تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ.. كيف يصبح حلًا سحريًا لخطط سلطنة عمان؟

يشكّل تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ أفضل الخيارات المتاحة لتعزيز الطاقة المتجددة في سلطنة عمان، وتحقيق أقصى استفادة ممكنة من الموارد المتاحة.

وقد يمتد دور هذه التقنية إلى مسارات أخرى للطاقة النظيفة مثل الهيدروجين، بما يتوافق مع الإستراتيجيات الوطنية المستهدفة بحلول نهاية العقد المقبل 2040.

وتستهدف سلطنة عمان رفع حصة الطاقة المتجددة في مزيج الكهرباء إلى 30% في 2030، وضخ 2.300 ميغاواط من الطاقة الشمسية والرياح، وفق مقال تحليلي تابعته منصة الطاقة المتخصصة (الصادرة من واشنطن).

ويمكن لطرق التخزين المعتمدة على الطاقة الكهرومائية أن ترتفع بسقف حصة الكهرباء المتجددة إلى أعلى من ذلك، مع تحقيق وفورات في التكلفة تتفوق على التخزين في البطاريات.

حلول التخزين في سلطنة عمان

تعدّ حلول التخزين في سلطنة عمان أبرز الخيارات لتنفيذ الإستراتيجية الوطنية للطاقة النظيفة، وخفض مساهمة النفط في الناتج المحلي الإجمالي.

وتستهدف عُمان تنويع مصادر الدخل، عبر تقليص حصة النفط بحلول عام 2040، لتصل إلى 8.4% انخفاضًا من 39%.

ولتحقيق ذلك، يتعين على الدولة الخليجية الاستفادة من كل الموارد المتاحة، والتركيز على تقنيات التخزين بوصفها دعمًا لإنتاج الطاقة المتجددة.

وقارن مقال تحليلي بين 3 حلول في هذا الإطار: تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ، والتخزين بالبطاريات فقط، والتخزين بالضغط.

ويشير الرسم التالي -من إعداد منصة الطاقة- إلى بعض مشروعات الطاقة المتجددة في سلطنة عمان:

وخلص التحليل إلى أن تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ يعدّ أفضل الخيارات المتاحة للسلطنة، إذ لا يلبي فقط الهدف الطموح برفع حصة الطاقة المتجددة إلى 30%، بل قد يصل بها إلى 40%.

ولن يقف الأمر عند ذلك، إذ يحقق نشر هذه التقنية وفورات مالية للبلاد، فتضرب أكثر من عصفور بحجر واحد بالمساعدة في تنفيذ مستهدفات الطاقة المتجددة، وضمان إمدادات الكهرباء النظيفة، وتوفير تكلفة التخزين.

وتفصيليًا، تُكلِّف تقنية التخزين الهجين بالضخ والبطاريات البلاد 570 ألف دولار يوميًا، بتكلفة أقل بنسبة 16% مقارنة بتكلفة الاعتماد على النفط والغاز.

أمّا التخزين الخالص بالبطاريات فقط، فيكبّد السلطنة 715 ألف دولار يوميًا، بتكلفة أعلى بنسبة 105% مقارنة بالاعتماد على النفط والغاز.

منافع تقنية وتشغيلية

تظهر منافع تقنية وتشغيلية من استعمال تقنية تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ، للاستفادة من فائض إنتاج الطاقة المتجددة.

ويشمل ذلك عدّة مكاسب:

• الحفاظ على استقرار الشبكة:

لا تتحمل شبكة الكهرباء في عمان سوى حصة 28.65% فقط من الطاقة المتجددة، ويسهم التخزين في التغلب على مشكلات البنية التحتية التي تعوق تحقيق هدف 30%، وربما أكثر.

وينطبق ذلك على حالة الشبكة المهددة بضخ قدرات إضافية من مشروعات ضخمة تطورها الشركات المعنية، مثل: محطة عبري 2 بقدرة 500 ميغاواط، وتوسعات محطات: منح بقدرة 1 غيغاواط، وعبري 3 بقدرة 500 ميغاواط، والكامل بقدرة 500 ميغاواط.

• التغلب على تحديات النقل:

خلال عملية نقل الكهرباء في الخطوط تلتزم الشركات بحدّ أمان، ويمكن النقل حتى 70% من قدرة الخط.

ومع إضافة المزيد من إنتاج الكهرباء المتجددة دون تهيئة الخطوط لذلك، قد تتعرض البنية التحتية المرتبطة بالشبكة إلى "اختناقات" تهدد هداف الانتشار.

كما يُترجَم ذلك إلى "شلل" في الاستفادة من موارد الطاقة المتجددة، خاصة خلال أوقات ذروة الإنتاج، ما يُظهر دورًا رئيسًا للتخزين.

• وفورات سعة تخزين:

يمكن لتخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ أن يسمح بتدفق الكهرباء من 6 إلى 10 ساعات، مقابل ساعتين فقط من التخزين بالبطاريات.

وبذلك يقلل التخزين بالضخ سعة التخزين المطلوبة -لتلبية هدف 40% من الطاقة المتجددة- إلى 49%، مقابل 175% للبطاريات.

ويرتبط هذا مباشرة بتكلفة التخزين وفق السعة، إذ تُقدَّر بنحو 220 ألف دولارًا أميركيًا للتخزين بالضخ، و360 ألف دولار أميركي للبطاريات.

ورغم الفارق الواضح في العوائد، فإن هناك تحدّيًا يواجه التخزين بالضخ مع تسجيل خسائر تشغيلية تصل إلى 440 ميغاواط/ساعة، في حين تُقدَّر في التخزين بالبطاريات بنحو 140 ميغاواط/ساعة.

ويحتاج ذلك من الأجهزة المعنية إلى موازنة الوفورات المالية مع الأداء التشغيلي، لكن ما يزال التخزين بالضخ يظهر مرونة ومكاسب أعلى على المدى الطويل، حسب مقال مؤسس منصة "إنرجي نيوز" أرنيس بيوغرادليا.

ومقابل ذلك، أوضح تحليل "بيوغرداليا" أن التخزين بالهواء المضغوط أظهر أداء متوسطًا، ولا يلبي هدف 40% من الطاقة المتجددة، ويحتاج إلى المزيد من الاستثمارات حتى يلائم أهداف تحول الطاقة في سلطنة عمان.

• توجيه الإمدادات المُهدرة لإنتاج الهيدروجين:

يمكن أن تركّز السلطات المعنية في سلطنة عمان على الاستفادة من الكهرباء المتجددة المُهدَرة خلال عملية النقل، وتوجيهها لإنتاج الهيدروجين الأخضر.

وتُشير بيانات نمذجة وردت في تحليل منصة "إنرجي نيوز" إلى هدر يومي (نتيجة عجز الشبكة عن استيعاب القدرة المتجددة الفائضة) يعادل 1.802 ميغاواط/ساعة يوميًا.

ويلخص الإنفوغرافيك التالي -من إعداد منصة الطاقة-

وقال الكاتب "بيوغرداليا"، إن الكهرباء المُهدرة تعادل إمكانات غير مستغلة وخسائر تشغيلية تكفي لإنتاج 37 طنًا يوميًا من الهيدروجين الأخضر، في حالة الاستفادة منها بالكامل.

وأضاف أن دمج أجهزة التحليل الكهربائي في عملية إنتاج وتخزين الطاقة المتجددة يضمن إنتاج المزيد من الهيدروجين الأخضر، عن طريق:

• إنتاج 12 طنًا يوميًا من الهيدروجين الأخضر من التخزين بالبطاريات.
• إنتاج ما يتراوح بين 4 و5 أطنان يوميًا مع تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ.

الخيارات الاقتصادية لتقنيات التخزين

تعزز تقنيات التخزين استقرار شبكة الكهرباء العمانية وتطور اقتصاد الهيدروجين، إذ تتوافق خطط الاستفادة من الكهرباء المُهدرة وتوجيهها لإنتاج الوقود الأخضر مع الأهداف الوطنية للسلطنة، بإنتاج مليون طن سنويًا.

ومن جانب آخر، يوفر الاختيار الأكثر ملاءمة لتقنيات التخزين 145 ألف دولار يوميًا للسلطنة، بجانب أهميتها في دعم التحول ونشر الطاقة المتجددة.

وتطرَّق التحليل إلى أن عدم كفاية مساهمة الطاقة المتجددة في الناتج المحلي للدولة الخليجية لتلبية أهداف 2030، إذ نمت من 2.2% إلى 2.5% فقط (خلال المدة من 2020 حتى العام الماضي).

وقال، إن المساحة الأوسع للطاقة المتجددة في المشهد مرهونة بنشر تقنيات التخزين بوتيرة سريعة، مشيرًا إلى ضرورة التوازن بين ضخ الاستثمارات في توليد الكهرباء وتقنيات التخزين، حتى تتجنب السلطنة "هدر الإمدادات"، وتتجاوز قيود التشغيل والبنية التحتية.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصادر..