دمج مصادر الطاقة المتجددة مع تخزين الهيدروجين.. هل تنجح الأنظمة الهجينة؟

يسعى باحثون ومطورون إلى اختبار دمج مصادر الطاقة المتجددة في أنظمة تخزين الهيدروجين، ضمن إطار محاولات عدّة لتعزيز موثوقية الطاقة النظيفة وخفض انبعاثات الوقود الأحفوري.

ولسنوات عدّة كان تقطُّع إنتاج الرياح والطاقة الشمسية سببًا في حالة عدم اليقين تجاه المصادر المتجددة، لكن في مرحلة لاحقة ظهرت بطاريات التخزين حلًا وسطًا، لضمان عدم هدر الإمدادات وقت الإنتاج الفائض.

ورغم أن بطاريات التخزين يمكنها العمل بمثابة "شبكة كهرباء" لتعويض تقطع الإمدادات المتجددة نتيجة عوامل الطقس وغيرها، فإن هذه التقنية ما زالت محدودة الانتشار حتى الآن.

ووفق اتجاهات وردت في دراسة اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، فإن دمج إنتاج المصادر المتجددة بأنظمة الهيدروجين يمكن أن يسمح بظهور نظام هجين أكثر ملاءمة لإستراتيجيات الطاقة النظيفة.

نظام هجين

بحثت الدراسة قابلية دمج إنتاج مصادر الطاقة المتجددة في أنظمة الهيدروجين، وتوصلت إلى أن الدمج يُكسِب الطاقات النظيفة ميزات مهمة لتطوير استعمالات الطاقة، وخفض الاعتماد على الوقود الأحفوري.

وأسَّس الباحثون مفهوم الدراسة على تطوير استعمالات المصادر النظيفة عبر تخزينها في صورة هيدروجين، وأشاروا إلى أن النظام الهجين الناتج عن عملية الدمج يوفر هدر الإمدادات واحتمال فقدانها في أوقات هدوء الطلب.

وخلص الباحثون إلى أن أنظمة التخزين الهجينة، التي تضم طاقة الرياح والطاقة الشمسية والهيدروجين، تعزز من كفاءة الطاقة المخزّنة وتجعلها أكثر موثوقية.

وطوّر الباحثون الأنظمة الهجينة لتخزين مصادر الطاقة المتجددة والهيدرجين معًا عبر ديناميكيات وأساليب تحاكي الواقع؛ ما عزز الوصول لنتائج أكثر دقة وفعالية يمكن البناء عليها.

ويسمح البحث -المنشورة نتائجه في موقع إنرجي نيوز Energy News، دون الإشارة للجهة المتبنّية له- بالتوصل إلى حلول أكثر استدامة، وذات قابلية للتطبيق في سوق الهيدروجين الآخذ بالنمو.

ومع توقعات نمو سوق الهيدروجين العالمي بحلول العقد المقبل، تعدّ حلول الدمج بين الوقود النظيف ومصادر الطاقة المتجددة ذات جدوى اقتصادية مهمة.

جدوى الدمج

يؤدي نظام التخزين المدمج دورًا مهمًا بوصفه حلًا مزدوجًا؛ إذ يعدّ أحد حلول الطاقة الأكثر استدامة من جهة، وله جدوى للتطبيق اقتصاديًا من جهة أخرى، بالتزامن مع نمو قوي لسوق الهيدروجين العالمي.

ومن شأن دمج مصادر الطاقة المتجددة في أنظمة تخزين الهيدروجين أن يتجنب تقلبات إنتاج الطاقة النظيفة، خاصة أن التحدي الأكبر للتوسع بها يتمثل في ارتباطها بالظواهر الجوية وتقلبات الطقس.

ومع ضمان عدم تأثير "تقطُّع" الإمدادات المتجددة في الإمدادات، يعزز ذلك من موثوقية دور الهيدروجين في الشبكة ويعمّق الاعتماد عليه، بما يخفض التكلفة في نهاية المطاف.

وقد يترتب على نجاح أنظمة التخزين الهجينة تطبيقها على شرائح عدّة في المجتمع، سواء شمل ذلك الشبكات الصغيرة أو المرافق الصناعية الكبيرة وكثيفة الاستهلاك.

ويرسّخ ذلك في الأذهان، وبالتطبيق العملي، القناعات حول استقرار إنتاج مصادر الطاقة المتجددة، ويعزز فرصها لتكون بديلًا لمصادر الطاقة التقليدية والأحفورية.

تجربة هولندية للمنازل

ناقش باحثون هولنديون تجربة تخزين هجين مماثلة في دراسة أخرى، بالدمج بين إنتاج مصادر الطاقة المتجددة (سواء من الطاقة الشمسية المثبتة على الأسطح، أو توربينات الرياح الصغيرة)، خاصة فيما يتعلق بالتركيبات المنزلية غير المتصلة بالشبكة.

ومن خلال هذا النظام يمكن الاستفادة من إمدادات الكهرباء المتجددة الفائضة في إنتاج الهيدروجين، وتعزيز طاقة التخزين في البطاريات.

ويتيح التخزين المنزلي الهجين نظام كهرباء أكثر استقرارًا، رغم التقديرات الأولية بارتفاع تكلفته، وفق ما توصَّل باحثون جامعة هانزي الهولندية إليه، ونشرته مجلة بي في ماغازين (PV Magazine).

وأوضح الباحثون أن الهيدروجين كان -في دراستهم- بمثابة "مخزن" رئيس لتهجين دمج مصادر الطاقة المتجددة في البطاريات، عبر الاستفادة من فائض إنتاج الطاقة الشمسية والرياح.

ولفتوا إلى الدور المهم الذي يؤديه "صمام التحكم في الضغط" خلال عملية التخزين الهجين، إذ تعدّ الكهرباء المخزنة وسيلة لتشغيل أجهزة التحليل الكهربائي في حالات تراجع إنتاج الكهرباء المتجددة.

وبالتجربة، تَرسَّخَ يقين لدى الباحثين أن الاعتماد على طاقة الرياح وحدها أكثر فاعلية من الاعتماد على الطاقة الشمسية وحدها، لكن الدمج بين النوعين قدَّم نتيجة أكثر تطورًا من الاستعمال المنفرد.

موضوعات متعلقة..

• الهيدروجين الأخضر حل مميز لتخزين الكهرباء والتغلب على تقطع الطاقة المتجددة (تقرير)
• طفرة الطاقة المتجددة في أستراليا تعزز فرص تخزين البطاريات والهيدروجين (تقرير)
• سعة تخزين الكهرباء عالميًا قد ترتفع 6 مرات بنهاية 2033 (تقرير)

اقرأ أيضًا..

• 6 دول آسيوية تقتنص صادرات سلطنة عمان من الغاز المسال في النصف الأول
• اكتشاف نفط وغاز ضخم في الكويت يتجاوز 3 مليارات برميل
• حقل ريفين للغاز في مصر يفاجئ الجميع.. هل يصل إلى 900 مليون قدم؟