ذخیره‌سازی انرژی بلندمدت برای گسترش دسترسی به انرژی‌های تجدیدپذیر و در عین حال تضمین قابلیت اطمینان و تاب‌آوری انرژی بسیار مهم است. برخی از فرصت‌های نوظهور برای ذخیره‌سازی بلندمدت عبارتند از:
● پمپ آب
● هوای فشرده ۱TP30T
● فناوری اتصال خودرو به شبکه برق
● هیدروژن سبز
انرژی خورشیدی و بادی خود را به عنوان جایگزین‌های پاک و قدرتمندی برای سوخت‌های فسیلی ثابت کرده‌اند، اما به دلیل تناوبی بودنشان محدودیت‌هایی دارند؛ خورشید همیشه نمی‌تابد و باد همیشه نمی‌وزد. ذخیره‌سازی انرژی به ما این امکان را می‌دهد که پتانسیل منابع انرژی متناوب را به حداکثر برسانیم و با ذخیره انرژی اضافی تولید شده در دوره‌های تولید بالا و تقاضای کمتر، کربن‌زدایی از شبکه برق خود را تسریع کنیم تا در صورت نیاز آزاد شود.
ذخیره‌سازی انرژی بلندمدت به فناوری‌هایی اشاره دارد که می‌توانند انرژی را برای مدت طولانی، معمولاً از ۸ تا ۱۲ ساعت تا چند هفته یا ماه، ذخیره کنند. برای تأمین نیازهای ذخیره‌سازی، باید روی راه‌حل‌های مقرون‌به‌صرفه و بلندمدت سرمایه‌گذاری کنیم. در اینجا برخی از فناوری‌های کلیدی ذخیره‌سازی بلندمدت و ملاحظاتی که فراتر از باتری لیتیوم-یون رایج‌تر هستند، آورده شده است.
۱. پمپ هیدرو
ذخیره سازی برق آبی تلمبه ای شامل موارد زیر است 95% ذخیره انرژی در مقیاس صنعتی. از برق برای پمپاژ آب به سمت بالا و ذخیره آن در مخزن استفاده می‌شود. هنگامی که به تولید اضافی در شبکه نیاز باشد، معمولاً در ساعات اوج مصرف عصرها یا در موارد دیگری که تقاضا از عرضه بیشتر می‌شود، آب به سمت پایین رها می‌شود تا توربین‌هایی را که برق تولید می‌کنند، بچرخاند.
ملاحظات: این پروژه‌ها انعطاف‌پذیر و کم‌هزینه برای اجرا هستند، گازهای گلخانه‌ای تولید نمی‌کنند، دوره‌های ذخیره‌سازی طولانی دارند و راندمان بالایی دارند. با این حال، ساخت آنها گران است، به زمین زیادی نیاز دارند، می‌توانند زیستگاه‌های طبیعی را مختل کنند و کیفیت آب را کاهش دهند. برای رسیدگی به مسائل و اثرات بالقوه زیست‌محیطی، نوآوری بیشتری لازم است.
۲. هوای فشرده ۱TP30T (CAES)
سیستم CAES از برق برای فشرده‌سازی هوا و پمپاژ آن به مخازن زیرزمینی برای ذخیره‌سازی استفاده می‌کند. در دوره‌های تقاضای بالای انرژی، هوای فشرده آزاد شده و برای تأمین انرژی یک ژنراتور استفاده می‌شود.
ملاحظات: ذخیره سازی CAES ظرفیت ذخیره سازی بالایی دارد، مدت زیادی دوام می‌آورد و انتشار گازهای گلخانه‌ای ایجاد نمی‌کند. با این حال، نسبت به برخی دیگر از گزینه‌های ذخیره سازی طولانی مدت، از نظر انرژی کارآمدتر است و استفاده از آن به دلیل در دسترس بودن مخازن زیرزمینی، از نظر جغرافیایی محدود است.
۳. خودرو به شبکه (V2G)
V2G روشی برای ذخیره و ارسال انرژی با استفاده از باتری‌هایی است که از قبل در خودروهای الکتریکی وجود دارند. ما معمولاً باتری‌های خودروهای برقی را به عنوان شارژ یک طرفه در نظر می‌گیریم. با فناوری V2G، برق در دو جهت جریان می‌یابد: خودروی برقی می‌تواند از شبکه، اگرچه ترجیحاً از طریق پنل خورشیدی در محل، شارژ شود، و خودروی برقی همچنین می‌تواند انرژی را به شبکه بازگرداند. با پیاده‌سازی و ادغام مناسب V2G در شبکه، شرکت‌های برق می‌توانند هزینه‌های رانندگان خودروهای برقی را برای برنامه‌ریزی شارژ و دشارژ به منظور هماهنگی بهتر با نیازهای شبکه جبران کنند.
ملاحظات: V2G کم‌هزینه و تأثیرگذار است زیرا به فناوری از پیش موجود و بسیار کارآمد از نظر انرژی متکی است. با این حال، تولیدکنندگان اعلام کرده‌اند که تغییرات در کاربردهای باتری‌های خودرو نیاز به بررسی بیشتری دارد. همچنین اطمینان از شارژ باتری‌های خودروهای برقی با انرژی پاک مهم است. V2G نیازمند همکاری بین طیف وسیعی از ذینفعان از جمله شرکت‌های برق، رانندگان و بخش حمل و نقل است که مدیریت و استقرار آن را در مقیاس وسیع نسبت به گزینه‌های ذخیره‌سازی سنتی پیچیده‌تر می‌کند. نیازها عبارتند از: ایجاد مسیرهای ارتباطی پیرامون شرایط شبکه، گسترش نرم‌افزار و سخت‌افزار V2G، ایجاد انگیزه برای مشارکت و توسعه پیشرفت‌های نظارتی برای اطمینان از استقرار ایمن. بررسی کنید که چگونه MCE در حال بررسی تعاملات خودرو-شبکه با برنامه شارژ هوشمند ما است. MCE Sync.
۴. هیدروژن سبز
سوخت هیدروژنی یک سوخت انعطاف‌پذیر است که می‌تواند از طریق فرآیندهای حرارتی، الکترولیتی، خورشیدی و بیولوژیکی ایجاد شود و برای بسیاری از کاربردها قابل استفاده است. هیدروژن سبز را می‌توان با استفاده از برق تجدیدپذیر تولید کرد که سپس می‌توان آن را به عنوان سوخت برای تولید برق با استفاده از توربین‌های سنتی یا سلول‌های سوختی پاک‌تر در ساعات اوج تقاضا ذخیره کرد.
ملاحظات: هیدروژن سبز ظرفیت منحصر به فردی برای ذخیره انرژی بدون کربن برای مدت زمان طولانی دارد. با این حال، هیدروژن سبز به دلیل راندمان پایین کاربردهای ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر، هزینه بالای تجهیزات و کمبود بودجه، مسیری پرهزینه است. علاوه بر این، بسته به فرآیندهای مورد استفاده، تولید و احتراق هیدروژن ممکن است شامل انتشار آلاینده‌های هوا باشد.
چالش‌ها و فرصت‌ها
در حالی که فناوری‌های ذخیره‌سازی بلندمدت موجود و نوظهور، امکانات هیجان‌انگیزی را ارائه می‌دهند، هزینه، کارایی و مقیاس‌پذیری باید مورد توجه قرار گیرد تا بتوان آنها را برای پذیرش گسترده مناسب دانست. چارچوب‌های نظارتی و بازار باید تکامل یابند تا این فناوری‌های جدید را در خود جای دهند و سرمایه‌گذاری و توسعه آنها را تشویق کنند.
با تحقیق، نوآوری و افزایش بودجه ذخیره‌سازی انرژی از قانون کاهش تورم ۲۰۲۲، آینده ذخیره‌سازی انرژی روشن است. با بالغ شدن و اقتصادی‌تر شدن این فناوری‌ها، می‌توانیم آنها را به بخش بزرگ‌تری از یک شبکه انرژی پاک‌تر، مقاوم‌تر و قابل اعتمادتر تبدیل کنیم.
