آیا باتری های آبی می توانند معمای ذخیره انرژی را حل کنند؟

پایگاه خبری فولاد ایران- در کارخانه برق پرتغالی، سیلندر فلزی 230 تنی هنگامی که با سرعت 600 دور در دقیقه می‌چرخد، زمزمه‌ای خروشان از خود ساطع می‌کند و پمپی را که در زیر زمین مدفون است را به حرکت در می‌آورد که معنای جدیدی به ایده هل دادن آب به بالای تپه می‌دهد. به دور از تشبیه یک کار غیرممکن، این هسته اصلی یک نیروگاه برق پرتغالی است که هدف آن نشان دادن این است که پمپاژ آب به ارتفاع 7 کیلومتری از یک کوه می‌تواند یک بخش ضروری از یک سیستم انرژی با نیروی تجدیدپذیر باشد.
به گزارش فولاد ایران، این تاسیسات که توسط شرکت اسپانیایی Iberdrola با هزینه 1.5 میلیارد یورو ساخته شده است، در دره رودخانه سنگی در شمال پرتغال به عنوان یک کارخانه ذخیره سازی پمپ شناخته می شود. اما خودی ها نام دیگری برای مخزن بالای کوه دارند. این یک "باتری آب" است - در مفهوم ابتدایی، مهندسی پیچیده و روشی بسیار موثر برای ذخیره انرژی.
نیروگاه تامگا الکتریسیته اضافی را که عمدتاً توسط نیروی باد و خورشید تولید می شود، از شبکه می گیرد و از آن برای پمپاژ آب از مخزن پایینی به مخزن بالایی استفاده می کند. رافائل چاکون یورنته، مدیر پروژه ایبردرولا در این مجموعه، با بررسی سطح آبی آرام آن، گفت: "زمانی که سطح آب در ارتفاع 885 متری از سطح دریا باشد، باتری به طور کامل شارژ می شود." سپس در ساعات اوج مصرف، زمانی که شبکه به توان بیشتری نیاز دارد، سیستم در صورت تقاضا معکوس می شود. دروازه ای باز می شود و جاذبه، میلیون ها لیتر آب را که از یک تونل بازمی گرداند، به پایین می آورد. پمپ تبدیل به یک توربین می شود و سیلندر فلزی را به سمت دیگری می چرخاند و با هزینه صفر برق تولید می کند.
این توربین دارای ظرفیت 880 مگاوات است که تقریباً یک چهارم نقطه هینکلی C است که قرار است به بزرگترین نیروگاه هسته ای بریتانیا تبدیل شود. از آنجایی که Tâmega می تواند تا 24 ساعت تولید کند، کل انرژی ذخیره شده در مخزن فوقانی 21 گیگاوات ساعت است که برای شارژ 400000 باتری وسیله نقلیه الکتریکی یا نگهداری 2.4 میلیون خانه در پرتغال برای یک روز کامل کافی است.
چنین ذخیره‌سازی مکملی حیاتی برای نقش جهانی فزاینده انرژی بادی و خورشیدی در تولید برق بدون انتشار کربن است. با این حال، چالش برای کسب‌وکارها یافتن شرایط مناسب برای جذاب‌تر کردن پروژه‌های آبی جدید پمپاژ شده از نظر اقتصادی است. مشکلی که هیدرولیک پمپاژ شده حل می کند تغییرپذیری نیروی باد و خورشید است. از یک طرف، خورشید همیشه نمی تابد و باد همیشه نمی وزد. از سوی دیگر، زمانی که خورشید می‌سوزد و باد زوزه می‌کشد، پنل‌های خورشیدی و توربین‌های در حال چرخش، برق بسیار بیشتری از آنچه در هر زمان می‌توان مصرف کرد تولید می‌کنند.
از آنجایی که شبکه‌های برق نمی‌توانند هیچ مازادی را تحمل کنند، برق باید در جایی ذخیره شود وگرنه از بین می‌رود. این نیاز به ذخیره سازی تنها با گسترش انرژی تجدیدپذیر افزایش می یابد. پرتغال 61 درصد برق خود را از منابع تجدیدپذیر در سال 2023 در اختیار داشت و در نظر دارد تا سال 2030 آن را به 85 درصد برسد. در همان دوره، اسپانیا می خواهد به 81 درصد برسد. شرکت اسپانیایی Iberdrola کارخانه ذخیره سازی پمپ شده را به قیمت 1.5 میلیارد یورو در دره رودخانه سنگی در شمال پرتغال ساخت.
دیگو دیاز پیلاس، رئیس جهانی سرمایه گذاری و فناوری Iberdrola، گفت که باتری های شیمیایی نیز نقشی در ذخیره سازی شبکه ایفا می کنند.  Iberdrola برنامه هایی برای افزایش ظرفیت جهانی پروژه های باتری خود به 3GWh دارد. اما مقیاس آنها هم از نظر قدرت بی رحم و هم از نظر مدت زمانی که می توانند با ظرفیت کامل برق تولید کنند، کوچکتر از هیدرولیک پمپ شده است.
ذخیره سازی پمپی حدود یک قرن است که وجود دارد. بسیاری از تأسیسات، مانند کارخانه Drax's Cruachan در اسکاتلند، در دهه 1960 برای ذخیره برق مازاد نیروگاه های هسته ای ساخته شد. به گفته آژانس بین‌المللی انرژی، امروزه بیش از 90 درصد ذخیره‌سازی جهانی برق، که بیشتر آن در ایالات متحده است، را تشکیل می‌دهد. اما ذخیره سازی بیشتری مورد نیاز است. در اسپانیا و پرتغال، Iberdrola دارای 100 گیگاوات ساعت ذخیره پمپی موجود و 170 گیگاوات ساعت دیگر در حال ساخت است. چین برنامه های بزرگی برای ساختن بیشتر دارد.
اسکاتلند پتانسیل زیادی برای استفاده از آب پمپاژ شده برای ذخیره برق تولید شده توسط باد دارد، اما FT Ian Kinnaird، مدیر دارایی اسکاتلندی در Drax، گفت که تنظیم نظارتی بریتانیا برای پروژه‌های جدید به اندازه کافی خوب نیست، زیرا با زمان‌های طولانی برای ذخیره‌سازی پمپی سازگار نبوده است. او افزود که برای "ریسک زدایی" تامین مالی سرمایه گذاران به اصلاحات نیاز است. در ایبردرولا، دیاز پیلاس گفت: "ما به هیچ چیز شیک نیاز نداریم". . . ما فقط به مجوز و ثبات سریعتر در چارچوب نظارتی نیاز داریم. در واقع خنده دار است که ما در اینجا در مورد فناوری صحبت می کنیم که نزدیک به 100 سال قدمت دارد، اما برای آینده بسیار مهم است.

منبع: فایننشال تایمز