EN
AR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
NO
PL
ES
SV
TL
ID
UK
VI
TH
TR
AF
MS
MY
على مر التاريخ، كانت ألمانيا لاعبًا رئيسيًا في تنفيذ حلول الطاقة النظيفة وتستمر اليوم في الطليعة للحلول النظيفة. تشير المعلومات المتاحة إلى أن البلاد تعمل بنشاط على الاقتصاد الأخضر، وبالتالي أصبحت في هذه الحالة التكنولوجيا الخاصة بتخزين الطاقة ذات أهمية قصوى. بعد أن تعهدت البلاد بإنهاء حرق الفحم وخفض انبعاثات الكربون، وجدت ألمانيا نفسها في طليعة تصميم وإنشاء أنظمة أفضل لتخزين الطاقة. يركز هذا المقال على تصنيف تقنيات تخزين الطاقة التي من المتوقع أن تؤثر على مزيج الطاقة الألماني في عام 2024.
نظرة عامة على التقنيات:
1. بطاريات الليثيوم أيون
تعتبر بطاريات الليثيوم أيون من أفضل البطاريات المعروفة، والتي تتميز بكثافة طاقة عالية، وعمر دورة طويل وكفاءة طاقة عالية. في ألمانيا، يتم استخدامها بشكل واسع في كل من المركبات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة الكبيرة، مما يساعد كثيرًا على التغلب على عدم الاستقرار في شبكة الكهرباء. بسبب التطوير المستمر في التكنولوجيا المتعلقة بالكيمياء والتصنيع للبطاريات، يتوقع أن تنخفض تكلفة بطاريات الليثيوم أيون وتزداد قوتها.
2. بطاريات التدفق
مثال جيد على بطارية التدفق هو بطارية التدفق الأكسيدية اللافاناديوم، والتي تشهد زيادة في الطلب بسبب سهولة توسيعها وعمر دورة طويل. من ناحية أخرى، تحتفظ بطارية التدفق بالطاقة في مواد كهروlyte سائلة في حاويات خارجية، وبالتالي فهي مناسبة لتخزين الكهرباء على نطاق واسع. تستخدم ألمانيا تقنية بطارية التدفق في محاولة لزيادة قدرتها التخزينية للطاقة المتجددة التي تأتي بشكل أساسي من طاقة الرياح والشمس.
3. بطاريات الحالة الصلبة
أما بالنسبة للبطاريات SSB، فيمكن تمييزها بمستوى السلامة المحسن، وكثافة طاقة أعلى، وعمر دورة أطول مقارنةً مع البطاريات LIB المستخدمة حاليًا. المشكلة مع هذه البطاريات هي أنها تستخدم موصلًا صلبًا بدلاً من السائل، مما يقلل من فرصة تسربه وإشعال النار. الصناعات والمؤسسات البحثية في جنوب ألمانيا رائدة في هذا المجال، وقد تم إطلاق عدة مشاريع رائدة حاليًا لتقديم هذه تقنية البطارية إلى السوق.
4. تخزين الهيدروجين
تخزين الهيدروجين أمر حيوي في تطوير الخطة الوطنية للهيدروجين في ألمانيا التي تهدف إلى جعل ألمانيا مركزًا لاقتصاد الهيدروجين. وقد لوحظ أن الهيدروجين يمكن إنتاجه من مصادر الطاقة المتجددة وتخزينه للاستخدام اللاحق في إنتاج الكهرباء والنقل والاستخدامات الصناعية الأخرى. تمتلك ألمانيا إمكانيات واسعة وهي تركز على بناء بنية تحتية رئيسية لتخزين الهيدروجين بمستوى المرافق لقيادة عملية تنحيف الاقتصاد وضمان أمن الطاقة واستقلاليتها.
5. تخزين حراري
تيس = أنظمة تخزين حراري للحرارة، مما يعني أن نوعًا من الكتلة الحرارية يمكنها تخزين الحرارة لتلبية الطلب عندما يكون العرض منخفضًا. هذه الأنظمة هي الأنسب للاستخدام الصناعي وأنظمة التدفئة للمجتمعات، حيث يحتاج إلى تخزين وتحكم كمية كبيرة من الحرارة. هناك عدة أنظمة متقدمة لتخزين الحرارة مُطبقة في ألمانيا مثل المواد التي تتغير حالاتها وملح الذوبان، وقد مكّنت ألمانيا من تحقيق توازن في إنتاج الطاقة وتقليل انبعاث الغازات الدفيئة.
التطبيقات الرئيسية: التطبيقات في الصناعات، والتجارة، والمساكن
حالات الاستخدام الصناعي
تقنيات تخزين الطاقة في القطاع الصناعي ضرورية لتحكم الطلب على الطاقة في قطاع الاستهلاك وتحقيق خفض التكاليف وكذلك تسهيل الانتقال نحو الطاقة المتجددة. يمكن أن تقوم المزيد من المرافق الكبيرة مثل المصانع ووحدات التصنيع في ألمانيا بدمج نظام تخزين طاقة البطارية لتحسين كفاءة استخدامهم للطاقة وضمان توريد كهرباء مستقر. على سبيل المثال، يتم نشر بطاريات أيون الليثيوم وبطاريات التدفق لتسطيح إنتاج الطاقة المتجددة وتوفير طاقة احتياطية أثناء الانقطاع.
حالات الاستخدام التجاري
حتى في تطبيق المباني التجارية التي تشمل المكاتب والمراكز التجارية والمستشفيات وغيرها، تكون أنظمة تخزين الطاقة المتقدمة مفيدة. يمكن استخدام هذه التكنولوجيات أيضًا لتقليل تكاليف الطاقة وجعل مصادر الطاقة أكثر موثوقية للحصول عليها من قبل الشركة، مما يساعد المنظمات على تحقيق الأهداف المستدامة. يتم تركيب بطاريات أيون الليثيوم وأنظمة تخزين الطاقة الحرارية في المباني التجارية في ألمانيا لإدارة الطلب على الطاقة وتمكين دمج المزيد من طاقة المتجددة.
حالات الاستخدام السكني
الابتكارات في تقنيات التخزين للأستخدام الشخصي تمكن المستخدمين من استخدام تثبيتات الطاقة المتجددة الخاصة بهم مثل أنظمة الطاقة الشمسية الفولطوية. كما أن التحسينات الإضافية على الشبكة توفر تكاليف حيث يكون هناك حاجة إلى الدفع. من المرجح أن يزداد الاتجاه باستخدام أجهزة تخزين الطاقة في القطاع السكني في ألمانيا، حيث انخفضت تكاليف البطاريات وأصبح المزيد من الناس مهتمين بفكرة الاستهلاك الذاتي.
المستقبل والاتجاهات: التطورات القادمة ومشاريع البحث والتطوير
من ناحية أخرى، سيكون المستقبل لألمانيا أكثر عدوانية因为他们 يسعون للتقدم أمام الدول الأخرى وكذلك السعي لتصبح قادة السوق في تكنولوجيا تخزين الطاقة من خلال اختراعات جديدة وأعمال البحث والتطوير. وهذا صحيح بشكل خاص للتكنولوجيات المبتكرة مثل بطارية الحالة الصلبة وتخزين الهيدروجين، والتي يتم فيها استثمار ملايين اليورو حاليًا. كما أن ألمانيا - وبنشاط كبير - تطور أنظمة تخزين الطاقة المتعلقة بتوصيل الشبكة الذكية وتبحث عن المواد والتصاميم التي يمكنها تخزين الطاقة المتجددة بكفاءة.
الخلاصة: لماذا تؤدي هذه التكنولوجيات إلى مستقبل الطاقة في ألمانيا.
وبالتالي، فإن التكنولوجيات الخمس الرئيسية لنظام تخزين الطاقة (ESS): بطاريات الليثيوم أيون، بطاريات التدفق، بطاريات الحالة الصلبة، تخزين الهيدروجين، وتخزين الحراري هي العوامل الرئيسية التي تحدد انتقال ألمانيا إلى الطاقة المتجددة. هذه الابتكارات لا تساهم فقط في تسهيل استخدام مصادر الطاقة المتجددة، ولكنها تحسن أيضًا أمن الطاقة، وتقلل من انبعاثات الغازات الدفيئة، وتدعم التنمية الاقتصادية. التزام أكبر بالاستثمار والبحث والتطوير يعني أن ألمانيا ستستمر في الابتكار لتطوير أنظمة تخزين طاقة متقدمة تقنيًا لتوفير المزيد من أمن الطاقة في عام 2024 وما بعده.