Maciej Kolaczkowski, Debmalya Sen

تزداد الحاجة إلى زيادة القدرة على تخزين الطاقة الناتجة عن صناعات الرياح والطاقة الشمسية المتنامية لفترات عندما تكون الرياح والشمس أقل. هذا يدفع إلى نمو غير مسبوق في قطاع تخزين الطاقة، ولدى العديد من الدول طموحات للمشاركة في سلاسل الإمداد العالمية للتخزين.

وفقًا لروبرت بيكوني، الرئيس التنفيذي لشركة Energy Vault، فإن “الطاقة النظيفة تكتسب زخمًا سريعًا، مما يؤدي إلى زيادة الطلب على بنية تحتية لتخزين الطاقة لمواجهة مشاكل التقطع. لا يوجد حل موحد يناسب جميع الحالات في تخزين الطاقة، لذا سيكون من الضروري توسيع نطاق مجموعة متنوعة من حلول التكنولوجيا الصلبة والبرمجيات.”

نمو السوق

يخلق تخزين الطاقة حاجزًا في نظام الطاقة يمكنه امتصاص أي فائض من الطاقة في الفترات التي تنتج فيها مصادر الطاقة المتجددة أكثر مما هو مطلوب. يتم إرسال هذه الطاقة المخزنة مرة أخرى إلى الشبكة عندما تكون الإمدادات محدودة. كما يؤدي دورًا مهمًا في أوقات الطوارئ في الشبكة، حيث يمكنه تزويد الشبكة بقدر كافٍ من الطاقة لفترة قصيرة لمنع حدوث فشل في الشبكة.

تعد البطاريات جوهر النمو الأخير في تخزين الطاقة، خاصة تلك المعتمدة على الليثيوم أيون. كما أن البطاريات المستخدمة في أنظمة الطاقة مرتبطة بقوة بسوق السيارات الكهربائية، الذي يشكل عالميًا 80% من الطلب على البطاريات.

من المتوقع أن يصل حجم سوق تخزين الطاقة العالمي في عام 2024 إلى حوالي 360 جيجاواط ساعة. ويشمل ذلك بشكل أساسي تخزين المياه المضخّمة وتخزين الهواء المضغوط الناضجين جدًا. في الوقت نفسه، حدث 90% من جميع عمليات نشر تخزين الطاقة الجديدة في شكل بطاريات بين عامي 2015 و2024. وهذا هو ما يدفع النمو.

تشير تقديرات شركة Bloomberg New Energy Finance إلى أن سوق تخزين الطاقة العالمي سيشهد نموًا يصل إلى ستة أضعاف، ليصل إلى أكثر من 2 تيراشن في الساعة بحلول عام 2030. ومن المتوقع أن تنمو عمليات النشر السنوية بمعدل متوسط يبلغ 21% سنويًا، مما يعني أنها قد تتضاعف ثلاث مرات بحلول نفس العام.
تشكل الصين 43% من هذا السوق المستقبلي، تليها الولايات المتحدة بحصة تبلغ 14%. ومن المتوقع أن تظل الصين في صدارة مجال تخزين الطاقة، بينما ستحتل أوروبا والهند المركزين الثالث والرابع بحلول عام 2030.

انخفاض التكاليف

انخفضت تكلفة بطاريات الليثيوم أيون بأكثر من 90% خلال العقد الماضي، وشهد عام 2024 انخفاضًا بمقدار 40% في التكاليف. ومن المتوقع أن تستمر أسعار خلايا البطاريات في هذا الاتجاه التنازلي على مدى السنوات القادمة، مما يجعلها خيارًا أكثر جاذبية لتخزين الطاقة في التطبيقات النهائية.

تساهم الابتكارات المستمرة وزيادة حجم الإنتاج في دفع التكاليف للانخفاض بشكل مستمر. ومع ذلك، تُعزى معظم الانخفاضات الأخيرة في الأسعار إلى الفائض العالمي من البطاريات. على سبيل المثال، تتوقع Bloomberg New Energy Finance أنه بحلول عام 2024، ستنتج الصين وحدها كمية كافية من البطاريات لتلبية الطلب العالمي بالكامل. ويُعتقد أن تكلفة البطاريات المصنعة في الولايات المتحدة وأوروبا أعلى بنسبة 20% مقارنة بتلك المنتجة في الصين.

سباق البناء

على الرغم من القدرة الزائدة الحالية، كانت سلسلة توريد بطاريات الليثيوم أيون في بؤرة التركيز لجميع الدول الكبرى بسبب طموحاتها لبناء تصنيع محلي، وخلق فرص عمل، وجذب الاستثمارات، والحصول على ميزة دولية. اعتبار آخر رئيسي يتعلق بإمدادات المواد الخام، مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل والمنغنيز والجرافيت، المطلوبة لإنتاج البطاريات.

حاليًا، تتصدر الصين في هذا المجال. لقد استحوذت على أكثر من 60% من القدرة التصنيعية العالمية لبطاريات الليثيوم أيون، وأكثر من 90% من القدرة على معالجة المعادن والمواد الخام. وتحاول العديد من الدول اللحاق بالركب والتنافس من خلال فرض ضرائب ورسوم على الواردات من الصين، بينما تعزز التصنيع المحلي من خلال الحوافز المرتبطة بالإنتاج، والحوافز الضريبية، والدعم، والمنح.

خيارات التكنولوجيا

في الوقت الحالي، تراوح الحاجة العالمية للتخزين بين ساعتين وأربع ساعات. وتواجه بطاريات الليثيوم أيون القليل من المنافسة نظرًا لامتلاكها ميزة سلسلة إمداد ناضجة جدًا ونضوج تكنولوجي. لذا، من المتوقع أن تظل الخيار الكيميائي السائد لتطبيقات التخزين في العقد الحالي.

وفقًا لكلوديو سباداكيني، مؤسس والرئيس التنفيذي لشركة Energy Dome، فإن “أحد أكبر العقبات في انتقال الطاقة هو نقص الحلول المتاحة لتخزين الطاقة لفترات طويلة. على الرغم من أن بطاريات الليثيوم أيون وتخزين المياه المضخّمة قد سيطرت على العقد الماضي، فإنها لا تستطيع معالجة جميع التحديات التي تواجهها الشبكة اليوم.”
ومع ذلك، تظهر تقنيات جديدة تتجاوز مجال الليثيوم، والتي ستكون مهمة بشكل خاص لتلبية متطلبات التخزين التي تتجاوز مدة أربع الساعات الحالية.

بعض من أكثر التقنيات نضوجًا تشمل بطاريات الصوديوم، وبطاريات التدفق، وتخزين ثاني أكسيد الكربون السائل، بالإضافة إلى مزيج من بطاريات الليثيوم أيون والهيدروجين النظيف. نظرًا لأن هذه التقنيات أقل اعتمادًا على المعادن الخام الحرجة، ويمكن إنشاء سلسلة الإمداد في أي مكان، فإنها تثير اهتمامًا قويًا لدى الحكومات.

حلول الطاقة المتقدمة

يدعم المنتدى الاقتصادي العالمي نهجًا متكاملًا لحلول الطاقة، بما في ذلك تخزين الطاقة، والطاقة النووية المتقدمة، والوقود النظيف، والهيدروجين، وإزالة الكربون. لا توجد تقنية واحدة ستنجح في تحقيق انتقال الطاقة بمفردها؛ إذ سيتطلب الأمر مزيجًا من الحلول. وسيكون لدى المناطق والصناعات والشركات استراتيجياتها الخاصة، ولكن يجب أن تعمل جميعها معًا.

يمكن أن تساعد المنصات، مثل مجتمع حلول الطاقة المتقدمة التابع للمنتدى، في تسريع هذا التعاون وتسريع نشر التقنيات الجديدة من عقود إلى سنوات، مثل: تخزين الطاقة، والوقود النظيف، والهيدروجين، والطاقة النووية المتقدمة، وإزالة الكربون.

يشمل المجتمع قادة الصناعة الذين يقودون القطاعات المتطورة في نظام الطاقة لتشكيل رؤية واضحة لسرد صناعة حلول الطاقة المتقدمة. يدعم هذا المجتمع شراكات بين المبتكرين، والشركات الكبرى في مجال الطاقة، ومستخدمي الطاقة، والمستثمرين، كما يقدم معلومات قيمة لصنع السياسات.

إعداد: وحدة الترجمات بمركز سمت للدراسات
المصدر: World Economic Forum