أحد عناصر التكامل الناجح لمصادر الطاقة المتجددة المتقطعة في نظام الطاقة هو تخزين الطاقة. في حين أن الضخ المائي كان وسيلة طويلة الأمد لتخزين الطاقة، فقد اكتسبت أنظمة تخزين طاقة البطاريات (BESSes) التي تستخدم بطاريات الليثيوم أيون شعبية في الآونة الأخيرة. بحلول نهاية عام 2022، كان هناك 8.842 جيجاوات من أنظمة BESS النشطة على نطاق المرافق في الولايات المتحدة بقدرة طاقة إجمالية تبلغ 11.105 ميجاوات/ساعة (MWh).
ظهور أنظمة تخزين طاقة البطارية
وفقًا لتحليل شركة ماكينزي آند كومباني، تم استثمار أكثر من 5 مليارات دولار في BESSes في عام 2022، أي بزيادة ثلاثة أضعاف تقريبًا عن العام السابق. بحلول عام 2030، من المتوقع أن يصل سوق BESS في جميع أنحاء العالم إلى ما بين 120 و150 مليار دولار.
حصلت المشاريع التي تستخدم الطاقة المتجددة على 370 مليار دولار بموجب قانون الحد من التضخم (IRA) في عام 2022. بالنسبة لمشغلي الشبكات في جميع أنحاء البلاد، كانت BESSes في طليعة الاستثمارات في التطبيقات بما في ذلك الحلاقة في أوقات الذروة، وتحسين الاستهلاك، والطاقة الاحتياطية.
العوامل التي تسمح بنمو تخزين طاقة البطارية
هناك عدة عوامل تدفع إلى النشر السريع لأنظمة BESS في الولايات المتحدة. أولاً، أدى الاختراق المتزايد لمصادر الطاقة المتجددة إلى ظهور تحديات في إدارة الشبكة بسبب طبيعتها المتقطعة. يمكن لأنظمة BESS تخزين الطاقة المتجددة الزائدة بشكل فعال عندما يتجاوز الإنتاج الطلب، مما يضمن إمدادات كهرباء موثوقة ومتسقة.
ثانية
وقد نتجت وفورات كبيرة في التكاليف ومكاسب في الأداء من التقدم في تكنولوجيا البطاريات. بسبب التخفيضات الكبيرة في الأسعاربطاريات الليثيوم أيون- أصبحت التكنولوجيا السائدة لتطبيقات BESS الآن أكثر جدوى من الناحية التجارية. علاوة على ذلك، تم تحسين كثافة الطاقة وطول عمر هذه البطاريات من خلال التقدم في كيمياء البطاريات وتقنيات التصنيع.
ثالث
يعد تشجيع القوانين مثل IRA والحوافز الأخرى أمرًا ضروريًا لتشجيع استخدام BESS. وقد تم تعويض التكاليف الأولية لتركيبات BESS جزئيًا من خلال المبادرات الحكومية مثل الإعفاءات الضريبية والحسومات، مما زاد من جاذبيتها للمطورين والمستثمرين. علاوة على ذلك، تتغير الأطر التنظيمية للاعتراف بأهمية BESSes وإمكانية تحسينهااعتمادية الشبكة واستقرارها.
مستقبل تخزين طاقة البطارية
وفقا لتقديرات إدارة معلومات الطاقة الأمريكية، سيطلق قطاع الطاقة ما يقرب من 4790 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون في عام 2023. ونظرا لأنه يمثل انخفاضا بنسبة 3٪ عن عام 2022، فإن هذه أخبار جيدة. تدعي إدارة معلومات الطاقة أن جزءًا كبيرًا من هذا الانخفاض يمكن ربطه بانخفاض توليد الكهرباء من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم بسبب زيادة توليد الكهرباء من مصادر متجددة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية. ووفقا لتقييم الأثر البيئي، من المتوقع أن يستمر هذا الاتجاه حتى عام 2024، عندما من المتوقع أن تنخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 1٪ عن مستويات عام 2023.
وفي السنوات المقبلة، من المتوقع أن تستمر الولايات المتحدة في نشر أنظمة BESS بسرعة.سعة BESS على نطاق المنفعةومن المتوقع أن تصل إلى 14 جيجاوات بحلول عام 2025 و30 جيجاوات بحلول عام 2030، وفقًا لتوقعات إدارة معلومات الطاقة. وسيكون هذا الارتفاع مدفوعًا بالتوسع في مصادر الطاقة المتجددة، والتخفيضات المستمرة في التكاليف وتحسين الأداء في تكنولوجيا البطاريات، والحاجة إلى مرونة الشبكة ومرونتها.
مع مجموعة من المزايا التي ستؤثر على كيفية إنتاج الطاقة وتوزيعها في المستقبل، تتمتع BESSes بالقدرة على تغيير مشهد الطاقة بالكامل في الولايات المتحدة. أحد الأساليب الواقعية القليلة لمكافحة تغير المناخ هو كهربة كل شيء تقريبا. تساهم أنظمة BESS في إنشاء نظام طاقة أكثر قوة واستدامة من خلال خفض الانبعاثات وتحسين اعتمادية الشبكة ودمج مصادر الطاقة المتجددة.