تخزين الطاقة يمثل تحديًا وفرصة لشيلي

المصدر: حوار

الرئيس التشيلي غابرييل بوريك (الوسط) عند افتتاح مصنع لتخزين الطاقة في المنطقة الشمالية من Antofagasta في أبريل 2024. تشيلي لديها ظروف قوية للرياح والطاقة الشمسية ، وتتابع التخزين للمساعدة في التغلب

الطاقة المتجددة هي حاضر أمريكا اللاتينية.

في عام 2023 ، ولدت المنطقة 64 ٪ من الكهرباء من مصادر نظيفة ، أعلى بكثير من المتوسط ​​العالمي البالغ 39 ٪. مع استمرار زيادة الإنتاج ، تزداد الحاجة إلى تخزين هذه الطاقة إلى جانبها.

يوضح كلاوديو سيباخ ، عميد كلية العلوم والهندسة بجامعة أدولفو إيبانز في سانتياغو ، تشيلي: "ببساطة ، فإن سبب تخزين الطاقة الكهربائية هو أنه يمكنك تحديد متى تستخدمها". "يمكن تخزين الطاقة عندما يكون الطلب أعلى - إنه يحل الخلل الطبيعي بين لحظات العرض والطلب."

هذا له أهمية خاصة في قطاع مصادر الطاقة المتجددة ، حيث توفر الطاقة الشمسية وتوليد الرياح قوة نظيفة ، ولكن متقطعة: عندما لا تكون الشمس مشرقة أو تنخفض الرياح ، تتوقف الجيل معها.

تقدم تشيلي ، الذي يمتلك مزيج الطاقة الذي يمتلك واحدة من أعلى أسهم الرياح والطاقة الشمسية في المنطقة ، مثالًا واضحًا على التحديات التي يمكن أن تنشئها هذه الانخفاضات.

تستفيد البلد من جغرافيا ومناخ فريدة: في الشمال ، تفتخر صحراء أتاكاما بأعلى مستويات الإشعاع الشمسي على الأرض ، وفي أقصى الجنوب في باتاغونيا ، تشيلي من قبل بعض من أقوى الرياح على هذا الكوكب.

ولكن في بعض الأحيان ، تحسب هذه الميزات ضدها أيضًا. على مدار نصف العام ، تغرب الشمس في وقت مماثل على طول الجهاز النحيف للأرض التي تحتلها على ساحل أمريكا الجنوبية ، مما يخلق حاجة فورية لتخزين الطاقة - وهو قطاع تحرز فيه البلاد بالفعل ، مع إطلاق أهداف طموحة ، واستراتيجيات لتحفيز الاستثمار في التكنولوجيا ، ومشاريع متعددة بالفعل عبر الإنترنت وفي خط الأنابيب.

خيارات تخزين الطاقة

اليوم ، يمكن تخزين الطاقة بطرق متعددة ، بما في ذلك استخدام بنوك بطاريات مقياس كبيرة- ، والتي يمكنها تخزين الكهرباء قبل حقنها مرة أخرى في الشبكات الوطنية. على الرغم من أن بطاريات الليثيوم - هي الأكثر كفاءة في السوق ، إلا أن الاستخدام الأوسع لبدائل الرصاص أو الصوديوم يمكن أن يكون قاب قوسين أو أدنى.

الفنيون في Tesvolt ، أول بطارية في أوروبا "Gigafactory" مقرها في ألمانيا ، والتي تتخصص في حلول التخزين لـ Solar - و Wind - أنظمة الكهرباء التي تعمل بالطاقة (الصورة: Waltraud grubitzsch / dpa / alamy)

يقول إنزو سوما ، أستاذ في الهندسة الصناعية والأنظمة في جامعة تشيلي الكاثوليكية في تشيلي: "تخزين البطارية فعال ، ولكنه قصير الأجل للغاية". "إذا قمت بتخزين الطاقة في بطارية واحدة وترغب في استخدامها في اليوم التالي ، فلن يكون هناك شيء هناك لأن الطاقة تتبدد. ولكن يمكنك استخدام الطاقة بكفاءة شديدة عن طريق تخزينها في يوم يوجد فيه الكثير من أشعة الشمس ثم إطلاقها بين عشية وضحاها."

لقد أثبتت خيارات الأجل الأطول - أنها أكثر تكلفة. يعد الطاقة الكهرومائية المخزنة - ، والتي تتضمن ضخ المياه حتى الخزان قبل إطلاقها إلى أسفل من خلال التوربين ، حاليًا الحل الأكثر استخدامًا في جميع أنحاء العالم. وقد تم توظيفه في صناعة التعدين لعقود من الزمن ، ولكن المشاريع لديها بصمة كبيرة وتتطلب اختلافات الارتفاع. تشمل البدائل الأحدث تخزين الملح المنصهر - الذي يستخدم الملح كوسيلة للطاقة الحرارية - والغازات المنتجة باستخدام مصادر متجددة ، مثل الهيدروجين الأخضر والأمونيوم الأخضر. هذه العمليات أقل كفاءة ، ولكن تسمح بتخزين الطاقة لشهور أو سنوات.

إن النمو الحاد في إنتاج الطاقة المتجددة ، والسعي لتحقيق أهداف عالمية طموحة على السعة الجديدة ، يجلب معهم تحديًا كبيرًا ، إلى جانب إمكانات هائلة لتوسيع سوق التخزين. تبلغ قيمة سوق تخزين الطاقة العالمي حاليًا حوالي 246 مليار دولار أمريكي ، حيث يتم إضافة ما يقدر بنحو 387 جيجاوات من سعة تخزين الطاقة الجديدة في جميع أنحاء العالم بحلول عام 2030 ، وفقًا لتقرير صادر عن شركة المحاماة Morgan Lewis في الولايات المتحدة-. هذه زيادة 15 ضعفًا مقارنة بنهاية عام 2021.

تشيلي هي طفل ملصق المنطقة

بحلول عام 2030 ، تسعى تشيلي إلى توفير 70 ٪ من إجمالي استهلاكها للطاقة مع مصادر الطاقة المتجددة ، وتهدف إلى الوصول إلى حياد الكربون بحلول عام 2050. على الرغم من أن أوجه القصور الشمسية الليلية يتم توصيلها حاليًا بتوليد الوقود الأحفوري ، فقد تعهدت البلاد بإغلاق تخزين الطاقة المتبقية. لكن البلاد أحرزت تقدمًا قويًا ، حيث أصبحت سريعة للطفل في أمريكا اللاتينية لمثل هذه التقنيات.

بعد إطلاق استراتيجية تخزين وطنية في عام 2023 تحدد الأهداف وتهدف إلى جذب الاستثمار في هذا القطاع ، ومع وجود خط أنابيب كبير من المشاريع في الطريق ، يمكن أن تتفوق سعة التخزين المثبتة في تشيلي على سعة الولايات المتحدة قريبًا.

الألواح الشمسية على الطريق بين بونتا أريناس وبورتو ناتاليس في جنوب تشيلي. بحلول عام 2030 ، تسعى البلاد إلى توفير 70 ٪ من إجمالي استهلاك الطاقة مع مصادر الطاقة المتجددة (الصورة: Ashley Cooper / Alamy)

تم تكليف أول مشاريع تخزين طاقة البطارية في تشيلي في عام 2009 ، وجميع مناطقها الإدارية الـ 16 لديها مرافق في التشغيل ، قيد الإنشاء أو في مرحلة التخطيط. تم العثور على أكبر قدرة مثبتة في المناطق الشمالية في Antofagasta و Tarapacá ، وهيزات الطاقة الشمسية في البلاد.

وقال متحدث باسم وزارة الطاقة في تشيلي لـ Dialogue Earth "نحن نعيش من خلال ثورة تخزين الطاقة الحقيقية في تشيلي". "في الوقت الحالي ، هناك مشاريع تخزين تعمل بسعة إجمالية تبلغ 387 ميجاوات ، وغيرها في مراحل مختلفة من التطوير والتي ستتيح لنا الوصول إلى سعة إجمالية قدرها 2 جيجاوات بحلول عام 2026."

وأضاف المتحدث أن الحكومة تتوقع استثمارًا إجماليًا قدره ملياري دولار أمريكي على مدار العامين المقبلين. "هذا هو المفتاح لانتقال الطاقة لدينا. سوف يتيح لنا مرونة أكبر في نظام الكهرباء لدينا وإعادة تنشيط الاقتصاد في شمال البلاد لتحسين نوعية الحياة للأشخاص الذين يعيشون هناك."

ستضيف تشيلي سعة واحدة أخرى من طراز GW بحلول عام 2026 ، مع تخصيص الأراضي العامة من قبل الحكومة لمشاريع تخزين الطاقة في مناقصة وشيكة. أخبر المتحدث باسم وزارة الطاقة حوار إيرث أن هيئة التقييم البيئي في البلاد تقوم حاليًا بتقييم جدوى 300 مشروع تخزين إضافي ، بسعة إجمالية تبلغ 16 جيجاوات. وفقًا لبعض التوقعات ، بين عامي 2026 و 2032 ، قد يتضاعف إجمالي سعة تخزين تشيلي إلى 4 جيجاوات.

في الوقت الحالي ، تتصدر أكبر أربع شركات توليد الطاقة في البلاد الطريق مع الاستثمار في التخزين: Engie و Enel و Colbún و AES.

في مكان آخر ، وقعت شركة BYD لصناعة البطاريات الصينية اتفاقية مع شركة Grenergy الإسبانية لتوفير بطارياتها لمرفق تخزين الطاقة 1.4 مليار دولار أمريكي في صحراء أتاكاما ، والتي يزعمون أنها ستكون الأكبر من نوعها على مستوى العالم. من المتوقع أن يتم إحضار المشروع عبر الإنترنت في غضون ثلاث سنوات. رفض BYD طلب التعليق عند الاتصال به.

في مكان آخر ، في عام 2023 ، قامت Canadian - المملوكة بأنها Innergex ، وهي أكبر مولد طاقة متجددة ثالث- في تشيلي ، أول مصنع للكهرباء في البلاد ، ويتميز بنظام تخزين طاقة بطارية 50 ميجاوات (BESS). في الوقت نفسه ، لدى Engie Chile أنظمة تخزين البطارية الليثيوم - أيون أنظمة تخزين البطارية في التشغيل ، بسعة إجمالية تبلغ 141 ميجاوات. في بداية العام المقبل ، ستقوم الشركة بفتح 264 ميجاوات - ، مرفق 96-battery ، مع إجمالي محفظة Bess في تشيلي إلى 371 ميجاوات.

وقال متحدث باسم مجموعة Engie Group لـ Dialogue Earth أن تشيلي تعتبر واحدة من بلدانها الإستراتيجية لدعم انتقال الطاقة ، والتي "تستلزم استثمار 1.8 مليار دولار بحلول عام 2027. خطتنا في تشيلي تتدرج على دمج 1.4 جيجاواط للوصول إلى 2 جيجاواط من الطاقة المثبتة ، بما في ذلك 2 GWH في أنظمة التخزين".

يلقي غابرييل بوريك خطابًا في افتتاح مصنع لتخزين الطاقة في أنطواجاستا ، الذي تديره الذراع المحلي للشركة الفرنسية Engie ، في أبريل 2024. تخطط الشركة لفتح مصنعها الثالث في تشيلي في أوائل العام المقبل (الصورة: Ximena Navarro / Dirección de

إلى جانب مزاياه الجغرافية ، أبرز المحللون كيف أدت موقف تشيلي المفتوح تجاه الاستثمار الأجنبي - وهي لديها اتفاقات تجارة حرة مع البلدان التي تمثل حوالي 90 ٪ من الاقتصاد العالمي - وأدت بيئة الأعمال التنافسية إلى اعتماد ابتكارات جديدة بسرعة. على الرغم من أنها أحرزت تقدمًا ، إلا أن الخبراء لا يزالون يشيرون إلى الحاجة إلى التنظيم ومواصلة تحسين الظروف لامتصاص Capital - تقنية تخزين الطاقة المكثفة.

يقول ساوما: "من المحتمل أن يكون لدينا ، في غضون خمس سنوات ، سعة تخزين طاقة 3 جيجاوات في تشيلي". "إذا استمرت تقنية البطارية في انخفاض السعر ، فإن هذا يمكن أن يستمر في النمو. إن إمكانات القطاع في تشيلي مرتفع للغاية." انخفضت تكاليف البطارية بنسبة 90 ٪ في السنوات الـ 15 الماضية ، ومن المتوقع أن تنخفض تكلفة فائدة المشروعات - بنسبة 40 ٪ بحلول عام 2030 ، وفقًا لتقرير وكالة الطاقة الدولية الأخيرة.

يلاحظ Seebach أن "هذا سباق سريع بشكل لا يصدق ، وتحتاج إلى تنظيم لتوليد الثقة للاستثمار. هذا هو أول شيء تعلمناه من قضية تشيلي".

في هذا الصدد ، حاولت حكومة تشيلي تحفيز القطاع.

في أكتوبر 2022 ، أقر الكونغرس مشروع قانون لتحفيز تطوير تخزين الطاقة والنقل الكهربائي. يسمح التشريع لشركات الطاقة باختيار المكافآت للطاقة التي تخزنها ثم حقنها مرة أخرى في النظام. ومع ذلك ، لا تزال تناقش اللجنة الوطنية للطاقة في تشيلي. في غياب التنظيم الذي يحكم تطبيق الحياة الحقيقي- لمثل هذه المكافآت ، "الناس يتوقفون عن الاستثمار في البطاريات" ، كما يقول Sauma.

دور الصين في تخزين البطارية

الشركات الصينية هي المنتجين الرائدين في العالم لبطاريات الليثيوم ، وقد أظهرت اهتمامًا متزايدًا باحتياطيات الليثيوم الشاسعة في أمريكا اللاتينية - بما في ذلك في تشيلي - لتزويد الصناعات التي تعتبر من طراز الطاغوت النظيفة والتي تعتبر مفتاح التحولات في الصين والخارج.

في الوطن ، دفع الرئيس شي جين بينغ بنشاط لتطوير توليد الطاقة المتجددة حيث سباقات الصين لتلبية تعهداتها بذروة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بحلول عام 2030 وتحقيق حياد الكربون بحلول عام 2060. إنها بالفعل تحطّم خطوات: توليد طاقة طاقة في الصين المميزة التي تم تثبيتها في الصين الأول.

تصنيع الخلايا الشمسية في مصنع في سيهونغ ، مقاطعة جيانغسو ، الصين ، في ديسمبر 2023. تنتج الشركات الصينية معظم الألواح الشمسية في العالم ، وكذلك الأجزاء اللازمة لجعلها (الصورة: فانغ دونغسكو / مميزة / AP / Alamy)

شهدت صناعة تخزين الطاقة الصينية نموًا سريعًا في السنوات الأخيرة ، أيضًا ، مع ارتفاع السعة المتراكمة من 32.3 جيجاوات في 2019 إلى 59.4 جيجاوات في عام 2022. وبحلول عام 2027 ، من المتوقع أن تصل إلى 97 جيجاوات.

يقول يولونج دينغ ، أستاذ في كلية الهندسة الكيميائية بجامعة برمنغهام ، إن الصين تتطور بسرعة في تكنولوجيا التخزين على مستويات مختلفة. "على الصعيد الوطني ، لديهم الكثير من السياسات لتشجيع التخزين ، وهناك تقنية يتم تطويرها على جميع مستويات سلسلة التوريد" ، كما يلاحظ. بالإضافة إلى ذلك ، ذكرت DING أن "الجامعات الصينية قامت ببناء برامج محددة لتخزين الطاقة لتدريب الجيل القادم من مهندسي تخزين الطاقة".

أصبح إنشاء هذه الخبرة المحددة أولوية ، وتشارك فيها الخبرات بشكل متزايد ، بما في ذلك بين الصين وشيلي. أطلقت شركة Tianqi Lithium الصينية - واحدة من أكبر منتجي الليثيوم في العالم ، والتي تمتلك ما يقرب من خمس شركة التعدين التشيلي SQM - العام الماضي لبرنامج تبادل لدعم وتطوير الباحثين التشيليين في قطاع الليثيوم. عرضت عليهم المبادرة رحلة طويلة - إلى مدينة تشنغدو ، وفرص للتدريب الداخلي وورش العمل والاتصال بصناعة الليثيوم الصينية ، بما في ذلك فيما يتعلق بتخزين الطاقة.

واجهت Tianqi رحلة صعبة منذ الحصول على حصتها من SQM في عام 2018 ، وهي غارقة حاليًا في النزاعات القانونية المرتبطة بتحركات الحكومة التشيلية لممارسة سيطرة أكبر على موارد الليثيوم. لكن هذه التحديات المحددة لم تثني استثمارات أوسع من الصين في مجالات الطاقة الجديدة - ومن المرجح أن تظل البلاد شريكًا رئيسيًا ، إذا كان انتقال تشيلي للطاقة هو النجاح. قامت الشركات الصينية في السنوات الأخيرة ببناءها ، أو أعلنت عن خطط لبناء ، أطول خط طاقة في تشيلي ، ومصانع الطاقة الشمسية ومزارع الرياح ، بينما في تخزين البطارية ، أطلقت شركة Solar Giant Trina ثلاثة مشاريع في البلاد.