Ин аст он чизе, ки дар бораи энергияи барқароршаванда, ки ҳеҷ кас ба шумо пешакӣ намегӯяд: офтоб шабона намедурахшад ва шамол мувофиқи ҷадвал намевазид. Аён аст, дуруст? Аммо ин ҳақиқати оддӣ дар асл яке аз бузургтарин дарди сар дар тамоми интиқоли энергия мебошад.
Дар бораи он фикр кунед. Батареяи телефони шумо дар бадтарин лаҳзаи имконпазир фурӯ меравад-одатан вақте ки шумо кӯшиш мекунед, ки ба Uber соати 2-и шаб занг занед. Акнун ин мушкилотро тасаввур кунед, аммо он тамоми шабакаи барқ аст. Вақте ки мо дар бораи энергияи барқароршаванда бидуни нигоҳдорӣ сухан меронем, аслан он чизест, ки мо бо он сарукор дорем.
Мушкилоти номувофиқӣ
Панелҳои офтобӣ ҳангоми тулӯи офтоб нерӯи барқ тавлид мекунанд. Қуллаи истеҳсолот? Одатан тақрибан нисфирӯзӣ. Аммо кай бештари одамон воқеан ба нерӯи барқ ниёз доранд? Субҳи барвақт, вақте ки ҳама қаҳва тайёр мекунанд ва ба кор омода мешаванд, пас аз нав бегоҳӣ ба хона меоянд ва ба пухтани хӯроки шом оғоз мекунанд, чароғҳоро фурӯзон мекунанд, телевизор тамошо мекунанд. Каҷҳо тамоман мувофиқат намекунанд.
Шамол хислатҳои худро дорад. Баъзан шумо онро аз ҳад зиёд мегиред (воқеан ҳолатҳое ҳастанд, ки хоҷагиҳои шамолӣ бояд баста шаванд, зеро вуҷуд дорадаз ҳад зиёдкувваи электр хосил карда мешавад) ва баъзан базур вучуд надорад. Дар қисматҳои Техас, тавлиди шамол метавонад тақрибан аз ҳеҷ чиз то 60% эҳтиёҷоти иёлотро дар як ҳафта таъмин кунад.
Дар ин ҷо захираи нерӯи барқ кор мешавад. Ин аслан як буфер аст-як роҳи ба даст овардани қувваи барқ ҳангоми фаровон будани он ва захира кардани он барои дертар, вақте ки шумо воқеан ба он ниёз доред.
Чӣ маҳз ҳамчун захираи энергия ҳисоб карда мешавад?
Ин истилоҳ заминаҳои бештареро дар бар мегирад, ки шумо интизор будед. Ҳама дарҳол "батареяҳо" фикр мекунанд ва албатта, ин як қисми зиёди он аст. Аммо захираи энергия барои энергияи барқароршаванда якчанд равишҳои гуногунро дар бар мегирад:
Анбори электрикии обйто абад-аз соли 1890 инҷониб буд. Консепсия хеле содда аст: вақте ки шумо қувваи барқи зиёдатӣ доред, онро истифода баред, то обро ба болооб ба обанбор кашед. Вақте ки ба шумо қувваи барқ лозим аст, бигзоред, ки об тавассути турбинаҳо дубора ба поён равон шавад. Он то ҳол маъмултарин шакли нигоҳдории миқёси шабака-дар саросари ҷаҳон аст, ки тақрибан 95% тамоми захираи энергияи барқро- ташкил медиҳад. Камбуди? Ба шумо ҷуғрофияи дуруст-кӯҳҳо, водиҳо ва обҳои зиёд лозим аст. Яке аз инҳоро дар Канзас сохта наметавонад.
Системаҳои батареякӯдакони нав ҳама сарлавҳаҳо мебошанд. Айни замон литий- бартарӣ дорад, зеро авҷи мошинҳои барқӣ хароҷотро ба таври назаррас коҳиш дод. Дар байни солҳои 2010 ва 2023, арзиши батарея тақрибан 90% коҳиш ёфт. Ин девона аст. Аммо алтернативаҳои коркарди батареяҳои натрий- мавҷуданд (бо истифода аз намак ба ҷои литий), батареяҳои ҷараён (дар он ҷо моеъи нигоҳдории энергия дар зарфҳо нигоҳ дошта мешавад ва дар ҳолати зарурӣ тавассути насос интиқол дода мешавад), ҳатто батареяҳои ҳавоии оҳанӣ, ки асосан аз атмосфера оксигенро "нафас мегиранд".
Захираи энергияи ҳавои фишурдашудаяк навъ ба гидро насос кор мекунад, аммо бо ҳаво ба ҷои об. Вақте ки қувваи барқ арзон аст, шумо ҳаворо фишурда, онро дар ғорҳои зеризаминӣ нигоҳ медоред ва ҳангоми зарурат онро тавассути турбинаҳо раҳо мекунед. Ҳанӯз бисёре аз инҳо вуҷуд надоранд, аммо потенсиал вуҷуд дорад.
Нигоҳдории гармидиҳӣҷолиб аст, зеро он нерӯи барқро мустақиман нигоҳ намедорад- гармӣ ё сардиро нигоҳ медорад. Нерӯгоҳҳои барқи офтобии мутамарказ баъзан намаки гудохташударо барои захира кардани энергияи гармии офтоб истифода мебаранд. Намак ба қадри кофӣ гарм боқӣ мемонад (мо 500+ дараҷа гарм аст) то соатҳо пас аз ғуруби офтоб буғ тавлид кунад ва турбинаҳоро идора кунад. Инчунин системаҳое ҳастанд, ки шабона ҳангоми арзон будани қувваи барқ ях месозанд ва пас аз нисфирӯзии гарм он яхро барои хунук кардани биноҳо истифода мебаранд.
Маховикҳо, суперконденсаторҳо, гидроген-рӯйхат идома меёбад. Ҳар як технология нуқтаи ширини худро дорад, вобаста аз он, ки шумо чӣ қадар энергияро захира кардан лозим аст, то чӣ андоза ба шумо лозим аст, ки онро нигоҳ доред ва чӣ қадар зудтар онро холӣ кунед.
Чаро ин муҳим аст (бештар аз маълум)
Нигоҳдории энергия танҳо дар бораи нигоҳ доштани чароғҳо ҳангоми фурӯ рафтани офтоб нест. Он дар як вақт якчанд мушкилотро ҳал мекунад.
Суботи шабака чизи бузургест, ки коммуналӣ ба он аҳамият медиҳад. Шабакаҳои барқ бояд дар ҳар сония тавозуни дақиқи байни талабот ва пешниҳодро нигоҳ доранд. Таъмини аз ҳад зиёд ва басомад баланд мешавад; хеле кам ва он меафтад. Дар ҳар сурат, бо таҷҳизот чизҳои бад рӯй медиҳанд. Системаҳои нигоҳдорӣ метавонанд дар миллисонияҳо посух диҳанд, то ин мувозинатро нигоҳ доранд. Баъзе насби батареяҳо дар Австралия воқеан бо қобилияти худ барои мӯътадил кардани шабака нисбат ба нерӯгоҳҳои анъанавии барқ шӯҳрат пайдо кардаанд.
Он гоҳ як кунҷи иқтисодӣ вуҷуд дорад. Нархи нерӯи барқ дар давоми рӯз-баъзан ба таври назаррас тағйир меёбад. Дар ҷойҳое, ки миқдори зиёди энергияи барқароршаванда доранд, нархҳо воқеан дар давраҳои офтобии офтобӣ ё шамоловар метавонанд манфӣ бошанд, зеро нерӯи барқ бештар аз он тавлид мешавад, ки шабака тавонист. Захира ба шумо имкон медиҳад, ки қувваи барқро ҳангоми арзон ё фаровон харед (ё тавлид кунед) ва ҳангоми баланд шудани нархҳо онро баргардонед. Ин арбитраж номида мешавад ва он ба модели воқеии тиҷорат табдил меёбад.
Барои ҷамоатҳои дурдаст ё ҷазираҳо, нигоҳдорӣ бо энергияи барқароршаванда метавонад мустақилиятро аз генераторҳои дизелӣ дошта бошад. Дизель барои интиқол гарон аст, баланд, ифлоскунанда аст ва нигоҳдории доимиро талаб мекунад. Системаи батарея-плюс- метавонад хароҷоти баланди пешакиро дошта бошад, аммо сӯзишворӣ то абад ройгон аст.
Саволи миқёс
Яке аз чизҳои душвор дар бораи нигоҳдории энергия дар он аст, ки як андоза бешубҳа ба ҳама мувофиқат намекунад.
Дар миқёси хурдтарин, шумо хонаҳои инфиродӣ доред, ки дар болои бом офтобӣ ва батарея дар гараж-шояд 10-15 киловатт-соат нигоҳдорӣ дошта бошад, ки барои гузаштан шабонарӯзӣ кофӣ аст ё дар вақти қатъкунӣ захираи эҳтиётиро таъмин кунед. Powerwall-и Tesla шояд намунаи машҳуртарин бошад, аммо ҳоло даҳҳо рақибон вуҷуд доранд.
Ба сатҳи ҷомеа ҳаракат кунед ва шумо шояд чанд мегаватт соат-ба маҳалла ё шаҳраки хурд хидмат кунед.
Он гоҳ шумо ба насбҳои миқёси-мутималӣ мерасед, ки воқеан азиманд. Иқтидори батареяи Moss Landing дар Калифорния 3000 мегаватт-соат дорад. Барои ба назар гирифтан, ин барои чор соат бо нерӯи барқ таъмин кардани тақрибан 225,000 хона кофӣ аст. Ва онҳо онро васеъ мекунанд.
Давомнокӣ ба қадри қобилият муҳим аст. Батареяҳо барои нигоҳ доштани энергия барои чанд соат- хеле хубанд, ки онро "нигаҳдории кӯтоҳмуддат" меноманд. Аммо дар бораи нигоҳдории мавсимӣ чӣ гуфтан мумкин аст? Чӣ мешавад, агар шумо хоҳед, ки нерӯи офтобии изофиро аз тобистон захира кунед, то дар зимистон истифода баред? Ин технологияҳои комилан дигарро талаб мекунад ва ростқавлона, мо ҳоло барои ин ҳалли олӣ надорем. Гидроген як имконият аст, аммо он гарон ва бесамар аст.
Мушкилоти воқеии-ҷаҳон
Арзиш то ҳол мушкилоти рақами як аст, гарчанде ки он хеле беҳтар шудааст. Як насби батареяи калон метавонад барои як киловатт иқтидор 300-400 доллар арзиш дошта бошад. Ин хеле паст шуд, аммо вақте ки шумо дар бораи миқёси коммуналӣ гап мезанед, он то ҳол гарон аст. Ва батареяҳо бо мурури замон хароб мешаванд - онҳо то абад давом намекунанд.
Инчунин масъалаи занҷири таъминоти моддӣ вуҷуд дорад. Литий, кобальт, никел-талабот нисбат ба амалиёти истихроҷи маъдан тезтар меафзояд. Ва бисёре аз ин маводҳо аз ҷойҳое меоянд, ки таҷрибаҳои шубҳаноки меҳнат ё стандартҳои экологӣ доранд. Саноат барои дарёфти алтернативаҳо ё таҳияи усулҳои беҳтари коркарди такрорӣ мусобиқа мекунад.
Иҷозат додан ва танзим низ метавонад даҳшатовар бошад. Захираи энергия он қадар нав аст, ки дар бисёр ҷойҳо қоидаҳои дақиқ дар бораи чӣ гуна пайваст кардани ин системаҳо ба шабака, кӣ метавонад соҳиби онҳо ва чӣ гуна бояд ҷуброн карда шавад, вуҷуд надорад. Баъзе хидматрасониҳои коммуналӣ захираро ҳамчун таҳдид ба модели тиҷоратии худ мебинанд, дигарон онро қабул мекунанд.
Он гоҳ як масъалаи оддии физика вуҷуд дорад: талафоти табдили энергия. Вақте ки шумо батареяро пур мекунед, шумо каме энергияро ҳамчун гармӣ гум мекунед. Вақте ки шумо онро холӣ мекунед, шумо бештар аз даст медиҳед. Самаранокии сафар-барои батареяҳои литий-ионӣ метавонад 85-90% бошад, ки ин хеле хуб аст, аммо ин маънои онро дорад, ки шумо то ҳол 10-15% қувваи худро аз даст медиҳед. Барои баъзе дигар технологияҳои нигоҳдорӣ, талафот хеле зиёдтар аст.
Ба куҷое, ки корҳо ба он ҷо мераванд
Импулси паси нигоҳдории энергия воқеӣ аст. Дастгоҳҳои ҷаҳонӣ ба таври назаррас афзоиш меёбанд. Танҳо дар соли 2023 ҷаҳон ба андозаи 50 гигаватт иқтидори нигоҳдории батарея-назар ба соли қаблӣ ду баробар зиёд шуд.
Мо дар ҷойҳои ғайричашмдошт навоварӣ мебинем. Батареяҳои мошинҳо пас аз он ки онҳо барои мошинҳо кофӣ нестанд, ҳаёти дуюмро ҳамчун анбори статсионарӣ мегиранд. Технологияи мошин-ба{3}}ба шабака дар ҳоли рушд аст, ки дар он ҷо мошинҳои электрикӣ воқеан ҳангоми зарурат қувваи барқро ба шабака бармегардонанд (мошини шумо асосан ба батареяи чархҳо табдил меёбад).
Нигоҳдории дарозмуддат-сарҳади навбатӣ мебошад. Якчанд ғояҳои ваҳшӣ вуҷуд доранд, ки-нигоҳдории энергия бо истифода аз блокҳои ҷозиба, нигоҳдории ҳавои фишурдашудаи зериобӣ, захираи энергияи ҳавои моеъ. Баъзе аз инҳо кор хоҳанд кард, бисёриҳо кор намекунанд, аммо таҷриба идома дорад.
Иқтисодиёт беҳтар мешавад, зеро хароҷот кам мешавад ва ҷойҳои дигар ба партовҳои карбон нарх мегузоранд. Дар баъзе бозорҳо нигоҳдорӣ бе субсидия аллакай рақобатпазир аст. Ин ҳатто панҷ сол пеш дуруст набуд.
Хатти поён
Нигоҳдории нерӯи барқ на танҳо як асбоби хубе-ба-доштан барои энергияи барқароршаванда-ба он чизест, ки тамоми гузаришро имконпазир месозад. Бе нигоҳдорӣ, шумо метавонед танҳо пеш аз ноустувор шудани шабака ин қадар офтоб ва шамол илова кунед. Бо нигоҳдорӣ, шифт хеле баландтар аст.
Мо ҳанӯз дар рӯзҳои аввал ҳастем, воқеан. Технология босуръат такмил меёбад, хароҷот кам мешавад ва мо ҳама вақт барномаҳои навро кашф мекунем. Аммо пешниҳоди арзиши асосӣ равшан аст: нигоҳдорӣ энергияи фосилавии барқароршавандаро ба нерӯи боэътимод ва интиқолшаванда табдил медиҳад. Ва ин ҳама чизро тағйир медиҳад.
Даҳсолаи оянда барои тамошо ҷолиб хоҳад буд. Маҷмӯаи энергияи барқароршавандаи арзон ва нигоҳдории афзояндаи дастрас аллакай бозорҳои нерӯи барқро дар саросари ҷаҳон халалдор мекунад. Ҷойҳое, ки панҷ сол пеш 100% аз сӯзишвории истихроҷшаванда вобаста буданд, ҳоло дар рӯзҳои муайян мунтазам ба 50%, 60% ва ҳатто 70% энергияи барқароршаванда мерасад. Ин чанде пеш имконнопазир менамуд.
Ҳанӯз корҳои зиёде-технологӣ, иқтисодӣ, танзимкунанда бояд анҷом дода шаванд. Аммо траектория хеле равшан аст. Захираи энергия барои системаҳои барқароршаванда танҳо оянда нест; зуд ба замони ҳозира табдил меёбад.