تقييد تطور التخزين طويل الأمد في الولايات المتحدة بميزة التمويل التي تتمتع بها بطاريات الليثيوم

أخبار ar.wedoany.com، في 2 نوفمبر، تهيمن أنظمة تخزين الطاقة ببطاريات الليثيوم أيون (BESS) على سوق تخزين الطاقة في الولايات المتحدة بفضل نماذج الأعمال الناضجة ودرجة الاعتراف التمويلي العالية والمزايا من حيث التكلفة، غير أن ميزتها التمويلية قد تحد أيضاً من التطور التجاري لتقنيات التخزين طويل الأمد الأخرى. ويتمثل أحد العوائق الرئيسية التي تواجه مشاريع التخزين طويل الأمد في أن آليات تحقيق إيرادات المشاريع ونظم التمويل لم تعكس بعد بشكل كافٍ القيمة طويلة الأمد لإمدادات الطاقة التي توفرها تقنيات التخزين المختلفة.

وفقاً للتعريف المعتمد من وزارة الطاقة الأمريكية، يشير التخزين طويل الأمد عادةً إلى تقنيات التخزين التي تبلغ مدة تفريغها المستمر 10 ساعات أو أكثر، والتي يمكنها تغطية احتياجات إمدادات الكهرباء على مدى أيام أو أسابيع أو حتى أشهر، وتُستخدم أساساً لمواجهة فترات انخفاض الرياح والإشعاع الشمسي المستمرة والتغيرات الموسمية في عرض الطاقة والطلب عليها. وفي المقابل، يتراوح التخزين متوسط الأمد عادةً بين 8 و24 ساعة، ويُستخدم أساساً لنقل الأحمال اليومية. ولا توحّد المؤسسات والأسواق المختلفة تعريف التخزين طويل الأمد، بل إن بعض المشاريع التجارية تصنّف أنظمة التخزين لمدة 4 ساعات ضمن فئة التخزين طويل الأمد.

حتى يوليو 2026، تجاوزت القدرة التشغيلية لأنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات على مستوى المرافق العامة في الولايات المتحدة 50 غيغاواط؛ وفي الربع الأول من عام 2026 أُضيفت قدرة تخزين بالبطاريات بلغت 9.7 غيغاواط/ساعة، بزيادة 32% على أساس سنوي. وبلغت القدرة المركبة للتخزين على مستوى المرافق العامة في ولايات كاليفورنيا وتكساس وأريزونا الأمريكية 60 غيغاواط/ساعة و29.2 غيغاواط/ساعة و20.2 غيغاواط/ساعة على التوالي. ومن المتوقع أن يبلغ الحجم التراكمي التشغيلي لتخزين الطاقة بالبطاريات في الولايات المتحدة 200 غيغاواط/655 غيغاواط/ساعة بحلول عام 2031، على أن يأتي نحو 85% من القدرة المضافة الجديدة بين عامي 2026 و2031 من قطاع المرافق العامة.

تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بمزايا النضج التجاري والجدوى الاقتصادية، مما يسهّل الحصول على تمويل المشاريع، غير أن مدة التخزين النموذجية لها لا تزال تتركز عند نحو 4 ساعات، مما يصعّب تلبية احتياجات الإمداد المستمر بالكهرباء على مدى أيام متعددة بشكل كامل. ووفقاً للمعيار الأكثر صرامة المعتمد في الولايات المتحدة (10 ساعات أو أكثر)، يبلغ الحجم التراكمي المركب للتخزين طويل الأمد نحو 16 غيغاواط/ساعة، يستحوذ التخزين بالضخ المائي على أكثر من 90% منه، ولا تزال أمام تقنيات التخزين الجديدة الأخرى مساحة كبيرة للتطور. ويوفر مشروع Tumbleweed لتخزين الطاقة في ولاية كاليفورنيا مثالاً على إطالة مدة التخزين ببطاريات الليثيوم، إذ تبلغ قدرته 125 ميغاواط وسعة تخزينه 1,000 ميغاواط/ساعة، ومدة استمراريته 8 ساعات.

يتطلب اختيار تقنية التخزين الأخذ في الاعتبار هيكل توليد الطاقة في منظومة الكهرباء المستقبلية واحتياجات الأحمال الفعلية. وفي سيناريو التشغيل المشترك لوحدات توليد الكهرباء بالغاز ذات الدورة المركبة مع أنظمة التخزين طويل الأمد، قد يكون التشغيل أكثر كفاءة حتى لو بلغت كفاءة الدورة الكاملة لنظام التخزين طويل الأمد 60% فقط، مقارنةً بحرق كميات إضافية من الغاز الطبيعي لتغطية ذروة الأحمال. وتُظهر البيانات المرجعية التقنية لمختبرات سانديا الوطنية أن كفاءة الدورة الكاملة لبطاريات الليثيوم أيون تتراوح بين 85% و95%، في حين تبلغ نحو 70% إلى 80% لبطاريات التدفق والبطاريات المعدنية الهوائية. وفي الوقت الحالي، لا تزال الجدوى الاقتصادية لأنظمة تخزين الليثيوم لمدة 4 ساعات أفضل من أنظمة 8 ساعات و10 ساعات، ولا تزال الأخيرتان بحاجة إلى تحسين جدواهما الاقتصادية التجارية.

صُممت أسواق الكهرباء وآليات تعويض القدرات القائمة في الولايات المتحدة أساساً حول الإمداد قصير الأمد بالكهرباء، ولا تعكس بشكل كافٍ القيمة النظامية للإمداد المستمر على مدى أيام متعددة. وقد لاحظ مجلس التخزين طويل الأمد أن بعض الولايات تعدّ حالياً موضوعات ذات صلة للدورة التشريعية في مطلع عام 2027، تشمل ترتيبات الشراء وآليات الدعم المخصصة لمشاريع التخزين لمدة 8 ساعات أو أكثر. وفي المستقبل، ستؤثر قدرة آليات التعويض في السوق على تغطية القيمة النظامية الفعلية للتخزين طويل الأمد في قدرة التقنيات البديلة على الحصول على التمويل وتوسيع النشر التجاري.