ذخیره انرژی طولانی مدت برای گسترش دسترسی به انرژی های تجدیدپذیر و در عین حال اطمینان از قابلیت اطمینان انرژی و انعطاف پذیری بسیار مهم است. برخی از فرصت های نوظهور برای ذخیره سازی طولانی مدت عبارتند از:
● پمپ هیدرو
● ذخیره سازی انرژی هوای فشرده
● فناوری وسیله نقلیه به شبکه
● هیدروژن سبز

انرژی خورشیدی و بادی ثابت کرده‌اند که جایگزین‌های پاکیزه قدرتمندی برای سوخت‌های فسیلی هستند، اما به دلیل متناوب بودن، محدودیت‌هایی دارند. خورشید همیشه نمی تابد و باد همیشه نمی وزد. ذخیره انرژی به ما این امکان را می دهد که پتانسیل منابع انرژی متناوب را به حداکثر برسانیم و با ذخیره انرژی اضافی تولید شده در دوره های تولید بالا و تقاضای کمتر، کربن زدایی شبکه برق را تسریع کنیم تا در صورت نیاز آزاد شود.

ذخیره انرژی طولانی مدت به فناوری هایی اطلاق می شود که می توانند انرژی را برای دوره های طولانی، معمولاً از 8 تا 12 ساعت تا چند هفته یا ماه ذخیره کنند. برای برآوردن نیازهای ذخیره سازی، باید روی راه حل های مقرون به صرفه و بلندمدت سرمایه گذاری کنیم. در اینجا برخی از فن‌آوری‌های کلیدی ذخیره‌سازی طولانی مدت و ملاحظاتی که فراتر از باتری لیتیوم یونی فراگیرتر است، آورده شده است.

1. هیدرولیک پمپ شده

ذخیره سازی هیدرولیک پمپ شده برای 95% ذخیره سازی انرژی در مقیاس کاربردی الکتریسیته برای پمپاژ آب در سربالایی که در یک مخزن ذخیره می شود استفاده می شود. هنگامی که تولید اضافی در شبکه مورد نیاز است، معمولاً در ساعات اوج مصرف در عصرها یا در سایر مواردی که تقاضا بیش از عرضه را تهدید می کند، آب به سمت پایین رها می شود تا توربین های چرخشی که برق تولید می کنند.

ملاحظات: این پروژه‌ها انعطاف‌پذیر و کم‌هزینه برای بهره‌برداری هستند، تولید گازهای گلخانه‌ای ندارند، دوره‌های ذخیره‌سازی طولانی دارند و راندمان بالایی دارند. با این حال، ساخت آنها گران است، به زمین های زیادی نیاز دارند، می توانند زیستگاه های طبیعی را مختل کنند و کیفیت آب را کاهش دهند. نوآوری های بیشتری برای رسیدگی به مسائل و اثرات بالقوه زیست محیطی مورد نیاز است.

2. ذخیره انرژی هوای فشرده (CAES)

CAES از الکتریسیته برای فشرده سازی هوا و پمپاژ آن به مخازن زیرزمینی برای ذخیره سازی استفاده می کند. در طول دوره‌های تقاضای انرژی بالا، هوای فشرده آزاد می‌شود و برای تغذیه یک ژنراتور استفاده می‌شود.

ملاحظات: CAES ظرفیت ذخیره سازی بالایی دارد، برای مدت طولانی دوام می آورد و انتشار گازهای گلخانه ای ایجاد نمی کند. با این حال، نسبت به برخی دیگر از گزینه‌های ذخیره‌سازی طولانی مدت، انرژی کمتری دارد، و استفاده از آن بر اساس در دسترس بودن مخازن زیرزمینی، از نظر جغرافیایی محدود است.

3. وسیله نقلیه به شبکه (V2G)

V2G راهی برای ذخیره و ارسال انرژی با استفاده از باتری هایی است که قبلاً در خودروهای الکتریکی وجود دارد. ما معمولاً باتری های EV را از نظر شارژ یک طرفه در نظر می گیریم. با فناوری V2G، برق در دو جهت جریان می‌یابد: EV را می‌توان از شبکه شارژ کرد، البته ترجیحاً از خورشیدی در محل، و همچنین می‌تواند انرژی را به شبکه بازگرداند. با اجرای صحیح V2G و ادغام در شبکه، ابزارهای برقی می توانند درایورهای EV را برای برنامه ریزی شارژ و تخلیه به منظور هماهنگی بهتر با نیازهای شبکه جبران کنند.

ملاحظات: V2G کم‌هزینه و تاثیر بالایی دارد زیرا بر فناوری از قبل موجود و بسیار کارآمد انرژی متکی است. با این حال، سازندگان نشان داده اند که تغییرات در استفاده از باتری های خودرو نیاز به بررسی بیشتری دارد. همچنین مهم است که اطمینان حاصل شود که باتری های EV با انرژی پاک شارژ می شوند. V2G نیاز به همکاری بین طیف وسیعی از ذینفعان از جمله تاسیسات، رانندگان و بخش حمل و نقل دارد که مدیریت و استقرار آن را در مقیاس نسبت به گزینه های ذخیره سازی سنتی پیچیده تر می کند. نیازها عبارتند از: ایجاد راه‌های 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.

4. هیدروژن سبز

سوخت هیدروژنی سوخت انعطاف پذیری است که می تواند از طریق فرآیندهای حرارتی، الکترولیتی، خورشیدی و بیولوژیکی ایجاد شود و برای بسیاری از کاربردها قابل استفاده است. هیدروژن سبز را می توان با استفاده از برق تجدیدپذیر تولید کرد که سپس می تواند به عنوان سوخت برای تولید برق با استفاده از توربین های سنتی یا سلول های سوختی تمیزتر در ساعات اوج تقاضا ذخیره شود.

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 برنامه‌های ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر، هزینه بالای تجهیزات و کمبود بودجه، مسیر گرانی است. علاوه بر این، بسته به فرآیندهای مورد استفاده، تولید هیدروژن و احتراق ممکن است شامل انتشار آلاینده‌های هوا باشد.

چالش ها و فرصت ها

در حالی که فن‌آوری‌های ذخیره‌سازی طولانی مدت موجود و نوظهور امکانات هیجان‌انگیزی را ارائه می‌دهند، هزینه، کارایی و مقیاس‌پذیری باید مورد توجه قرار گیرد تا آنها برای پذیرش گسترده قابل اجرا باشند. چارچوب های نظارتی و بازار باید برای تطبیق با این فناوری های جدید و ایجاد انگیزه برای سرمایه گذاری و توسعه آنها تکامل یابد.

با تحقیق، نوآوری و افزایش بودجه ذخیره انرژی از قانون کاهش تورم 2022، آینده ذخیره انرژی روشن است. همانطور که این فناوری‌ها بالغ می‌شوند و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر می‌شوند، می‌توانیم آن‌ها را به بخش بزرگ‌تری از یک شبکه انرژی پاک‌تر، انعطاف‌پذیرتر و قابل اعتمادتر تبدیل کنیم.