ثورة في تخزين الطاقة: هل تزيح تقنية الماء والهواء بطاريات الليثيوم؟

تستمر مساعي العالم للبحث عن حلول مبتكرة لتخزين الطاقة النظيفة بهدف تقليص الاعتماد المتزايد على بطاريات الليثيوم، ومن أبرز هذه الحلول تبرز فكرة تعتمد على تسخير الهواء المضغوط والماء لتخزين الطاقة وإعادة توليدها كهربائياً وقت الحاجة الشبكية.

تكتسب هذه التقنيات أهمية بالغة نظراً لأن الطاقة الشمسية وطاقة الرياح تنتجان كهرباء منخفضة التكلفة، لكن تظل عقبة التخزين التحدي الأكبر. ففي عام 2025 وحده، تجاوزت القدرات المضافة عالمياً 112 غيغاواط بزيادة بلغت 48% مقارنة بالعام السابق، بينما تستحوذ بطاريات الليثيوم-أيون على نحو 90% من إجمالي السوق، مما يجعل أي تقنية طويلة الأمد بديلة لليثيوم عنصراً جوهرياً في شبكات الكهرباء منخفضة الكربون.

وفي هذا السياق، تطوّر شركة KeepIt المنبثقة من كلية العلوم في جامعة لشبونة نظام تخزين يُعرف بالهيدروبنيوماتيكي، والذي يعتمد بشكل أساسي على الماء والهواء المضغوط. وتعتمد الآلية على استغلال الكهرباء الفائضة لضغط الهواء وتخزين الطاقة، ليتم إطلاق هذا الضغط لاحقاً لتحريك النظام الهيدروليكي وتوليد الكهرباء. ويسعى مطورو هذه التقنية إلى الاستغناء عن الكهوف الجوفية التقليدية والاعتماد على وحدات معيارية قابلة للجمع والتوسعة على غرار قطع ليغو، مع ترقب إطلاقها تجارياً بحلول عام 2027.

وعلى الرغم من أن الفكرة ليست جديدة كلياً، حيث توجد محطة Huntorf الألمانية التي تستخدم تخزين الهواء المضغوط في كهوف ملحية منذ عام 1978، إلا أن الأنظمة التقليدية كانت تواجه مشكلات فقدان الحرارة أثناء الضغط وتتطلب منشآت ضخمة ومواقع جغرافية محددة. وهنا يأتي دور الابتكار في نظام KeepIt الذي يجمع بين مُراكم هيدروليكي، والتحكم الرقمي، وتصميم معياري لتعزيز الكفاءة وتسهيل الانتشار.

وتتميز تقنيات الهواء والماء بتوفر وسيلتيها وبملاءمتها للتخزين الواسع وطويل الأمد، فضلاً عن انخفاض معدل التفريغ الذاتي وإمكانية تحقيق عمر تشغيلي طويل. في المقابل، تُعاني هذه الأنظمة من انخفاض كثافة الطاقة مقارنة ببطاريات الليثيوم مما يفرض حجماً أكبر، إضافة إلى تراوح كفاءة الأنظمة التقليدية بين 40% و70%، وبقاء الجدوى الاقتصادية للتصميم الجديد رهناً بالإثبات على نطاق تجاري واسع.

وختاماً، لا تستهدف شركة KeepIt اختراع بطارية هواء من الصفر، بل تسعى لإعادة هندسة تقنية عريقة لتصبح أصغر حجماً وأكثر ذكاءً ومرونة، لتمنح شبكات الطاقة المتجددة خياراً إضافياً للتخزين لفترات طويلة وبأحجام ضخمة بمجرد انتقالها من المختبرات إلى التطبيق الفعلي على الشبكة.