آسیانیوز ایران؛ سرویس علم و تکنولوژی:
صنعت انرژی در آستانه تحولی بزرگ قرار دارد. فناوری ذخیرهسازی انرژی با هوای مایع (LAES) به عنوان راهکاری امیدوارکننده برای حل چالش ذخیرهسازی انرژیهای تجدیدپذیر در حال ظهور است. این فناوری که میتواند نقش کلیدی در گذار انرژی ایفا کند، وعده میدهد هزینههای ذخیرهسازی انرژی را به طور چشمگیری کاهش دهد. ریچارد باتلند، مدیرعامل یکی از شرکتهای پیشرو در این زمینه، از برنامه دو مرحلهای راهاندازی این پروژه خبر داده است. در مرحله اول که اوت ۲۰۲۶ برنامهریزی شده، توربین سیستم شروع به کار خواهد کرد. اگرچه این مرحله هنوز برق تولید نمیکند، اما به پایدارسازی شبکه برق کمک شایانی خواهد کرد. باتلند در توضیح اهمیت این فناوری میگوید: «اپراتورهای شبکه فعلا مجبورند نیروگاههای گازی را برای تثبیت شبکه روشن نگه دارند که هزینه زیادی برای کل سیستم دارد. با این فناوری میتوانیم جلوی این کار را بگیریم.»
در مرحله دوم که برای سال ۲۰۲۷ برنامهریزی شده، بخش ذخیرهسازی هوای مایع کاملاً عملیاتی خواهد شد. این شرکت قصد دارد از طریق فروش برق در ساعات اوج تقاضا درآمدزایی کند.
مطالعات اقتصادی نشان میدهد که این فناوری در مقایسه با سایر روشهای ذخیرهسازی برتری قابل توجهی دارد. دکتر ستگن و همکارانش در پژوهشی که مارس امسال منتشر شد، به صرفه بودن اقتصادی این فناوری را در ۱۸ منطقه آمریکا بررسی کردند. آن ها هشت سناریوی مختلف کاهش کربن را مورد تحلیل قرار دادند و درآمد بالقوه یک پروژه در طول ۴۰ سال را محاسبه کردند. نتایج نشان داد که این فناوری در سناریویی با کاهش شدید کربن، تنها در فلوریدا و تگزاس کاملاً مقرونبهصرفه است. با این حال، ستگن این نتیجه را منفی نمیداند و معتقد است معیارهای پژوهش بسیار محافظهکارانه بوده است. وی خاطرنشان میکند که سایر روشهای ذخیرهسازی از جمله تلمبهذخیرهای و باتریها، حتی کمتر اقتصادی هستند. چالش اصلی در سالهای نخست، کمبود انرژی تجدیدپذیر در شبکه است که نوسان قیمت را کاهش میدهد. به گفته ستگن، در سالهای اولیه سیستم چندان مورد استفاده قرار نمیگیرد، اما با افزایش سهم انرژیهای تجدیدپذیر، سودآوری آن بهبود خواهد یافت.
مزایای فنی و اقتصادی هوای مایع
هوای مایع به عنوان روش ذخیرهسازی انرژی، مزایای متعددی دارد. هزینه هر مگاواتساعت انرژی ذخیرهشده در طول عمر پروژه تنها ۴۵ دلار است که در مقایسه با تلمبهذخیرهای (۱۲۰ دلار) و باتری لیتیومی (۱۷۵ دلار) بسیار پایینتر است. این فناوری امکان ذخیرهسازی انرژی برای دورههای طولانیتر را فراهم میآورد. بر خلاف باتریها که پس از ۱۰ سال نیاز به تعویض دارند، سیستمهای هوای مایع عمر طولانیتری داشته و تلفات انرژی کمتری دارند. هوای مایع را میتوان در مقیاسهای بزرگ و در مکانهای مختلف مستقر کرد. این در حالی است که تلمبهذخیرهای به منابع آب و موقعیتهای جغرافیایی خاصی وابسته است.
چالشهای اجرایی و راهکارها
چالش اصلی در مسیر توسعه این فناوری، اقتصادی نبودن آن در سالهای اولیه است. با کمبود انرژی تجدیدپذیر در شبکه، نوسان قیمت برق کافی نیست تا سرمایهگذاری در این فناوری را توجیه کند. ستگن پیشنهاد میکند دولتها میتوانند با حمایتهای مالی، به ویژه در تأمین هزینههای اولیه، به مقرونبهصرفه شدن این فناوری کمک کنند. این حمایتها میتواند شامل تسهیلات کمبهره یا تضمین خرید باشد. راهکار دیگر، افزایش سرعت توسعه انرژیهای تجدیدپذیر است. با افزایش سهم این انرژیها در شبکه، نوسان قیمت برق بیشتر شده و سودآوری ذخیرهسازی افزایش مییابد.
نقش در گذار انرژی
ذخیرهسازی انرژی بخش کلیدی در گذار به انرژیهای تجدیدپذیر است. بدون سیستمهای ذخیرهسازی کارآمد، نمیتوان به طور کامل به انرژیهای خورشیدی و بادی متکی بود. هوای مایع میتواند جایگزین مناسبی برای نیروگاههای گازی پشتیبان باشد. فعلا اپراتورهای شبکه مجبورند نیروگاههای گازی را برای تثبیت شبکه روشن نگه دارند که انتشار کربن بالایی دارد. باتلند تأکید میکند: «ما در حال بازسازی همه شبکههای برق جهان بر اساس نسل جدید انرژی هستیم.» این بازسازی نیازمند فناوریهای ذخیرهسازی مقرونبهصرفه و کارآمد است.
مقایسه با سایر فناوریهای ذخیرهسازی
تلمبهذخیرهای اگرچه بسیار مؤثر است و دههها کار میکند، اما به موقعیت مکانی وابسته است. این سیستمها به منابع آب کافی و اختلاف ارتفاع نیاز دارند. باتریها از کارایی بالایی برخوردارند و میتوانند در هر مکانی نصب شوند، اما عمر کوتاهی دارند و پس از ۱۰ سال نیاز به تعویض پیدا میکنند. همچنین هزینه ذخیرهسازی انرژی در باتریها بسیار بالاست. هوای مایع مزیت ذخیرهسازی طولانیمدت با حداقل تلفات را دارد. این سیستم میتواند انرژی را برای روزها یا حتی هفتهها ذخیره کند، در حالی که باتریها معمولاً برای ذخیرهسازی کوتاهمدت طراحی شدهاند.
چشمانداز آینده و توسعه بازار
باتلند انتظار دارد که شبکههای برق آینده بر ترکیبی از فناوریهای ذخیرهسازی تکیه کنند. هر فناوری مزایا و معایب خاص خود را دارد و میتواند در بخش خاصی از شبکه مورد استفاده قرار گیرد. با افزایش سهم انرژیهای تجدیدپذیر، تقاضا برای ذخیرهسازی انرژی رشد قابل توجهی خواهد داشت. پیشبینی میشود بازار ذخیرهسازی انرژی در دهه آینده به شدت گسترش یابد. ستگن معتقد است اگرچه هیچکدام از فناوریهای ذخیرهسازی در حال حاضر بدون حمایت دولتی کاملاً اقتصادی نیستند، اما ذخیرهسازی هوای مایع برای مقیاسهای بزرگ گزینهای بهصرفهتر محسوب میشود.