باتری‌ خاکی؛ راهکاری نوین برای شتاب بخشیدن به گذار انرژی

 به نقل از *Oil Price، با وجود تلاش‌های دولت پیشین آمریکا برای احیای صنعت رو به زوال زغال‌سنگ، نیروهای قدرتمند بازار نشان می‌دهند که این سوخت فسیلی آلاینده، به مسیر افول نهایی خود ادامه خواهد داد. در این میان، اگرچه دونالد ترامپ فرمانی اجرایی با هدف «احیای صنعت زغال‌سنگ پاک آمریکا» صادر کرد اما هیچ نیروگاه جدیدی بر پایه این سوخت در دست ساخت نیست؛ زیرا شرکت‌های تأمین نیرو، با در نظر گرفتن عواملی چون هزینه و بهره‌وری، همچنان توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر، باتری‌ها، گاز طبیعی و انرژی هسته‌ای را به تولید برق از زغال‌سنگ ترجیح می‌دهند.

این حقیقتی انکارناپذیر است که صنعت زغال‌سنگ ایالات متحده در مسیر خروج از چرخه تولید قرار گرفته است. به گزارش خبرگزاری رویترز، «در قرن بیست و یکم، تعداد نیروگاه‌های زغال‌سنگ از رده خارج شده در آمریکا، شش برابر موارد احداث شده بوده است.» این آمار به‌خوبی ابعاد چالشی را به تصویر می‌کشد که حتی سرسخت‌ترین حامیان این صنعت برای احیایش با آن مواجه هستند. کارشناسان هم‌نظر هستند که دوران اوج صنعت زغال‌سنگ آمریکا دو دهه پیش به پایان رسید و پس از آن، کاهش چشمگیر قیمت گاز طبیعی و انرژی خورشیدی، این صنعت را از گردونه رقابت خارج ساخت.

تاسیسات عظیم ذخیره‌سازی انرژی

بااین‌حال کارشناسان صنعت انرژی معتقدند که می‌توان حیاتی دوباره به نیروگاه‌های از کار افتاده زغال‌سنگ بخشید، حیاتی که نه در جهت احیای عصر سوخت‌های فسیلی، بلکه در جهت تسهیل گذار چالش‌برانگیز اما پیوسته به سوی انرژی‌های پاک خواهد بود. براین اساس، تیمی از پژوهشگران در دانشگاه استنفورد در حال توسعه طرحی هستند تا با استفاده از زیرساخت‌های موجود در این نیروگاه‌های قدیمی، مانند توربین‌ها و ژنراتورها، آن‌ها را به تأسیسات عظیم ذخیره‌سازی انرژی تبدیل کنند.

این طرح مبتنی بر ذخیره‌سازی انرژی حرارتی در انبوهی از خاک است که در مجاورت این نیروگاه‌ها قرار می‌گیرد. به گزارش نشریه New Scientist"، اغلب خاک‌ها حاوی مواد طبیعی مقاوم به حرارت مانند دی‌اکسید سیلیکون و اکسید آلومینیوم هستند. گرم‌کن‌های صنعتی که درون این توده خاک عایق‌بندی شده تعبیه می‌شوند، می‌توانند دما را تا حدود ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد افزایش داده و حفظ کنند. زمانی که منابع تجدیدپذیر، بیش از نیاز شبکه برق تولید می‌کنند، این انرژی مازاد می‌تواند به شکل گرما در توده خاک ذخیره شود. سپس در زمان اوج مصرف، این گرما از طریق بخار آزاد شده و با به گردش درآوردن توربین‌ها، دوباره به برق تبدیل می‌شود.

باتری‌های خاکی کسب و کاری تریلیون دلاری خواهند شد؟

شاید این ایده در نگاه نخست بیش از حد ساده به نظر برسد، اما در دنیای واقعی نمونه‌های موفقی نیز دارد. در فنلاند، دو باتری حرارتی مشابه که به جای خاک از شن برای ذخیره‌سازی انرژی استفاده می‌کنند، هم‌اکنون فعال‌اند و در زمستان‌های سرد اسکاندیناوی، انرژی و گرمایش شهرهای متعددی را تأمین می‌نمایند. نشریه "Interesting Engineering" گزارش می‌دهد: «سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی مبتنی بر شن به دلیل ظرفیت حرارتی بالا، رسانایی گرمایی پایین و ایمنی در برابر آتش‌سوزی، در کاربردهای صنعتی و شبکه‌ای، به‌سرعت توجهات را به خود معطوف می‌کنند.» بی‌تردید، این ارزیابی برای باتری‌های خاکی نیز صدق می‌کند.

یکی از مزایای تعیین‌کننده این نوع باتری‌ها، صرفه اقتصادی چشمگیر آن‌هاست. همان‌طور که "New Scientist" اشاره می‌کند، خاک در مقایسه با سایر روش‌های ذخیره‌سازی بلندمدت انرژی، مانند باتری‌های لیتیومی یا سوخت هیدروژن، بسیار ارزان‌تر، فراوان‌تر و در دسترس‌تر است.

مزیت کلیدی دیگر این رویکرد آن است که تغییر کاربری نیروگاه‌های تعطیل‌شده به مراکز ذخیره‌سازی انرژی، می‌تواند مشاغل و درآمدهای مالیاتی جدیدی را برای جوامع وابسته به صنعت زغال‌سنگ فراهم آورد. این امر به تحقق «گذار عادلانه» کمک می‌کند تا اقتصادهای محلی که پیش از این به سوخت‌های فسیلی متکی بودند، از قافله تحولات عقب نمانند.

اگر این پروژه‌ها با هدف تحقق «گذار عادلانه» طراحی و اجرا شوند، فراتر از یک مسکن موقت برای معضلات اقتصادی این مناطق عمل کرده و به یک شریان حیاتی واقعی برای آن‌ها تبدیل خواهند شد. ارزش بازار جهانی ذخیره‌سازی انرژی در سال ۲۰۲۲ حدود ۱۹۸.۸ میلیارد دلار برآورد شده بود. مؤسسه تحقیقاتی "Allied Market Research"  پیش‌بینی می‌کند که این رقم تا سال ۲۰۳۲ با نرخ رشد مرکب سالانه ۵.۲ درصد، به ۳۲۹.۱ میلیارد دلار افزایش یابد.

با افزایش سهم منابع انرژی نوسانی مانند خورشید و باد در سبد انرژی کشورها، ذخیره‌سازی نقشی حیاتی در ایجاد توازن میان عرضه و تقاضا و در نتیجه، تضمین امنیت و سودآوری صنعت انرژی ایفا می‌کند. این فناوری به دلیل نقش محوری خود در کربن‌زدایی از شبکه‌های برق، در حال تبدیل شدن به «کسب‌وکار تریلیون دلاری بعدی در حوزه انرژی پاک» است. همه این‌ها نشان می‌دهد، استفاده از نیروگاه‌های بلااستفاده زغال‌سنگ برای ذخیره‌سازی انرژی، با اتکا به زیرساخت‌های موجود، یک راهکار هوشمندانه و منطقی به نظر می‌رسد؛ به‌ویژه آنکه ماده اولیه آن، به معنای واقعی کلمه، به ارزانی خاک است.

 *Oil price : سایت مطرح خبری_تحلیلی در سطح جهانی است که در حوزه انرژی فعالیت می‌کند. تحلیل‌های این رسانه اغلب بر نفت، گاز، انرژی‌های جایگزین و ژئوپلیتیک تمرکز دارد.