کسب و کار

کسب و کار,بازاریابی

آینده‌پژوهی فناوری‌های ذخیره سازی انرژی

مفاهیم و فناوری‌ها: ذخیره سازی انرژی، یعنی تبدیل انرژی به فرمتی که بتواند ذخیره شود و دوباره به انرژی قابل استفاده تبدیل شود. برای این امر به فناوری سیستمی یکپارچه‌ای جهت مدیریت بهبود یافته‌ی تقاضا و تأمین تقاضاهای انرژی نیاز است.

ذخیره سازی

امروزه فناوری ذخیره سازی انرژی به سرعت پیشرفت می‌کند و به شیوه‌های مختلفی به کار گرفته می‌شود. باتری‌های لیتیوم یونی همین حالا هم در خودروهای الکتریکی و هیبریدی به کار می‌روند، و هزاران محصول الکترونیکی قابل حمل دیگر مثل دستگاه‌های اینترنت سیار وجود دارد. در دهه‌ی بعدی، خودروهایی که منبع تغذیه باتری دارند در مقایسه با خودروهایی که موتور احتراق داخلی دارند به لحاظ قیمتی رقابت می‌کنند و همین موجب کاهش انتشار دی‌اکسید کربن خواهد شد.

ذخیره سازی انرژی به صنعت برق اجازه می‌دهد در زمان‌هایی که تقاضا کم است الکتریسیته‌ی بیشتری تولید کند و در زمان‌هایی که تقاضا زیاد است از آن به عنوان ظرفیت تقویتی بهره بگیرد. امروزه تقریبا سه‌چهارم الکتریسیته‌ی ذخیره‌ای دنیا، از طریق روشی به اسم هیدروالکتریک پمپی (تلمبه ذخیره‌ای) (PHES) مدیریت می‌شود. در این فناوری، آب در زمان‌های تقاضای کم (قیمت پایین الکتریسیته) پمپ شده و در پشت سدی ذخیره می‌شود، سپس و در زمان‌های پیک تقاضا (قیمت بالای الکتریسیته) انرژی ذخیره شده توسط توربین‌های آبی به الکتریسیته تبدیل و وارد چرخه مصرف می‌شود. PHES درحال‌حاضر در حدود ۱۴۰ گیگاوات از ظرفیت شبکه‌های برق (در سراسر جهان) را تشکیل می‌دهد و نخستین نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای ایران نیز با ظرفیت ۱۰۰۰ مگاوات در سال ۹۲ در منطقه سیاه‌بیشه به بهره‌برداری رسیده است.

باتری‌ها در همه‌ی شکل‌هایشان، شناخته شده‌ترین فناوری ذخیره سازی انرژی هستند. باتری‌های لیتیوم یونی در وسایل الکترونیکی مختلف مثل لپتاپ‌ها و… و همچنین در خودروهای الکترونیکی و هیبریدی کاربرد دارند.

پیش‌بینی می‌شود که قیمت باتری‌های لیتیوم یونی خودرویی از رقم ۵۰۰ تا ۶۰۰ دلار به ازای هر کیلو وات ساعت (در سال ۲۰۱۳) به ۱۶۰ دلار به ازای هر کیلووات ساعت در ۲۰۲۵ برسد و همچنین با توجه به چرخه‌ی عمر طولانی‌تری که برای این باتری‌ها پیش‌بینی می‌شود، انتظار می‌رود بتوانند هزینه مالکیت خودروهای هیبریدی پلاگین را در مقایسه با خودروهای رایج احتراق داخلی رقابتی کنند.

همچنین، متوسط هزینه‌ی مالکیت باتری‌های لیتیوم یونی برای کاربردهای شبکه‌ای می‌تواند، از ۵۰۰ دلار به ازای هر مگاوات به ۸۵ تا ۱۲۵ دلار به ازای هر مگاوات تا ۲۰۲۵ برسد. این موضوع می‌تواند قیمت باتری‌های لیتیوم یونی را برای برخی کاربردهای شبکه‌ای و همچنین تولید پراکنده رقابتی کند.

فناوری‌های مهم دیگر ذخیره سازی انرژی شامل نمک مذاب، فلایویل‌ها، ابرخازن‌ها و حتی باتری‌های اسیدی متداول (شامل باتری‌های بازیافت شده) می‌شوند. دیگر فناوری‌های امیدبخش باتری، فعلا در حال توسعه هستند و تا ۲۰۲۵ تجاری‌سازی نخواهند شد، اینها شامل باتری‌های فلز مایع، لیتیوم- هوا، لیتیوم- سولفور، سدیم- یون و ابرخازن‌های نانو می‌شوند.

ذخیره‌ سازی انرژی هوای فشرده (CAES) فناوری ذخیره‌ی انرژی تکامل یافته‌ای است که برای کاربردهای شبکه‌ی برق مفید است. این فناوری نیز مفهومی مشابه با PEEH داشته و با استفاده از ظرفیت‌های طبیعی، به جای پمپ کردن آب، هوا را به حفره‌ها، چاله‌های نمک یا هر فضای زیرزمینی دیگری پمپاژ می‌کند؛ این هوای فشرده و ذخیره‌شده، انرژی مورد نیاز توربین را فراهم می‌نماید. تا ۲۰۲۵، نسل بعدی ذخیره‌ سازی انرژی PHSE و CAES می‌توانند با روش‌های جدیدی کار کنند که کمتر به عوارض جغرافیایی و طبیعی وابسته بوده و همچنین با بکارگیری توربین‌های سرعت متغیر امکان کنترل بیشتری بر خروجی فراهم شده و کارایی کل چرخه‌ی انرژی افزایش یابد.

ظرفیت‌های شتاب‌بخشی

سیستم‌های ذخیره‌ی انرژی نقش مهمی در ورود جایگزین‌های سوخت‌های فسیلی به سبد حامل‌های انرژی داشته و همچنین می‌توانند قابلیت اطمینان عرضه‌ی الکتریسیته و رساندن آن به کاربران جدید را بهبود دهند.

با افزایش تقاضا برای انرژی و نگرانی‌ها بسیار درباره‌ی انتشار دی‌اکسید کربن و تغییرات آب و هوایی، نیاز فزاینده‌ای به تولید انرژی کم‌ضررتر احساس می‌شود. امروزه از طریق تولید الکتریسیته، سالانه ۱۳ میلیارد تن دی‌اکسید کربن منتشر می‌شود. همچنین، بخش حمل‌ونقل نیز سالانه ۷ میلیارد تن دی‌اکسید کربن وارد فضا می‌کند. هم‌اکنون بخش‌های الکتریسیته و حمل‌ونقل، شروع به افزودن منابع انرژی پایدارتر کرده‌اند و در هر دو بخش، این تلاش‌ها به ذخیره سازی انرژی اتکاء دارد: در شبکه‌های برق، سیستم‌های ذخیره سازی می‌تواند به تامین الکتریسیته از منابع تجدیدپذیر مثل انرژی خورشیدی کمک نماید یا باتری‌های پیشرفته می‌توانند بکارگیری خودروهای تمام برقی یا هیبریدی را ممکن نمایند.

هزینه‌های ذخیره سازی انرژی، در سال‌های اخیر کاهش یافته است و انتظار می‌رود تا ۲۰۲۵ بیشتر هم کاهش یابد- به ویژه باتری‌های لیتیوم یونی- هرچند متخصصین بر سر مقدار دقیق این کاهش توافق ندارند.

فناوری‌های بهبودیافته‌ی ذخیره‌ سازی انرژی می‌توانند به اقتصاد‌های در حال توسعه برای رفع نیازهای انرژی‌شان کمک کنند. مصرف الکتریسیته‌ی چین هرساله تا ۱۱ درصد رشد می‌کند، هند تا ۵ درصد و افریقا تا ۴ درصد. در این کشورها، ذخیره‌ سازی انرژی می‌تواند به برق‌رسانی به مناطق بیشتر و همچنین مناطقی که تا سال‌های آتی تحت پوشش شبکه قرار نخواهند گرفت کمک کند. فناوری‌های ذخیره‌ سازی انرژی به منظور پاسخگویی به این نیازهای گسترده باید پیشرفت کنند. پیشرفت‌های عمده در فناوری باتری می‌تواند ظرفیت ذخیره‌ سازی باتری را طی ۱۰ تا ۱۵ سال آینده دو برابر کند.

اثر بالقوه بر روی اقتصاد

تأثیر بالقوه‌ی اقتصادی ذخیره‌ سازی انرژی بین ۹۰ تا ۶۳۵ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۵ برآورد می‌شود. این ارزش از سه کاربرد اصلی حاصل می‌شود: خودروهای الکتریکی و هیبریدی، تولید پراکنده انرژی و ذخیره‌ سازی شبکه‌ای (گرید). بیشتر این تأثیر به خاطر بکارگیری خودروهای الکتریکی و هیبریدی است. انرژی‌های پراکنده (استفاده از باتری‌ها برای برق‌رسانی به مناطق غیرمتصل به شبکه یا جاهایی‌که عرضه کننده‌ی برق مناسبی ندارند) تأثیر اقتصادی کوچکی دارند اما تأثیرات دگرگون کننده‌ای بر زندگی انسان‌هایی دارند که بدون الکتریسیته زندگی می‌کنند. این افراد همین حالا یک میلیارد نفر از جمعیت زمین را تشکیل می‌دهند. کاربردهای شبکه‌ای، با قرار دادن ظرفیت ذخیره‌ سازی بر روی شبکه برای کاهش هزینه‌ی نقطه اوج تقاضا و تجهیزات لازم برای ژنراتورهای خورشیدی و بادی هم تأثیر نسبتا کمتری تا ۲۰۲۵ خواهند داشت.

تأثیر اقتصادی بالقوه برای ذخیره‌ سازی انرژی توسط خودروهای الکتریکی و هیبریدی بین ۲۰ تا ۴۱۵ میلیارد دلار سالانه تا ۲۰۲۵ خواهد بود. پیش‌بینی‌ها بر این است که پذیرش خودروهای هیبریدی، هیبریدی پلاگین، و الکتریکی به قیمت‌های خرده‌فروشی سوخت بستگی دارد. با در نظر گرفتن تغییرات آتی قیمت سوخت (۵۰ درصد کمتر یا بیشتر از قیمت فعلی)، احتمالا ۲۰ تا ۴۰ درصد از خودروهای جدید که در ۲۰۲۵ در سطح جهانی خریداری خواهند شد، خودروهای هیبریدی الکتریکی هستند.

مجموع ارزش اقتصادی بالقوه برای ذخیره‌سازی انرژی توسط انرژی‌های پراکنده می‌تواند بین ۲۵ تا ۱۵۰ میلیارد دلار در ۲۰۲۵ باشد. این تخمین ارزشی بر اساس دو منبع تأثیرگذار است: ۱- تثبیت دسترسی به الکتریسیته در اقتصادهای در حال توسعه و ۲- برق‌رسانی (حداقل به صورت پاره وقت) به مناطق دورافتاده و محروم.

بهبود قابلیت اطمینان دسترسی به الکتریسیته به معنای مقابله با عرضه‌ی ناپایدار الکتریسیته است. در این خصوص باید توجه داشت که حدود ۴۳ درصد از الکتریسیته‌ی مصرفی در اقتصادهای درحال توسعه توسط بخش صنعت مصرف می‌شود و در پرسش‌کاوی بانک جهانی مشخص شد ۵۵ درصد از صنایع خاورمیانه و افریقای شمالی، ۵۴ درصد از صنایع آسیای جنوبی و ۴۹ درصد از صنایع کشورهای جنوب صحرای افریقا، الکتریسیته را به عنوان نیاز ضروری و مهمی در انجام کسب و کارهایشان شناسایی کرده‌اند.

ظرفیت بهبود قابلیت اطمینان دسترسی به الکتریسیته در اقتصادهای در حال توسعه وجود دارد چراکه مصرف سالانه‌ی الکتریسیته‌ اقتصادهای در حال توسعه ۱۳۰۰۰ تراوات ساعت است و این در حالیست که قطعی برق‌شان، به صورت متوسط از ۲ تا ۷۰ ساعت ساعت ماهانه است.

آخرین موضوع اینکه امروزه الکتریسیته چند لحظه قبل از مصرف در شبکه تولید می‌شود، در نتیجه صنعت الکتریسیته باید ظرفیتی را برای نقاط اوج مصرف نگهداری کند. ذخیره‌سازی انرژی می‌تواند با جابه‌جایی بارگذاری نقاط اوج (افزودن منابع جدید در زمان‌های اوج تقاضا) به کاهش ظرفیت مورد نیاز و در نتیجه کاهش سرمایه‌گذاری‌های زیرساختی مربوطه کمک نماید.

ترجمه: تحریریه سایت کسب و کار بازده – آيدا پوريانسب- عقيل براتي

منبع: فوربس

 

(مشاهده ۳۷ نفر, فقط امروز)
هرگونه نشر ، بازتولید یا بازنشر تمام یا بخشی از محتوای سایت بازده بدون کسب مجوز، غیرقانونی است و تحت پیگرد قانونی قرار خواهد گرفت.
راحت و سریع با زدن دکمه + انتشار بده

برچسب ها

0 دیدگاه در “آینده‌پژوهی فناوری‌های ذخیره سازی انرژی”

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

پربازدید ترین های هفته

No top posts yet

Page generated in 1٫248 seconds. Stats plugin by www.blog.ca

کسب و کار

کسب و کار,بازاریابی

پشتیبانی سایت