Gabriela Aoun Angueira

على قطعة أرض مساحتها 20 فدانًا خارج البلدة الصغيرة في جنوب كاليفورنيا، تستخدم مزرعة شمسية بقوة 1.5 ميجاواط أشعة الشمس لشحن ما يقرب من 600 بطارية في خزائن قريبة ببطء. في الليل، عندما ترتفع الطلب على الطاقة، يتم إرسال هذه الكهرباء إلى الشبكة لتزويد المنازل بطاقة نظيفة. أصبح استخدام البطاريات شائعًا لتخزين الطاقة المتجددة من مصادر متقطعة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، وجعلها متاحة عندما تكون أكثر حاجة إليها. ومن بين التطورات الجديدة في هذا المجال، تجد أنه في منشأة كوياما التي بدأت العمل فيها هذا الشهر، يتم استخدام بطاريات سابقًا كانت تُستخدم في تشغيل السيارات الكهربائية لنقل الطاقة إلى الشبكة الكهربائية. وهذا التحوير في استخدام البطاريات يعد مفهومًا غير متعارف عليه بشكل عام.

منشأة SEPV كوياما، الموجودة على بعد حوالي ساعتين شمال شرق سانتا باربرا، هي المنشأة الثانية للتخزين الهجين التي افتتحتهاB2U Storage Solutions. وهي أول منشأة لها، خارج لوس أنجلوس مباشرة، تستخدم 1300 بطارية مستهلكة من سيارات Honda Clarity وNissan Leaf الكهربائية لتخزين 28 ميجاواط-ساعة من الطاقة، وهو ما يكفي لتزويد حوالي 9500 منزل بالطاقة.

تهدف هذه المنشآت إلى إثبات جدوى إعطاء بطاريات السيارات الكهربائية حياة ثانية كوحدات تخزين ثابتة قبل أن يتم تدويرها. القيام بذلك قد يزيد من استدامة سلسلة التوريد التكنولوجية، ويقلل من الحاجة إلى استخراج المعادن الحرجة، بينما يوفر طريقة أرخص لبناء التخزين على نطاق الشبكة.

“هذا ما يلزم تحقيقه على نطاق واسع”، هكذا قال فريمان هول، الرئيس التنفيذي لشركة أنظمة التخزين الكبيرة القائمة في لوس أنجلوس.

عادةً ما يتم استبدال بطاريات السيارات الكهربائية عندما تصل إلى نسبة تصل إلى 70-80 في المئة من سعتها الأصلية. يتم ذلك بشكل رئيسي لأن المدى القابل للتوفير من البطارية يبدأ في الانخفاض بشكل ملحوظ في هذه المرحلة. ومن الممكن إعادة استخدام معظم المواد الحرجة الموجودة في البطارية، بما في ذلك الليثيوم والنيكل والكوبالت. تتم تطوير صناعة إعادة التدوير المحلية بشكل متزايد، بدعم من مليارات الدولارات في قروض من وزارة الطاقة وحوافز في قانون تخفيض التضخم، للاستعداد لما سيكون يومًا ما عشرات الملايين من حزم بطاريات السيارات الكهربائية المتقاعدة.

ومع ذلك، قبل أن يتم تفكيكها، تُظهر الدراسات أن حوالي ثلاثة أرباع الحزم المتقاعدة مناسبة لحياة ثانية كتخزين ثابت. (قد لا تحتوي بعض الحزم على عمر كافٍ فيها، أو تكون تالفة بشكل كبير نتيجة تصادم، أو تكون بها عيوب أخرى).روفقًا لـ”هول”، فإن الجيل الأول من السيارات الكهربائية تقترب البطارية من نهاية عمرها على الطريق، وإن 70 في المئة أو أكثر من تلك البطاريات لا تزال لديها طاقة قوية. “هول” يعتقد أنه يجب استغلال هذه الطاقة المتبقية قبل أن يتم تدوير كل تلك البطاريات، وأننا لا نزال نؤجل عملية التدوير لمدة ثلاثة أو أربعة أو خمس سنوات.

“إطالة العمر الافتراضي لبطاريات السيارات الكهربائية يخفف من تأثير تصنيعها”، هذا ما قالته ماريا تشافيز، المحللة في مجال الطاقة لدى اتحاد العلماء المهتمين.

“الهدف الكامل من محاولة نشر السيارات الكهربائية هو تقليل الانبعاثات وتقليل الآثار السلبية لأشياء مثل التصنيع والعمليات الاستخراجية على بيئتنا ومجتمعاتنا”، هكذا قالت تشافيز لـGrist. “من خلال إطالة عمر البطارية، نقلل الحاجة إلى مزيد من استغلال مواردنا الطبيعية، ونقلل الطلب على المواد الخام، وعمومًا نشجع على عملية أكثر استدامة”.

تمامًا كما أصبحت البطاريات عنصرًا حيويًا لتقليل الانبعاثات الصادرة عن وسائل النقل، فهي أيضًا ضرورية لإدراك الفوائد الكاملة للطاقة النظيفة. بدون التخزين الثابت، لا يمكن لطاقة الرياح والطاقة الشمسية أن تغذي الشبكة إلا عندما يكون الرياح تهب أو الشمس تسطع. ويقول “تشافيز”: “القدرة على تخزين الطاقة واستخدامها عند الحاجة إليها هي طريقة مهمة حقًا لتلبية احتياجاتنا من الطاقة”. من المتوقع أن يقفز استخدام تخزين البطاريات على نطاق المرافق من 1.5 جيجاوات في عام 2020 إلى 30 جيجاوات بحلول عام 2025. ويمكن لحزم السيارات الكهربائية أن توفر مخزونًا لهذا التوسع. قال “هول” إن هناك بالفعل ما لا يقل عن 3 جيجاوات-ساعة من حزم السيارات الكهربائية المتقاعدة الموجودة في الولايات المتحدة يمكن نشرها، وأن حجم الحزم التي يتم إزالتها من السيارات يتضاعف كل عامين.

ويضيف “تشافيز”: “لقد انتقلنا من تدفق بسيط عندما بدأنا قبل أربع سنوات إلى فيضان من البطاريات القادمة”.

تقول شركة B2U إن تقنيتها تسمح بإعادة توظيف البطاريات بطريقة “التوصيل والتشغيل”، أي بدون الحاجة إلى تفكيكها، ويمكن استخدام وحدات من عدة مصنعين مختلفين، حيث اختبرت B2U بطاريات من Honda، Nissan، Tesla، GM، وFord في نظام واحد.

تتم تخزين حزم البطاريات في خزانات كبيرة وتُدار باستخدام برمجيات خاصة، والتي تراقب سلامتها وتقوم بتفريغها وشحنها وفقًا لسعتها. يتم شحن البطاريات خلال النهار باستخدام الطاقة المولدة من الألواح الشمسية والشبكة الكهربائية على حد سواء. ثم يقوم B2U ببيع هذه الطاقة إلى شركات الخدمات العامة خلال الليل، عندما يكون الطلب والأسعار أعلى بكثير.

قال “هول”: إن استخدام البطاريات ذات الحياة الثانية يحقق نفس العائد المالي كبطاريات الشبكة الجديدة ولكن بنصف التكلفة الأولية، وأنه للوقت الحالي، إعادة توظيف الحزم أكثر ربحية لشركات صناعة السيارات من إرسالها مباشرة إلى المعاد تدويرها. حتى ينمو قطاع إعادة التدوير، لا تزال عملية تدويرها مكلفة للغاية. ومن خلال بيع أو تأجير الحزم المتقاعدة إلى شركة تخزين شبكي يمكن للمصنعين استخراج قيمة أكبر منها.

وأضاف “هول”: قد يساعد ذلك حتى في خفض تكلفة السيارات الكهربائية. “يجب أن تنخفض التكلفة الفعلية لاستئجار بطارية على عجلات إذا تم تعزيز القيمة الكاملة للبطارية وإعادة استخدامها”، و”الجميع يربح عندما نقوم بإعادة الاستخدام بطريقة ذكية”.

تتوقع B2U أن تضيف تخزينًا لمرفق طاقة شمسية ثالث بالقرب من بالمديل في العام المقبل. تهدف هذه المرافق إلى إثبات أن الفكرة تعمل، وبعد ذلك تخطط B2U لبيع الأجهزة والبرمجيات الخاصة بها إلى مطوري مشاريع التخزين الأخرى.

مع ذلك، في الوقت الراهن، فإن التوظيف المخطط للتكنولوجيا محدود. تتوقع B2U أن حوالي 6 بالمئة فقط من بطاريات السيارات الكهربائية المتقاعدة في الولايات المتحدة ستُستخدم لتخزين الطاقة على مستوى الشبكة بحلول عام 2027.

ويختتم “هول” قائلًا: “الناس متشككون، ويجب أن يكونوا كذلك؛ لأن إعادة استخدام البطاريات أمر صعب”. “لكن لدينا مجموعة بيانات قوية تثبت الاعتمادية والأداء والربحية. لقد وصلنا إلى نقطة نستطيع فيها بالفعل توسيع هذا النطاق”.

إعداد: وحدة الترجمات بمركز سمت للدراسات
المصدر: WIRED