كتب : دينا كمال
الحديد يدخل سباق تخزين الطاقة المتجددة بتقنية ألمانية جديدة
كشفت دراسة ألمانية عن تقنية جديدة تستخدم مسحوق الحديد لتخزين الطاقة ونقلها، ضمن دورة مغلقة خالية من الانبعاثات الكربونية.
وأثبت باحثون في معهد كارلسروه للتكنولوجيا أن الحديد قد يصبح وسيلة واعدة لتخزين الطاقة الكيميائية.
وتعتمد التقنية على تحويل الحديد إلى صدأ، ثم استعادته مجدداً باستخدام الهيدروجين الأخضر.
ويمكن استخدام مسحوق الحديد ناقلاً للطاقة المتجددة المنتجة من الرياح والشمس، ونقلها إلى مراكز الاستهلاك حول العالم.
وأكدت جوليا شولر، الباحثة بالمعهد، أن العملية لا تنتج ثاني أكسيد الكربون أو مواد ضارة بالبيئة.
دورة طاقة تعتمد على الصدأ
ويواجه قطاع الطاقة النظيفة تحديات تتعلق بتخزين الكهرباء المولدة من الرياح والطاقة الشمسية ونقلها لمسافات طويلة.
ورغم اعتبار الهيدروجين أحد الحلول الرئيسية، فإن صعوبات التخزين والنقل وارتفاع تكاليف البنية التحتية تحد من انتشاره.
وتقوم التقنية الجديدة على حرق مسحوق الحديد لإنتاج الحرارة والطاقة، ما يؤدي إلى تحوله لأكسيد الحديد المعروف بالصدأ.
وبعد ذلك، يُستخدم الهيدروجين الأخضر الناتج عن فائض الطاقة المتجددة لإزالة الأكسجين واستعادة مسحوق الحديد النقي.
وتسمح هذه العملية بإعادة استخدام الحديد بصورة متكررة، دون إطلاق انبعاثات كربونية خلال دورة التشغيل.
الاستفادة من محطات الفحم الحالية
وأوضحت شولر أن احتراق مسحوق الحديد يشبه إلى حد كبير احتراق الفحم، ما يمنحه ميزة تشغيلية مهمة.
ويسمح هذا التشابه بالاستفادة من أجزاء واسعة من البنية التحتية لمحطات الفحم الحالية.
وتتطلب التقنية تعديل أنظمة توليد الحرارة فقط، مع الاحتفاظ بالتوربينات ووحدات التوليد وشبكات الكهرباء القائمة.
ويسهم ذلك في تقليل الاستثمارات اللازمة للتحول إلى مصادر الطاقة النظيفة.
الحديد يكمل دور الهيدروجين
واستخدم الباحثون نموذجاً متطوراً لأنظمة الطاقة يحمل اسم PERSEUS، لمحاكاة شبكة الكهرباء الأوروبية حتى عام 2050.
وقارن النموذج بين كفاءة تخزين الطاقة باستخدام الحديد وتقنيات التخزين المعتمدة على الهيدروجين.
وأظهرت النتائج أن الحديد لن يحل محل الهيدروجين، بل يمكن أن يكمل دوره في منظومة الطاقة.
ويناسب الهيدروجين التطبيقات التي تتطلب استجابة سريعة، بينما يوفر الحديد حلولاً أكثر ملاءمة للتخزين طويل الأجل.
ويتميز مسحوق الحديد بسهولة تخزينه في مستودعات عادية ونقله باستخدام الحاويات وسفن الشحن التقليدية.
كما يقلل ذلك الحاجة إلى استثمارات ضخمة في خطوط النقل والبنية التحتية المتخصصة.
حل لمواجهة فجوات الطاقة الموسمية
ورجحت الدراسة استفادة دول مثل ألمانيا من التقنية، لتغطية نقص الإمدادات خلال فترات تراجع إنتاج الطاقة الشمسية والرياح.
وأظهرت السيناريوهات التي اختبرها الباحثون أهمية محطات الطاقة المعتمدة على الحديد.
كما اعتبرتها الدراسة جزءاً مهماً من أقل المسارات تكلفة لتحقيق الحياد الكربوني.