شبكة ميكروية في نبراسكا تضيف بطارية زنك كاحتياطٍ حرج

شبكة لينكولن المصغّرة في وسط المدينة على وشك الحصول على ترقية تخزين غير قائمة على الليثيوم

تستعد شبكة ميكروية بلدية كبيرة في نبراسكا لإضافة نظام بطاريات قائم على الزنك لدعم بعض أهم مباني وخدمات عاصمة الولاية، في خطوة لافتة ضمن الجهود الأوسع لتنويع تخزين الطاقة على مستوى الشبكة بعيدًا عن كيمياء أيونات الليثيوم.

قالت Lincoln Electric System، وهي شركة الكهرباء العامة التي تخدم عاصمة نبراسكا، إن بطارية بقدرة 3 ميغاواط وسعة 12 ميغاواط-ساعة تمر بمرحلة التشغيل النهائي ومن المتوقع أن تبدأ العمليات التجارية خلال الأسابيع المقبلة. وبمجرد دخولها الخدمة، ستزيد المنظومة قدرة شبكة لينكولن المصغّرة البالغة 30 ميغاواط بنحو 10%، وفقًا للشركة.

يكتسب المشروع أهميته لسببين. أولًا، لأنه يوسّع شبكة ميكروية تركّز على المرونة وتخدم المكاتب الحكومية ومرافق السلامة العامة والبنية التحتية الحيوية الأخرى في وسط لينكولن. ثانيًا، لأنه يستخدم بطارية قائمة على الزنك من توريد Eos Energy Enterprises، ما يضعه ضمن مجموعة صغيرة لكنها آخذة في النمو من مشاريع المرافق الأميركية التي تختبر بدائل لليثيوم مع ارتفاع الطلب على التخزين.

ما الذي ستدعمه البطارية

تجمع شبكة لينكولن المصغّرة في وسط المدينة بالفعل عدة أصول للطاقة. وقال مسؤولون في الشركة إن النظام يضم توربين احتراق ثنائي الوقود يعمل أساسًا بالغاز الطبيعي، و300 كيلوواط من الطاقة الشمسية المملوكة للعملاء، و500 كيلوواط من التخزين الحراري المملوك للعملاء. وستصبح البطارية الجديدة موردًا مرنًا آخر ضمن هذا المزيج.

مهمتها عملية وليست تجريبية. تقول Lincoln Electric System إن البطارية ستُشحن خلال فترات انخفاض الطلب وتفرغ طاقتها عندما يرتفع الحمل الكهربائي والأسعار. وهذا يجعلها مفيدة لخفض الذروات، وتحسين المرونة التشغيلية، ومساعدة الشركة على استخلاص قيمة أكبر من التوليد المتجدد، وهو أمر مهم بشكل خاص لأن طاقة الرياح توفر أكثر من نصف محفظة التوليد لدى الشركة.

والمهم أيضًا أن البطارية تقع داخل شبكة ميكروية صُممت حول استمرارية الخدمة. وكجزء من هذا النظام، ستساعد في دعم مجمع مبنى برلمان ولاية نبراسكا، ومبنى اتحادي، ومكاتب المدينة، ومرفقين للسلامة العامة. وبعبارة أخرى، فالمشروع لا يتعلق بالاقتصاد أو الانبعاثات فقط، بل بالحفاظ على الخدمة للمؤسسات التي يجب أن تظل عاملة أثناء الاضطرابات.

ويعكس الموقع المادي هذا الدور. إذ تُركَّب البطارية في جزء من محطة تحويل قائمة في وسط لينكولن، ما يدمج التخزين في بنية تحتية ترسّخ بالفعل استراتيجية المرونة في المدينة.

لماذا تهم بطارية الزنك

لا تزال معظم العناوين المتعلقة بتخزين الطاقة تدور حول أنظمة أيونات الليثيوم، التي تهيمن على عمليات النشر بفضل انخفاض التكاليف، وقاعدة تصنيع كبيرة، وسلاسل توريد راسخة. لكن شركات المرافق والمستهلكين الكبار للطاقة يستكشفون كيميائيات أخرى بحثًا عن بدائل قد تناسب بعض أنماط التشغيل أو هياكل التكلفة أو تفضيلات السلامة أو اعتبارات الإمداد المحلي بشكل أفضل.

ويأتي مشروع لينكولن ضمن هذا التحول. فقد وصفت Utility Dive تزايد الاهتمام بالزنك وكيميائيات البطاريات الأخرى غير الليثيوم وسط نمو سريع في الطلب على التخزين. ولا يغيّر تركيب لينكولن السوق بحد ذاته، لكنه يُظهر أن شركة كهرباء عامة مستعدة لوضع تقنية غير قائمة على الليثيوم في تطبيق حقيقي للبنية التحتية الحيوية، بدلًا من حصرها في تجربة محدودة الأثر التشغيلي.

وهذا الفرق مهم. فمشغلو الشبكات لا يعتمدون المعدات الجديدة باستخفاف، خاصة عندما تكون السلامة العامة واستمرارية الحكومة على المحك. والبطارية المختارة لشبكة ميكروية تخدم منطقة مبنى برلمان ولاية يجب أن تفعل أكثر من أن تبدو واعدة في عرض تقديمي. يجب أن تنسجم مع تخطيط التشغيل، وواقع الربط بالشبكة، وتوقعات الاعتمادية.

إن توقع Lincoln Electric System بدء التشغيل التجاري قريبًا يشير إلى أن التقنية انتقلت من تقييم الفكرة إلى اختبار تشغيلي في حالة استخدام ذات معنى.

كيف تطور المشروع

وفقًا لسكوت بنسون، مدير الاستراتيجية والابتكار في Lincoln Electric System، بدأت الشركة تقييم تخزين الطاقة أواخر العقد الماضي. في ذلك الوقت، لم يرَ المسؤولون حاجة ملحّة إلى بطارية في ما وصفوه بأنه نظام يتمتع بموثوقية عالية.

تغيّر ذلك بعد تشغيل شبكة لينكولن المصغّرة في وسط المدينة عام 2020. وبمجرد وجود الشبكة المصغّرة، أصبح التخزين خيارًا أكثر منطقية. ورأت الشركة ما وصفه بنسون باحتمال وجود «زواج» بين مهمة المرونة التي تقوم بها الشبكة المصغّرة وقدرات تخزين البطاريات.

أصدرت Lincoln Electric System طلبًا للعروض في أواخر 2021، واختارت في النهاية Eos Energy Enterprises مورّدًا للبطارية. ويُظهر هذا التسلسل الزمني نمطًا شائعًا في البنية التحتية للمرافق: يبدأ الاهتمام قبل سنوات من النشر، ويشمل الطريق من الفكرة إلى التشغيل النهائي الشراء والمراجعة الفنية واختيار الموقع ودمج الأصول القائمة.

كما يوضح كيف يمكن للشبكات المصغّرة أن تخلق طلبًا جديدًا على تقنيات لم يكن لديها سابقًا مبرر تجاري واضح. فقد يكون من الأصعب تبرير بطارية على شبكة كانت موثوقة تقليديًا إذا كانت فوائدها موزعة وغير مباشرة. أما داخل شبكة مصغّرة تخدم مرافق ذات أولوية عالية، فيمكن للبطارية نفسها أن تؤدي دورًا أوضح في المرونة، ومرونة التشغيل، ودمج الطاقة المتجددة.

ما الذي يقوله هذا عن سوق التخزين

يأتي مشروع لينكولن بينما تواجه شركات المرافق الأميركية ضغوطًا متوازية: ارتفاع الطلب على موارد الطاقة المرنة، وزيادة التدقيق في كيفية توريد أنظمة التخزين وبنائها ونشرها. وفي هذا السياق، تجذب البطاريات غير الليثيومية الانتباه ليس لأنها أطاحت بالليثيوم، بل لأن المرافق تريد أكثر من مسار واحد إلى الأمام.

ويشير هذا النشر في نبراسكا إلى عدة نتائج:

• الشركات البلدية للمرافق مستعدة لاختبار التخزين غير القائم على الليثيوم في بيئات تشغيلية.
• أصبحت مرونة البنية التحتية الحيوية حالة استخدام قوية للاستثمار في التخزين.
• يمكن للشبكات المصغّرة أن تجعل من السهل تبرير كيميائيات البطاريات البديلة.
• تبحث المرافق عن أنظمة تخزين تفعل أكثر من مجرد الاستفادة من فروق أسعار الطاقة.

ومع ذلك، لا تزال هناك حدود لما يمكن استنتاجه من مشروع واحد. فلا تقدم المقالة بيانات أداء طويلة الأمد أو اقتصاديات دورة الحياة أو نتائج مقارنة مقابل أنظمة أيونات الليثيوم. كما أنها لا تدعي أن بطاريات الزنك جاهزة للهيمنة على مشتريات المرافق.

لكن المشروع يشير بوضوح إلى أن النقاش حول التخزين يتسع. لسنوات، كان السؤال هو ما إذا كانت المرافق ستضيف بطاريات أصلًا. أما الآن، فالسؤال يتجه أكثر فأكثر إلى أي كيمياء بطارية تناسب أي مهمة.

في لينكولن، الجواب لهذه المهمة هو الزنك. وإذا أدى النظام كما هو متوقع بعد بدء العمليات التجارية، فسيكون مثالًا مبكرًا على شركة كهرباء عامة تستخدم تخزينًا غير قائم على الليثيوم لتعزيز شبكة ميكروية تحمي العمليات الحكومية والطوارئ والمدنية. وهذا ادعاء أضيق من ثورة سوقية، لكنه أيضًا أكثر فائدة. فهو يوضح أين يمكن أن تبدأ البطاريات البديلة في أن تصبح مهمة: ليس في النقاشات النظرية حول التكنولوجيا، بل في البنية التحتية اليومية التي تعتمد عليها المدن عندما تصبح المرونة أمرًا غير اختياري.

هذه المقالة مبنية على تغطية Utility Dive. اقرأ المقال الأصلي.