبل، وبالتالي سيكون هناك توسع في استخدام بطاريات الليثيوم لتخزين الطاقة".

وتعتبر بطارية الليثيوم- إيون نوعا من البطاريات القابلة لإعادة الشحن، ويتم استخدامها غالباً في السلع الاستهلاكية، وأصبحت بسرعة من أفضل الخيارات للتطبيقات الثابتة على نطاق واسع، بالإضافة إلى تطبيقات توفير الطاقة والاحتياطي المستدام، حيث ازدادت أهمية بطاريات ليثيوم -أيون على مدى السنوات الماضية، إلى أن أصبحت التقنية الأكثر استخداماً في مشاريع تخزين الطاقة الثابتة.

ويتم تركيب بطاريات ليثيوم أيون اليوم في تطبيقات تخزين الطاقة الثابتة، في الأنظمة التي تتعامل مع نسبة منخفضة من الكيلو واط/ساعة مثل المساكن، التي تملك ألواح الطاقة الضوئية على سطحها، بالإضافة إلى تخزين الطاقة الاحتياطية متعددة الميغا واط في الشبكات الوطنية.

ومن المتوقع انخفاض تكلفة بطاريات ليثيوم-أيون للتطبيقات الثابتة بشكل كبير، ويمكن أن تنخفض تكلفتها لما يزيد على 50-60% بحلول عام 2030، بما يتناسب مع ارتفاع الطلب وزيادة الكثافة السكانية. 

بطاريات الليثيوم والصوديوم

وكانت هيئة كهرباء ومياه دبي "ديوا" قد دشنت في سبتمبر 2021، مشروعاً تجريبياً في مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية، لتخزين الطاقة باستخدام أنظمة بطاريات الليثيوم –أيون (Li-ion) من شركة تسلا العالمية، بقدرة تخزينية تصل إلى 1.21 ميجاوات وسعة 8.61 ميجاوات ساعة، وبعمر افتراضي يصل إلى 10 سنوات، ويأتي ذلك في إطار جهود الهيئة لتنويع مصادر الطاقة، وتعزيز تقنيات إنتاجها وتخزينها. 

ويعد مشروع بطاريات الليثيوم هو المشروع التجريبي الثاني من نوعه، الذي أطلقته الهيئة في مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية، حيث أطلقت المشروع الأول بالتعاون مع شركة "أمبلكس الإمارات"، بهدف تركيب واختبار أنظمة بطاريات الصوديوم الكبريتية، لتخزين الطاقة بقدرة تخزينية تصل إلى 1.2 ميجاوات وسعة 7.5 ميجاوات ساعة ويعد أول مشروعات تخزين الطاقة على مستوى المؤسسات الخدماتية في المنطقة.

ويسمح المشروعان التجريبيان بتخزين الطاقة من شبكة الكهرباء، أومن محطات الطاقة الشمسية، مع ربط أنظمة التخزين بشبكة الهيئة.