اقتصاد دانش بنیان

چرا به منابع انرژی حرارتی ارزان توجهی نمیشود؟

مخترعان منبع انرژي حرارتي که کارايي بالايي دارد، معتقدند ذخيره سازي حرارتي ميتواند به عنوان يک منبع جداگانه و مستقل عمل کند، نه اينکه فقط بخشي از يک پروژه قدرتمند غني سازي خورشيدي (CSP) باشد که براي توليد برق طراحي شده است.

آنوپ ماتور، بنيانگذار و مديرعامل شرکت فناوري ترافور، برنده جايزه DOE براي عملکرد فوقالعاده خود شده است. او براي اولينبار اين بازار را براي منبع انرژي حرارتي به عنوان يک منبع خالص پيشنهاد کرد. او فکر ميکند که اين نوع از نيروگاه انرژي خورشيدي طراحي شده است تا تمام انرژي خورشيدي را مثل يک باتري ذخيره کند و سپس به تقاضاها پاسخ دهد.

ماتور ميگويد: «من معتقدم ما در آينده نزديک بايد به اين بازار توجه داشته باشيم. تجزيه و تحليلها نشان داده است که سود استفاده از يک توربين بزرگ با يک ميدان خورشيدي کوچک که به مدت سه ساعت ذخيره سازي انجام ميدهد، به ميزان قابل توجهي بالاتر از سود بازار انرژي روز دنياست. نسبت سود به هزينه در بازار کاليفرنيا بيشتر از 25 درصد محاسبه شده است.» ماتور معتقد است مسير اجراي اين شکل از انرژي خورشيدي صرفا به عنوان منبع ذخيره سازي، احتمالا طولانيتر از راهي است که توربين در پروژه CSP کامل بايد طي کند. در اين روش کارخانه را فقط براي پر کردن مخازن ذخيره سازي نياز دارد. او ميگويد: «براي مثال يک ميدان انرژي خورشيدي با ظرفيت 100 مگاوات که داراي توربيني 200 مگاواتي است و سه ساعت ذخيرهسازي انجام ميدهد، 300 مگاواتساعت در روز انرژي ذخيره ميکند که ميتواند درآمد بيشتري را براي توجيه هزينه هاي سرمايه گذاري نسبت به يک کارخانه طراحيشده براي بازارهاي انرژي روز دنيا داشته باشد.»

اين نوع ذخيره سازي انرژي به طور کامل بر حسب تقاضا عمل ميکند، مانند يک نيروگاه حرارتي خورشيدي است، اما شبيه يک باتري انرژي را ذخيره ميکند. او در اين مورد بيان ميکند: «صنايع زماني که به انرژي تضمينشده نياز دارند، براي آن مبالغ بالايي ميپردازند. براي بازار سرمايه، منبع انرژي حرارتي قطعا يک بازار سودآور است.»

حل کردن مشکل هزينه مسدودشده انرژي

جاستين رآئيد، بنيانگذار و مديرعامل شرکت هالو تکنيک، از منبع انرژي حرارتي براي ذخيره سازي مشابهي استفاده کرده است. او با ذخيره سازي نمکهاي مذاب در يک برج که حدود يک دهم هزينه ذخيره باتري را دربرداشت، موفق شد حدود 30 دلار براي هر کيلووات ساعت انرژي ذخيره شده در باتري هزينه کند. اين مبلغ را مقايسه کنيد با 250 دلار در هر کيلووات ساعت براي روشهاي ديگر.

در ابتدا او با يک مخزن جداگانهاي از نمک مذاب و نيروي الکتريسيته توانست نمکهاي مذاب را حرارت دهد. يک توربين بخار در انتهاي ديگر قرار داد تا حرارت را براي شبکه تبديل به انرژي کند. او پس از برآورد هزينه ذخيره سازي انرژي متوجه شد که بيشترين عاملي که موجب بالارفتن هزينههاست، مربوط به توربينهايي ميشود که براي تبديل انرژي گرمايي به برق استفاده ميشدند.

رآئيد با اين تحقيق، روشي ديگر را در پيش گرفت. او به جاي ساخت يک واحد ذخيره حرارتي مستقل که توسط الکتريسيته يا باد تامين انرژي شود، واحدي براي ذخيره سازي در نظر گرفت که ميتواند بر يک توربين سوار شود و هزينه هاي توقف انرژي را کاهش دهد. بخش انرژي حرارتي ميتواند به بخش توربين بخار در يک کارخانه گاز طبيعي متصل شود و کارايي آن را بهبود ببخشد. با تبديل انرژي ذخيره شده به برق با استفاده از توربين بخار، هزينه ها به حداقل ميرسند. رآئيد معتقد است که صنعت سوخت فسيلي ميتواند به او کمک کند تا از نوآوري به تجاري سازي برسد.

رآئيد ميگويد: «محصول نسل بعدي ما از ذخيره انرژي شيشه مذاب در 1500 درجه سانتيگراد استفاده ميکند و به طور کامل به يک نيروگاه ترکيبي متصل ميشود.» ابتکار شرکت سانشات اين است که تحقيقاتي را براي توسعه گيرندهها و منبع مورد نياز براي مواد ذخيرهسازي در دماي بالاتر انجام داده است تا براي اهداف تجاري تا سال 2020 جوابگو باشد.

تجديدپذيرهاي حرارتي، جايگزين براي کارخانجاتي هستند که فقط در زمان اوج مصرف به کمک توليد انرژي ميآيند. براي پاسخ سريع به تقاضا، شبکه انرژي به يک جايگزين براي کارخانجاتي که توليد انرژي در زمان اوج مصرف را برعهده دارند، نياز دارد. آيا واحدهاي ذخيره سازي حرارتي خورشيدي ميتوانند اين کارخانجات را جايگزين کنند؟ شايد نه.

اين روش ميتواند در عرض يک دقيقه به تقاضا پاسخ دهد، به همين دليل است که آنها به عنوان پيشگام مطرح ميشوند، اما به ازاي اين اقدام سريع، يک عامل منفي وجود دارد. آنها 365 واحد CO2 را در هر مگاواتساعت انتشار ميدهند. کارخانجات گاز طبيعي ترکيبي تقريبا پاکيزهتر هستند، زيرا آنها 825 واحد CO2 به ازاي هر مگاوات ساعت آزاد ميکنند، اما کندتر از آن هستند که بتوانند پيشگام باشند. بازده آنها با توجه به سرعت توربين بخار تعيين ميشود که معمولا حدود 10 درصد در دقيقه است. کارخانجات CSP از همان نوع توقف انرژي استفاده ميکنند، به همين دليل آنها نميتوانند مانند پيشگام عمل کنند. با اين حال، اگر يک کارخانه CSP از گرماي ذخيرهشدهاش نجات يابد، ميتواند در عرض ده دقيقه پاسخگوي تقاضا باشد.

منبع: مجله دانش بنیان