يمكن للبطارية الرملية ذات النطاق الصناعي في بورناينن بفنلندا أن تغطي ما يقرب من شهر واحد من متطلبات التدفئة في المدينة في الصيف وما يصل إلى أسبوع واحد في الشتاء.
طاقة الليل القطبية
تحولت بلدة صغيرة في جنوب فنلندا إلى أكبر بطارية رملية تجارية في العالم لإصلاح ما يعتبره الكثيرون المشكلة الأكثر خطورة التي تواجه الطاقة المتجددة: التقطع.
يبلغ ارتفاع المنشأة 13 مترًا وعرضها 15 مترًا، وتستخدم 2000 طن متري من الحجر الأملس المسحوق لتخزين الطاقة النظيفة على شكل حرارة لتوفير 100 ميجاوات/ساعة من الطاقة الحرارية.
وهذا يكفي لتزويد سكان بورناينن البالغ عددهم 5000 شخص بما يقرب من شهر واحد من الطلب على الحرارة خلال فصل الصيف – وحوالي أسبوع واحد من الطلب في فصل الشتاء.
بتكليف من شركة التدفئة المركزية الفنلندية Loviisan Lämpö وطورتها شركة Polar Night Energy، تم إطلاق بطارية الرمال العملاقة العام الماضي كجزء من حملة لإدخال تكنولوجيا مرنة لإنتاج الحرارة وتقليل انبعاثات الكربون الناتجة عن شبكة تدفئة المناطق المحلية.
وقالت شركة Polar Night Energy إن التقديرات تشير إلى أن المشروع قد خفض انبعاثات الغازات الدفيئة من شبكة التدفئة بنسبة 70% تقريبًا وقلل من استخدام رقائق الخشب بنحو 60%. لا تزال محطة توليد الطاقة المصنوعة من رقائق الخشب موجودة قيد التشغيل كمرفق احتياطي ومنشأة ذات حمل ذروة.
وقال تومي إيرونين، الرئيس التنفيذي لشركة Polar Night Energy، إن بورناينن كانت تعتمد في السابق على حرق النفط ورقائق الخشب لتلبية احتياجات التدفئة – لكن البطارية الرملية في المدينة أصبحت الآن قادرة على توفير تدفئة خالية من الاحتراق لغالبية العام.
وقال إيرونين لشبكة CNBC عبر مكالمة فيديو: “إننا نتغير من عالم كانت فيه محطات الطاقة الكبرى تقوم بإنتاج الطاقة إلى عالم تنتج فيه الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الطاقة، ثم نحتاج إلى كمية هائلة من التخزين”.
“نأمل أن يكون جزء كبير من هذه المخازن عبارة عن مخازن من نوع البطاريات الرملية حيث لا نحتاج إلى مواد أرضية نادرة، كما هو الحال في العديد من البطاريات الكيميائية، مثل بطاريات أيونات الليثيوم.”
يعد مشروع بورناينن أكبر بنحو 10 مرات من النسخة السابقة التي تم إطلاقها في البلاد في عام 2022، مما يعزز إمكانية أن تلعب البطاريات الرملية دورًا أكثر بروزا في خفض الانبعاثات محليًا وخارجيًا.
من المتوقع على نطاق واسع أن يلعب تخزين البطاريات دورًا محوريًا في تحول الطاقة – وقد أظهرت البطاريات الرملية على وجه الخصوص نتائج واعدة لتخزين الحرارة الإقليمية، لكن توسيع نطاق هذه التكنولوجيا يواجه عقبات كبيرة. تشمل بعض الانتقادات الملحوظة قدرتها على تحويل الحرارة بكفاءة إلى كهرباء وكثافة الطاقة المنخفضة نسبيًا مقارنة بالبطاريات التقليدية.
كيف يعمل؟
في الأساس، تعمل تقنية البطاريات الرملية كشيء يشبه الترمس العملاق الذي يحتوي على مادة لتخزين الحرارة.
الخطوة الأولى هي فصل الكهرباء عن الشبكة عندما يكون هناك الكثير من طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية، قبل تسخين الرمال إلى درجات حرارة عالية جدًا. تحافظ الصومعة المعزولة بشدة على تلك الحرارة المحاصرة لأيام أو أسابيع قبل أن يتم تفريغها عبر المبادلات الحرارية لتدفئة المياه لشبكة التدفئة المحلية.
وقالت أنيت هوجلوند دونيس، كبيرة المسؤولين التجاريين في شركة Polar Night Energy، لشبكة CNBC عبر مكالمة فيديو: “ثلاث خطوات – والمفتاح للأمر برمته هو أن الرمال تمكنك من الحصول على تأخير بين وقت استخدام الكهرباء ووقت استخدام البخار”.
وأضافت: “هذا التأخير هو ميزة عملك لأنه يمكنك تسخين الرمال عندما تكون الكهرباء رخيصة، ويمكنك استخدام البخار عندما يكون إنتاج البخار خارج الشبكة مكلفًا للغاية، وهو النهار الذي يستخدمه فيه الجميع”.
يبلغ طول البطارية الرملية ذات النطاق الصناعي في بورناينن بفنلندا 13 مترًا وعرضها 15 مترًا. يستخدم المرفق 2000 طن متري من الحجر الأملس المسحوق لتخزين الطاقة النظيفة في شكل حرارة.
طاقة الليل القطبية
قارن Höglund-Dönnes العملية بشحن الهاتف الخليوي طوال الليل نظرًا لأن هذا قد يكون أقل تكلفة مما كان عليه خلال النهار.
وردا على سؤال عما إذا كان من الممكن تكرار المشروع دوليا، قال هوجلوند دونيس إن فرقا من “كل قارة” اتصلت بشركة Polar Night Energy، وخاصة المجتمعات التي تعتمد على الوقود الأحفوري، مثل الفحم والنفط.
لقد حذر علماء المناخ مرارا وتكرارا من أن التخفيض الكبير في استخدام الوقود الأحفوري سيكون ضروريا للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري، مع تحديد حرق الفحم والنفط والغاز باعتباره المحرك الرئيسي لأزمة المناخ.
انقطاع متجدد
ويوافق جان روزناو، أستاذ سياسة الطاقة والمناخ في جامعة أكسفورد بالمملكة المتحدة، على أنه من المرجح أن يتم تكرار تقنيات التخزين الكهروحرارية، مثل البطاريات الرملية، في جميع أنحاء العالم.
وقال روزناو لشبكة CNBC: “لست بحاجة إلى أتربة نادرة، ومواد خام مهمة، والجميل هو أنه يمكنك أيضًا شحن البطارية عندما تكون الكهرباء رخيصة وتفريغها عندما تحتاج إلى الحرارة”.
“ويمكنك تخزينها لفترات طويلة، ليس فقط ساعتين أو أربع ساعات مثل بطاريات الليثيوم أيون، ولكن ربما لأيام وربما حتى أسابيع.”
على سبيل المثال، يشير منتقدو الطاقة المتجددة في كثير من الأحيان إلى أن التقنيات مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح تنتج الطاقة فقط عندما تهب الرياح أو عندما تكون الشمس مشرقة.
تلعب أنظمة تخزين الطاقة مثل البطاريات دورًا محوريًا في تسهيل انقطاع الطاقة المتجددة عن طريق امتصاص الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الزائدة وتوزيعها عندما ينخفض الإنتاج.
وقال ميكو باجانين، الرئيس التنفيذي لشركة Loviisan Lämpö، إن البطارية الرملية تساعد في التغلب على عقبة تحول الطاقة.
وقال باجانين لشبكة CNBC عبر مكالمة فيديو: “الشيء الرئيسي هو أنه يمكننا فصل شراء الكهرباء عن إنتاج التدفئة بالمنطقة لأننا الآن قادرون على توفير هذه التدفئة خلال فصل الشتاء لمدة أسبوع واحد، بشحنة واحدة للبطارية، وخلال فصل الصيف، تستمر لمدة تصل إلى شهر واحد”.
“لذلك يمكننا الاستفادة من الأسعار الفورية المنخفضة بشكل جيد للغاية.”
وقال الرئيس التنفيذي لشركة Loviisan Lämpö إن الشركة تهدف إلى إنتاج ما بين 55% إلى 60% من إنتاج التدفئة بالمنطقة في البلدية من بطارية الرمل خلال الأشهر القليلة الأولى من هذا العام، ارتفاعًا من حوالي 30% في عام 2025.
ووصف وزير المناخ الفنلندي ساري مولتالا مشروع البطاريات الرملية في بورناينن بأنه مثال “ملهم للغاية” ومبتكر لكيفية حل التحدي المتمثل في تخزين الطاقة.
وقال مولتالا لـ CNBC: “لقد فهمت عندما زرت المصنع أيضًا عندما تم افتتاحه أنهم يقومون الآن أيضًا بتطوير حلول ربما لاستخدام الكهرباء أيضًا في المستقبل، وهو ما سيكون بالطبع رائدًا – وسيكون هذا شيئًا قد يرى الكثير من الناس قيمته فيه”.
اكتشاف المزيد من مجلة الأسهم السعودية
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
