التقارير تقارير الطاقة المتجددة رئيسية طاقة متجددة

الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ.. طريق يدعم توفير الكهرباء النظيفة

نوار صبح

2024-04-07

0 1٬185

تدعم الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ الوصول إلى قطاع الكهرباء النظيف، إذ تُعدّ هذه التقنية خيارًا مناسبًا في غياب أو تراجع توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

وبحسب معلومات رصدتها منصة الطاقة المتخصصة، فإنه في إطار التحول إلى شبكة كهرباء نظيفة، يستكشف الباحثون أفضل الطرق لتخزين الطاقة لاستعمالها عندما تتباطأ الرياح، وتحجب السحب الشمس، وتحتاج الشبكة إلى تعزيز.

ويأمل بعض الخبراء في ابتكار بطاريات أفضل، مثل بطاريات الليثيوم أيون التي تُستعمل في تشغيل السيارات الكهربائية، إذ أشار تقرير جديد إلى أن "البطاريات تشبه الفهود، فهي غالبًا ما تعمل بصورة أفضل لمسافات قصيرة".

مزايا الطاقة الكهرومائية المخزنة

على الرغم من أن الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ قد تكون تقنية قديمة، فإنه يمكنها أن تدوم أكثر من منافسيها، وغالبًا ما تخزن الطاقة لمدة تتراوح بين 8 و12 ساعة في المرة الواحدة أو أكثر.

وقال الباحث في المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) التابع لوزارة الطاقة الأميركية، دانييل إنمان، الذي يدرس العوامل الاقتصادية لتقنيات تخزين الطاقة: "ربما تكون الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ هي الحل الواعد لتخزين الطاقة لدينا، لتحقيق الزيادة الهائلة اللازمة لعمل قطاع الكهرباء النظيف".

وتعتمد محطات الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ على خزانين، أحدهما يقع على ارتفاع أعلى لتخزين الطاقة، حسبما نشره موقع كلين تكنيكا (CleanTechnica) المعني بأخبار التكنولوجيا النظيفة والطاقة المستدامة والمركبات الكهربائية.

باستعمال الطاقة الزائدة من توربينات الرياح والألواح الشمسية ومحطات الكهرباء الأخرى، يجري ضخ المياه إلى الخزان العُلوي، وعندما تحتاج الشبكة إلى المزيد من الكهرباء لتلبية الطلب، يجري إطلاق تلك المياه لتتدفق إلى الأسفل، ما يؤدي إلى تدوير التوربينات لتوليد الكهرباء النظيفة.

وعلى الرغم من إمكاناتها الكبيرة، لم يُبن سوى عدد قليل من مرافق تخزين الطاقة الكهرومائية الجديدة بالضخ منذ السبعينيات، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن هذه التقنيات غالبًا ما تأتي بتكاليف أولية عالية، إلى جانب تأثير الخزانات في البيئة، خصوصًا إذا كانت متصلة بنهر.

أنظمة الحلقة المغلقة

يفكر المستثمرون، حاليًا، في خيار أكثر صداقة للبيئة، وهو أنظمة الحلقة المغلقة، التي تُفصل عن الممرات المائية المتدفقة بصورة طبيعية.

سد غراند كولي على نهر كولومبيا في الولايات المتحدة - الصورة من موقع وورلد أتلاس

وتجعل الفجوة، التي استمرت لعقود من الزمن منذ إنشاء آخر منشأة تخزين بالضخ في الولايات المتحدة، من الصعب التنبؤ بالتكلفة التي قد تكلفها مرافق الحلقة المغلقة، خصوصًا بالنسبة للأشخاص والمؤسسات التي ليس لديها خبرة كبيرة في بناء هذه الأنواع من المحطات.

وهذا يعني أن المطورين ومخططي الشبكات يفتقرون إلى البيانات اللازمة لاتخاذ قرارات مستنيرة بشأن عدد المرافق الجديدة التي يمكن أو ينبغي للبلاد أن تبنيها لدعم شبكتها المتطورة.

لهذا السبب، أنشأ الباحث في المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) التابع لوزارة الطاقة الأميركية، دانييل إنمان، بالتعاون مع زملائه الباحثين، أداة جديدة لتقدير التكلفة يمكنها تقييم تكاليف البناء والعمالة المحتملة المرتبطة بمحطات الطاقة الكهرومائية التي يجري ضخها وتخزينها في حلقة مغلقة.

وتُعد الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ أكبر مصدر لقدرة تخزين الطاقة على مستوى الشبكة في الولايات المتحدة، إذ مثلت نحو 96% في عام 2022.

ويشير إنمان إلى أنه تم تجاهل الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ المغلقة في العقد الماضي، على الرغم من أن التكنولوجيا تحمي النظم البيئية بصورة أفضل من معظم المحطات التقليدية المفتوحة، التي تُبنى على طول الأنهار.

في المقابل، توفر محطات الطاقة الكهرومائية استمرار عمل الشبكة، وعند انقطاع الكهرباء مؤقتًا، تستمر التوربينات الكبيرة في المنشأة بالدوران، ما يساعد على سد فجوة الطاقة هذه، حسبما رصدته منصة الطاقة المتخصصة.

تكلفة الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ

في عام 2017، نشر باحثون في الجامعة الوطنية الأسترالية أداة لتقدير التكلفة الأساسية للطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ، حسبما نشره موقع كلين تكنيكا (CleanTechnica).

وعلى الرغم من أن أداتهم توفر تقديرات تكلفة عامة وواسعة النطاق باستعمال بعض الخصائص الأساسية لأنظمة التخزين التي يجري ضخها، فإن نموذج المختبر الوطني للطاقة المتجددة يُعدّ أكثر دقة.

ويمكن للمستهلكين، بوساطة هذه الأداة الجديدة، تحديد نطاق أوسع من خصائص النظام المرغوب فيه ودراسة الجيولوجيا المحلية، ومعدلات العمالة، والتضخم، من بين عوامل أخرى.

وبالنسبة لمخططي الشبكات، يمكن أن توفر هذه الأداة صورة أكثر دقة عن عدد مرافق تخزين الطاقة الكهرومائية التي يمكن بناؤها في العقود المقبلة، وهو مقياس مهم في فهم نوع تخزين الطاقة الذي قد تمتلكه شبكة الولايات المتحدة المستقبلية أو تحتاج إليه.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..