أفضل 5 تقنيات لتخزين الطاقة في ألمانيا لعام 2024

على مر التاريخ، كانت ألمانيا لاعباً رئيسياً في تنفيذ حلول الطاقة النظيفة وتستمر في الريادة في حلول الطاقة النظيفة اليوم. تتوفر معلومات تفيد بأن البلاد تعمل بنشاط على الاقتصاد الأخضر، وبالتالي في هذه الحالة، تبين أن تقنيات تخزين الطاقة ذات أهمية قصوى. ومع تعهد البلاد بإنهاء حرق الفحم وخفض انبعاثات الكربون، كانت ألمانيا في طليعة تصميم وإنشاء أنظمة تخزين طاقة أفضل. تركز هذه المقالة على ترتيب تقنيات تخزين الطاقة التي من المتوقع أن تؤثر على مزيج الطاقة الألماني في عام 2024.

نظرة عامة على التكنولوجيا:

1. بطاريات ليثيوم أيون

تعد بطاريات الليثيوم أيون من أشهر البطاريات، حيث تتميز بكثافة طاقة عالية وعمر دورة حياة طويل وكفاءة عالية في استخدام الطاقة. وفي ألمانيا، تُستخدم على نطاق واسع في كل من المركبات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة الكبيرة، مما يساعد كثيرًا في التغلب على عدم الاستقرار في شبكة الطاقة. ومن المتوقع أن تنخفض تكلفة بطاريات الليثيوم أيون وتزداد قوتها بسبب التطور المستمر في تكنولوجيا كيمياء البطاريات وتصنيعها.

2 بطاريات التدفق

من الأمثلة الجيدة على بطاريات التدفق بطارية تدفق الفاناديوم المؤكسدة، والتي تشهد طلبًا متزايدًا بسبب سهولة التوسع وعمر دورة الحياة الطويل. من ناحية أخرى، تحتفظ بطارية التدفق بالطاقة في إلكتروليتات سائلة وحاويات خارجية، وبالتالي فهي مناسبة لتخزين كميات كبيرة من الكهرباء. تستخدم ألمانيا تقنية بطاريات التدفق في محاولة لزيادة قدرتها على تخزين الطاقة المتجددة والتي تأتي بشكل أساسي من طاقة الرياح والشمس.

3. بطاريات الحالة الصلبة

أما بالنسبة لبطاريات الليثيوم أيون، فيمكن وصفها بمستوى الأمان المعزز، وكثافة الطاقة الأعلى، وعمر دورة حياة أطول مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون المستخدمة حاليًا. تكمن مشكلة هذه البطاريات في أنها تستخدم إلكتروليتًا صلبًا بدلاً من السائل، مما يقلل من فرصة الانسكاب والاشتعال. تعد الصناعات الألمانية الجنوبية وكذلك المؤسسات البحثية رائدة في هذا المجال ويتم حاليًا إطلاق العديد من المشاريع الرائدة من أجل إدخال هذا الشكل من تكنولوجيا البطاريات إلى السوق.

4. تخزين الهيدروجين

يعد تخزين الهيدروجين أمرًا بالغ الأهمية في تطوير الخطة الوطنية الألمانية للهيدروجين التي تسعى إلى ترسيخ ألمانيا كمركز لاقتصاد الهيدروجين. وأشارت إلى أنه يمكن توليد الهيدروجين من مصادر الطاقة المتجددة وتخزينه لاستخدامه لاحقًا في توليد الكهرباء والنقل وغيرها من الاستخدامات الصناعية. تتمتع ألمانيا بإمكانات حاضرة في كل مكان وتركز على البنية الأساسية الرئيسية لتخزين الهيدروجين على نطاق المرافق المركزية لتحديد وتيرة إزالة المواد من الاقتصاد وأمن الطاقة والسيادة.

5. التخزين الحراري

تيس = أنظمة تخزين حرارية للحرارة، مما يعني أن بعض أنواع الحرارة والكتلة الحرارية يمكنها تخزين الحرارة بحيث يمكن تلبية الطلب عندما يكون العرض منخفضًا. هذه الأنظمة هي الأفضل للاستخدام الصناعي وأنظمة التدفئة للمجتمعات، حيث تكون هناك حاجة إلى كمية كبيرة من الحرارة للتخزين والتحكم فيها. هناك العديد من أنظمة التخزين الحراري المتقدمة التي تم تنفيذها في ألمانيا مثل مادة تغيير الطور والأملاح المنصهرة، وقد مكنت هذه الأنظمة ألمانيا من موازنة توليد الطاقة لديها وتقليل انبعاثاتها من الغازات المسببة للانحباس الحراري.

التطبيقات الرئيسية: التطبيقات في الصناعات والتجارة والإسكان

حالات الاستخدام الصناعي

تعتبر تقنيات تخزين الطاقة في القطاع الصناعي ضرورية للتحكم في الطلب على الطاقة في قطاع الاستهلاك وتحقيق خفض التكاليف وكذلك تسهيل التحول نحو الطاقة المتجددة. قد تقوم المزيد من المؤسسات الكبيرة مثل المصانع ومصانع التصنيع في ألمانيا بدمج نظام تخزين الطاقة بالبطاريات لتحسين كفاءة الطاقة لديها وكذلك ضمان إمداد مستقر بالكهرباء. على سبيل المثال، يتم نشر بطاريات الليثيوم أيون والتدفق لتسوية إنتاج الطاقة المتجددة والطاقة الاحتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

حالات الاستخدام التجاري

حتى في تطبيقات المباني التجارية بما في ذلك المكاتب ومراكز التسوق والمستشفيات وغيرها، فإن أنظمة تخزين الطاقة المتقدمة مفيدة. يمكن أيضًا استخدام هذه التقنيات لخفض تكاليف الطاقة وجعل موارد الطاقة أكثر موثوقية بالنسبة للشركة للحصول عليها، وبالتالي مساعدة المنظمات على تحقيق الأهداف المستدامة. يتم تركيب بطاريات أيون الليثيوم وأنظمة تخزين الطاقة الحرارية في المباني التجارية في ألمانيا لإدارة الطلب على الطاقة وتمكين المزيد من ضخ الطاقة المتجددة.

حالات الاستخدام السكني

الابتكارات في تقنيات التخزين للاستخدام الشخصي تمكن المستخدمين من استخدام منشآت الطاقة المتجددة الخاصة بهم مثل أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية مثل أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. كما أن هناك فائدة أخرى لتحسين الشبكة وتوفير التكاليف حيثما تكون هناك حاجة إلى الدفع. ومن المرجح أن ينمو اتجاه استخدام أجهزة تخزين الطاقة في القطاع السكني في ألمانيا بشكل أكبر، حيث انخفضت تكاليف البطاريات الآن وأصبح المزيد من الناس مهتمين بفكرة الاستهلاك الذاتي.

الاتجاهات المستقبلية: التطورات القادمة ومشاريع البحث والتطوير

من ناحية أخرى، سيكون المستقبل أكثر عدوانية بالنسبة لألمانيا حيث تسعى إلى التقدم قبل البلدان الأخرى وكذلك السعي إلى أن تكون رائدة السوق في تكنولوجيا تخزين الطاقة من خلال الاختراعات الجديدة وأعمال البحث والتطوير. وينطبق هذا بشكل خاص على التقنيات الرائدة مثل بطاريات الحالة الصلبة وتخزين الهيدروجين التي يتم استثمار ملايين الدولارات فيها في الوقت الحاضر. كما تعمل ألمانيا بنشاط كبير على تطوير أنظمة تخزين الطاقة المتعلقة بربط الشبكات الذكية وتبحث عن مواد وتصميمات من شأنها تخزين الطاقة المتجددة بشكل فعال.

النتيجة: لماذا تؤدي هذه التقنيات إلى مستقبل الطاقة في ألمانيا.

وبالتالي، فإن التقنيات الخمس الرئيسية لتخزين الطاقة: بطاريات الليثيوم أيون، وبطاريات التدفق، وبطاريات الحالة الصلبة، وتخزين الهيدروجين، والتخزين الحراري، هي العوامل الرئيسية التي تحدد التحول في مجال الطاقة في ألمانيا. ولا تعمل مثل هذه الابتكارات على تسهيل الاستفادة من مصادر الطاقة المتجددة فحسب، بل تعمل أيضًا على تحسين أمن الطاقة، وتقليل انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي، وتعزيز التنمية الاقتصادية. ويعني المزيد من الالتزام بالاستثمار والبحث والتطوير أن ألمانيا ستواصل ابتكار نظام تخزين الطاقة المتفوق تقنيًا لتوفير المزيد من أمن الطاقة في عام 2024 وما بعده.