لماذا بناء البطاريات السكنية؟

يعد تخزين الكهرباء عنصرًا أساسيًا في أي مسار معقول تقريبًا للوصول إلى صافي انبعاثات غازات الدفيئة إلى الصفر. ترسم BloombergNEF مسارًا لنقل العالم إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050، باستخدام الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والبطاريات الاحتياطية (الشكل 3). ويتطلب ذلك تركيب 722 جيجاوات من البطاريات في جميع أنحاء العالم بحلول عام 2030، ارتفاعًا من 36 جيجاوات في نهاية عام 2022، و2.8 جيجاوات من البطاريات بحلول عام 2050.

ومن المتوقع أن تكون البطاريات السكنية مساهماً رئيسياً في سعة التخزين اللازمة لتحويل الطلب على الكهرباء إلى فترات زمنية عالية لتوليد الكهرباء المتجددة. على المستوى المنزلي، يتم شحن البطارية في النهار عندما يتم توليد الطاقة الشمسية بشكل زائد، ويتم تفريغها لاحقًا عندما يكون هناك طلب أعلى عادةً. تفيد أنماط الشحن والتفريغ هذه العملاء الذين يرغبون في زيادة استهلاكهم الذاتي للطاقة الشمسية. ويمكنهم أيضًا خفض فواتير المستهلكين، على افتراض أن المستهلكين يخضعون لتعريفات وقت الاستخدام. تترجم فوائد أنماط الشحن والتفريغ هذه إلى أسواق الطاقة من خلال تسطيح الحمل الإجمالي أو 'منحنى البطة' الذي يظهر عند الاختراقات العالية للطاقة الشمسية (الشكل 4). توجد بالفعل أمثلة على 'منحنى البط' هذا في العديد من الأسواق مثل هاواي وكاليفورنيا في الولايات المتحدة وجنوب أستراليا وحتى في يوم مشمس في هولندا أو إسبانيا.

تتمتع البطاريات السكنية أيضًا ببعض الفوائد المهمة للشبكات المحلية، مما يساعد على حل التحديات التي يمثلها النمو السريع لموارد الطاقة الموزعة مثل المركبات الشمسية والكهربائية السكنية (EVs). ستتصل الآلاف أو حتى الملايين من أنظمة الطاقة الشمسية السكنية وشواحن المركبات الكهربائية بالشبكات التي لم يتم تصميمها لدعم الأحمال اللحظية العالية مثل شحن المركبات الكهربائية أو تدفق الكهرباء في الاتجاه المعاكس عندما تعيد أنظمة الطاقة الشمسية السكنية الطاقة إلى الشبكة. في هاواي على سبيل المثال، يحدث التدفق العكسي للطاقة في أكثر من نصف المحطات الفرعية. نظرًا لأن هذه الشبكات المحلية أصبحت مزدحمة ومتوترة، يحتاج مشغلو الشبكات إلى إيجاد طرق جديدة لإدارة مشكلات الجهد الكهربي والحرارة أو ترقية الشبكة لتجنب المشكلات المستقبلية. أحد البدائل لمشغلي الشبكات الذين يقومون باستثمارات كبيرة في الشبكة هو استخدام موارد الطاقة الموزعة المرنة مثل البطاريات السكنية، على الرغم من هياكل تعويض المالكين لتوفير المرونة. في المستقبل حيث تلعب موارد الطاقة الموزعة المرنة دورًا أكثر نشاطًا في دعم الشبكة، يمكن أن تتمتع البطاريات السكنية بميزة على موارد الطاقة الموزعة المرنة الأخرى مثل السيارات الكهربائية ومضخات الحرارة الذكية وأجهزة تنظيم الحرارة المتصلة بالشبكة. لا تتطلب البطاريات السكنية من المستهلكين تغيير سلوكهم بشكل فعال وضبط الراحة في المنزل إذا كانت الشبكة تتطلب مثل هذا التغيير خلال الساعات الحرجة. يمكن برمجة البطاريات للاستجابة والتفريغ تلقائيًا، في حين أن التغييرات في موارد الطاقة الموزعة الأخرى في المنزل قد تؤدي إلى تغييرات طفيفة في درجة حرارة المنزل أو أنماط السفر، أو تعديلات على جداول الأفراد. 

يجب أن تأخذ قرارات السياسة المتعلقة بكيفية دعم امتصاص البطاريات السكنية في الاعتبار هذه الفوائد التي تعود على نظام الطاقة الأوسع بالإضافة إلى الفوائد التي تعود على العملاء الأفراد. على الرغم من أن البطاريات السكنية اليوم قد لا توفر فائدة اقتصادية واضحة للفرد، إلا أنها يجب أن تكون جزءًا أساسيًا من التخطيط طويل المدى ويمكن أن تلعب دورًا رئيسيًا في إزالة الكربون.