الإجابة الجذرية لفنلندا على أكبر مشكلة تواجه الطاقة المتجددة: أكبر بطارية رملية في العالم

بلدة صغيرة في جنوب فنلندا لجأت إلى أكبر بطارية رملية تجارية في العالم لحل ما يراه الكثيرون المشكلة الأكثر أهمية التي تواجه الطاقة المتجددة: التقطع.

تبلغ ارتفاع المنشأة 13 مترًا وعرضها 15 مترًا، وتستخدم 2000 طن متري من حجر الصابون المسحوق لتخزين الطاقة النظيفة في شكل حرارة لتوفير 100 ميغاوات-ساعة من الطاقة الحرارية.

هذا يكفي لتلبية احتياجات 5000 نسمة في بورناينن تقريبًا لقرابة شهر من الطلب على التدفئة خلال الصيف — وحوالي أسبوع من الطلب في الشتاء.

تم تكليف المشروع من قبل شركة التدفئة المركزية الفنلندية "لوفيزان لامبو" وتم تطويره بواسطة "بولار نايت إنرجي"، حيث تم إطلاق بطارية الرمل العملاقة العام الماضي كجزء من جهود إدخال تقنية مرنة لإنتاج الحرارة وتقليل انبعاثات الكربون الناتجة عن شبكة التدفئة المحلية.

قالت "بولار نايت إنرجي" إن المشروع قد خفض انبعاثات غازات الدفيئة من شبكة التدفئة بنسبة تقارب 70%، وقلل من استخدام رقائق الخشب بحوالي 60%. وتبقى محطة طاقة رقائق الخشب القائمة تعمل كاحتياطي ومنشأة لتحميل ذروة الطلب.

قال تومّي إيرونن، الرئيس التنفيذي لشركة "بولار نايت إنرجي"، إن بورناينن كانت تعتمد سابقًا على حرق النفط ورقائق الخشب لتلبية احتياجاتها من التدفئة — لكن بطارية الرمل في المدينة أصبحت الآن قادرة على توفير تدفئة بدون احتراق لمعظم العام.

"نحن نتغير من عالم كانت فيه محطات الطاقة الكبيرة تنتج الطاقة إلى عالم تنتج فيه الطاقة من الشمس والرياح، لذلك نحن بحاجة إلى كمية هائلة من التخزين"، قال إيرونن في مكالمة فيديو مع CNBC.

"نأمل أن يكون جزء كبير من هذه التخزينات من نوع بطاريات الرمل حيث لا نحتاج إلى مواد نادرة، كما هو الحال في البطاريات الكيميائية مثل بطاريات الليثيوم أيون."

يعد مشروع بورناينن أكبر بحوالي 10 مرات من النسخة السابقة التي تم إطلاقها في البلاد في عام 2022، مما يعزز إمكانيات بطاريات الرمل للعب دور أكثر بروزًا في خفض الانبعاثات محليًا ودوليًا.

من المتوقع على نطاق واسع أن تلعب تخزين البطاريات دورًا محوريًا في انتقال الطاقة — وقد أظهرت بطاريات الرمل بشكل خاص وعدًا لتخزين الحرارة الإقليمية، لكن توسيع هذه التقنية يواجه عقبات كبيرة. من الانتقادات الملحوظة قدرتها على تحويل الحرارة بكفاءة مرة أخرى إلى كهرباء وكثافتها الطاقة المنخفضة نسبيًا مقارنةً بالبطاريات التقليدية.

أساسيًا، تعمل تقنية بطارية الرمل كشيء يشبه الحرارية العملاقة مع مادة لتخزين الحرارة.

الخطوة الأولى هي الحصول على الكهرباء من الشبكة عندما يكون هناك الكثير من طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية، ثم تسخين الرمل إلى درجات حرارة عالية جدًا. تحافظ الصومعة المعزولة بشكل كبير على تلك الحرارة محبوسة لعدة أيام أو أسابيع قبل أن يتم تصريفها عبر المبادلات الحرارية لتسخين المياه لشبكة التدفئة المحلية.

"ثلاث خطوات — والمفتاح في كل شيء هو أن الرمل يمكّنك من وجود تأخير بين الوقت الذي تستخدم فيه الكهرباء، وتستخدم فيه البخار"، قالت أنيت هوغلوند-دونيس، المديرة التجارية لشركة "بولار نايت إنرجي"، في مكالمة فيديو مع CNBC.

"هذا التأخير هو ميزة عملك لأنك تستطيع تسخين الرمل عندما تكون الكهرباء رخيصة، وتستخدم البخار عندما يكون من المكلف جدًا إنتاج البخار من الشبكة، وهو الوقت الذي يستخدمه الجميع." أضافت.

قامت هوغلوند-دونيس بمقارنة العملية بشحن هاتف محمول طوال الليل نظرًا لأن هذا يمكن أن يكون أقل تكلفة من خلال النهار.

عند سؤالها عما إذا كان يمكن تكرار المشروع على مستوى دولي، قالت هوغلوند-دونيس إن "بولار نايت إنرجي" تم الاتصال بها من قبل فرق من "كل قارة"، لا سيما من المجتمعات المعتمدة على الوقود الأحفوري، مثل الفحم والنفط.

حذر علماء المناخ مرارًا وتكرارًا من أن هناك حاجة إلى تقليل كبير في استخدام الوقود الأحفوري للحد من الاحترار العالمي، حيث تم تحديد حرق الفحم والنفط والغاز كعامل رئيسي في أزمة المناخ.

وافق يان روزيناو، أستاذ سياسة الطاقة والمناخ في جامعة أكسفورد بالمملكة المتحدة، على أن تقنيات التخزين الكهروحرارية، مثل بطاريات الرمل، من المرجح أن يتم تكرارها في جميع أنحاء العالم.

"أنت لا تحتاج إلى عناصر نادرة، مواد خام حيوية، والجمال هو أنه يمكنك أيضًا شحن البطارية عندما تكون الكهرباء رخيصة وتفريغها كلما احتجت إلى الحرارة"، قال روزيناو لـ CNBC.

"ويمكنك تخزينها لفترات طويلة، ليس فقط ساعتين أو أربع ساعات مثل بطاريات الليثيوم أيون، ولكن ربما لأيام وقد."