لطالما اعتبرت الطاقة الشمسية مصدر طاقة صديق للبيئة. انخفضت تكلفة الألواح الشمسية وتوربينات الرياح بشكل حاد خلال العقد الماضي ، مما جعلها قادرة على المنافسة بشكل متزايد ضد الفحم والغاز الطبيعي. لكن تطوير واتجاه البطاريات التي تحمل الكهرباء سيؤثر على تطوير هذا المشروع التكنولوجي.

الآن ، يحدث الشيء نفسه مع البطاريات ، مما سيجعل السيارات الكهربائية أرخص ويتيح للشبكة تخزين الطاقة الزائدة لتوفيرها عند الحاجة. من المتوقع أن ينمو الطلب على البطاريات في صناعة النقل بحوالي 40 ضعفًا بحلول عام 2040 ، مما يزيد الضغط على سلسلة توريد المواد الخام. سيؤدي النمو في عدد السيارات الكهربائية في جميع أنحاء العالم إلى زيادة الطلب على الكهرباء. يمكن أن يصبح توفير المواد الخام لبطاريات الليثيوم مشكلة.

على عكس الألواح الشمسية ، لن يكون إنتاج الخلايا الجديدة وحده كافياً لضمان استمرار انخفاض الأسعار دون اتخاذ إجراءات لمعالجة النقص في المواد الخام الحرجة. تحتوي بطاريات الليثيوم على معادن نادرة مثل الكوبالت ، الذي تضاعف سعره في العامين الماضيين ، مما رفع تكلفة إنتاج البطاريات.

انخفضت تكلفة بطاريات الليثيوم أيون ، التي تقاس لكل كيلوواط / ساعة من الكهرباء المولدة ، بنسبة 75 بالمائة خلال السنوات الثماني الماضية. لكن ارتفاع الأسعار سيضع ضغطًا متزايدًا على سلسلة توريد المواد الخام. نتيجة لذلك ، تحولت شركات صناعة السيارات إلى بطاريات الليثيوم ، التي تستخدم كوبالت أقل بنسبة 75 في المائة من التكنولوجيا الحالية.

الخبر السار هو أن صناعة البطاريات لا تحاول فقط زيادة سعة تخزين الطاقة للبطاريات بنفس الكمية من المواد الخام ، بل تحاول أيضًا التحول إلى إمدادات وفيرة من المعادن.

قام المستثمرون بضخ الأموال في الشركات الناشئة التي يمكنها تطوير تقنيات بطاريات جديدة واعدة ، كما أن المرافق التي تتطلع إلى تطوير مرافق تخزين الكهرباء الساكنة تدرس أيضًا ما يسمى ببطاريات التدفق ، والتي تستخدم مواد قابلة لإعادة التدوير مثل الفاناديوم.

بعد أكثر من 20 عامًا من التطوير ، أصبحت بطارية تدفق الفاناديوم تقنية تخزين طاقة ناضجة. اتجاه تطبيقه هو محطات طاقة تخزين الطاقة على نطاق واسع على مستوى MWh لمحطات الطاقة الجديدة وشبكات الطاقة. بطاريات الليثيوم مهمة لبنوك الطاقة ، فهي مثل الملاعق والمجارف بالمقارنة. لا يمكن الاستغناء عنها لبعضها البعض. المنافسون المهمون لبطاريات تدفق الفاناديوم بالكامل هم تقنيات تخزين الطاقة واسعة النطاق مثل تخزين الطاقة الهيدروليكية ، وتخزين طاقة الهواء المضغوط ، وبطاريات التدفق للأنظمة الأخرى.

ستتحول شركات الطاقة إلى بطاريات التدفق ، التي تخزن الطاقة الكهربائية في حاويات كبيرة قائمة بذاتها مليئة بالإلكتروليت السائل ، والذي يتم بعد ذلك ضخه في البطارية. يمكن أن تستخدم هذه البطاريات مواد خام مختلفة ، مثل معدن الفاناديوم المستخدم حاليًا في صناعة الصلب.

تكمن ميزة بطاريات الفاناديوم في أنها لا تفقد شحنتها بأسرع ما يمكن مثل بطاريات الليثيوم (وهي عملية تعرف باسم اضمحلال الشحن). الفاناديوم سهل أيضًا في إعادة التدوير.

بالمقارنة مع بطاريات الليثيوم ، تتمتع بطاريات تدفق الأكسدة والاختزال من الفاناديوم بثلاث مزايا مهمة:

أولا ، الراحة. يمكن أن يكون النظام كبيرًا مثل ثلاجتك أو كبير مثل محطة فرعية في منطقتك. هناك ما يكفي من الكهرباء لتشغيل منزلك لمدة يوم إلى عام ، لذا يمكنك تصميمه بالشكل الذي تريده.

2. عمر خدمة طويل. قد تحتاج إلى نصف قرن.

3. الأمن الجيد. لا يوجد ضغط في مواجهة التيار العالي والشحن الزائد ، وهو من المحرمات لبطاريات الليثيوم ، ولن يكون هناك حريق وانفجار على الإطلاق.

تهيمن الصين على إنتاج الفاناديوم وتشكل نصف العرض العالمي. مع زيادة عدد الشركات المصنعة للبطاريات في الصين ، من المحتمل أن يتم إنتاج معظم البطاريات في الصين في العقود القادمة. وفقًا لـ Benchmark Mineral Intelligence ، يمكن أن يكون نصف إنتاج البطاريات في العالم في بلدي بحلول عام 2028.

إذا تم استخدام بطاريات الفاناديوم على نطاق واسع في أجهزة تخزين الخلايا الشمسية ، فمن الممكن استخدام الطاقة المتجددة لشحن بطاريات الليثيوم في السيارات الكهربائية. كما أنه يتيح استخدام موارد الليثيوم الكبيرة لتطبيقات بطاريات السيارات والتكنولوجيا الإلكترونية.