تولید انرژی تجدیدپذیر در سالهای اخیر جهش بزرگی داشته، اما یک سؤال قدیمی هنوز سر جایش است: وقتی خورشید غروب میکند یا باد میخوابد، برقِ سبز را کجا نگه داریم؟ راهحلهای عجیبوغریب زیادی امتحان شدهاند؛ از جابهجا کردن بلوکهای بتنی با جرثقیل تا ذخیره گرما در سنگهای داغ یا استفاده از معدنهای متروکه. حالا یک ایده متفاوت از ایتالیا، توجه غولهای فناوری را هم جلب کرده است.
طبق گزارش IEEE Spectrum، شرکت میلانی Energy Dome روی فناوریای کار میکند که به «باتری CO2» معروف شده؛ تأسیساتی با گنبدهای بزرگ که در آنها دیاکسیدکربن فشرده میشود تا انرژی را در مقیاس شبکه برق ذخیره کند. ظرفیت هر سایت میتواند تا ۲۰۰ مگاواتساعت برسد؛ رقمی که در عمل برای تأمین برق حدود ۶۰۰۰ خانه به مدت یک روز (بسته به الگوی مصرف) کافی است.
باتری CO2 چطور کار میکند؟
منطق این فناوری نسبتاً ساده است: وقتی برق تجدیدپذیر اضافه داریم، از آن برای فشردهسازی CO2 استفاده میشود. سپس در زمان نیاز، گاز دوباره از حالت فشرده خارج میشود و این فرآیند میتواند توربینهای بزرگ را به حرکت درآورد و برق تولید کند.
در مرحله شارژ، سیستم از یک سازوکار ذخیره انرژی حرارتی کمک میگیرد تا CO2 را به دما و فشار محیط نزدیک کند و سپس یک کندانسور آن را طی حدود ده ساعت به مایع تبدیل میکند. برای تخلیه (دشارژ)، CO2 دوباره تبخیر و گرم میشود تا انرژی لازم برای چرخاندن توربین فراهم شود. هدف نهایی، ارائه یک راهکار ذخیرهسازی بلندمدت انرژی (LDES) است؛ چیزی که دقیقاً بین «زمان تولید» و «زمان مصرف» پل میزند.
این اختلاف زمان را همه میشناسند: تولید برق خورشیدی معمولاً وسط روز به اوج میرسد، اما مصرف خانگی اغلب چند ساعت بعد و در عصر بالا میرود؛ زمانی که همه به خانه برگشتهاند و سیستمهای روشنایی، سرمایش یا گرمایش و لوازم خانگی وارد مدار میشوند.
گوگل چرا سراغ گنبدهای CO2 رفته است؟
ایده باتری CO2 آنقدر جدی شده که گوگل اوایل امسال همکاری رسمی با Energy Dome را اعلام کرد. حالا IEEE Spectrum گزارش میدهد که گوگل «برنامه دارد این تأسیسات را با سرعت بالا» در مراکز کلیدی دیتاسنتر خود در اروپا، آمریکا و منطقه آسیا-اقیانوسیه مستقر کند.
برای گوگل که بهدنبال کاهش ردپای کربنی و پایدارسازی تأمین برق دیتاسنترهاست، ذخیرهسازی انرژی در مقیاس بزرگ یک قطعه گمشده مهم محسوب میشود. دیتاسنترها به برق پایدار نیاز دارند و نوسان تولید تجدیدپذیر، بدون یک ذخیرهساز مطمئن، همیشه دردسرساز است.
به گفته آینوا آندا (مسئول ارشد راهبرد انرژی گوگل) در گفتوگو با IEEE Spectrum، یکی از مزیتهای بزرگ این رویکرد «استانداردسازی» است؛ یعنی مدلی که بتوان آن را در نقاط مختلف دنیا با تغییرات حداقلی پیاده کرد. آندا تأکید کرده گوگل در سطح جهان بهدنبال راهحلهای گوناگون بوده، اما استاندارد بودن و قابلیت «Plug and Play» دقیقاً همان چیزی است که این فناوری را جذاب میکند.
طبق این رویکرد، گوگل احتمالاً ابتدا سراغ مکانهایی میرود که شبکه برق قابلاعتماد است و در عین حال، مازاد انرژی تجدیدپذیر وجود دارد که باید ذخیره شود. سپس دیتاسنترهای نزدیک میتوانند در زمانهای اوج مصرف، از این ذخیره استفاده کنند.
از ساردینیا تا هند و آمریکا؛ نقشه توسعه Energy Dome
Energy Dome در حال حاضر روی یک پروژه پایلوت در ساردینیا ایتالیا کار میکند؛ سایتی روی حدود پنج هکتار زمین مسطح. اگر نتایج مطابق انتظار باشد، شرکت میخواهد توسعه را سریعتر کند و نمونههای مشابه را در کشورهای دیگر بسازد؛ از جمله یک پروژه مستقل در کارناتاکا هند. همچنین گزارشها حاکی از آن است که مقدمات پروژهای دیگر در ویسکانسین آمریکا هم در حال بررسی و آمادهسازی است.
در کنار گوگل، تنها بازیگر علاقهمند به ذخیرهسازی بلندمدت انرژی نیست: طبق IEEE، چین هم روی ساخت باتریهای CO2 کار میکند؛ نشانهای از اینکه بازار LDES در حال داغتر شدن است.
مزایا و نگرانیها: همه چیز به اقتصاد بلندمدت برمیگردد
طرفداران باتری CO2 میگویند این فناوری، برخلاف برخی روشهای دیگر، به مواد معدنی خاص وابسته نیست، زنجیره تأمین پیچیده برای قطعات بسیار حساس نمیخواهد و از نظر نگهداری میتواند سادهتر باشد. همین ویژگیها برای پروژههای زیرساختی بزرگ، یک امتیاز مهم به حساب میآید.
با این حال، پرسشهای جدی هم وجود دارد. اول اینکه ردپای فیزیکی (Footprint) این تأسیسات میتواند از ذخیرهسازهای لیتیوم-یون بزرگتر باشد؛ مسئلهای که در زمینهای گران یا محدود، تعیینکننده میشود. دوم هم مشکلی است که هر سازه «حبابمانند» بالقوه با آن روبهروست: خطر سوراخ شدن و آزاد شدن هزاران تن CO2 به جو. البته این CO2 برای فرآیند ذخیرهسازی استفاده میشود، اما نشت گسترده میتواند هم تبعات زیستمحیطی داشته باشد و هم هزینههای عملیاتی و بیمهای را بالا ببرد.
با وجود این، مدیرعامل Energy Dome، کلودیو اسپاداسینی، در گفتوگو با IEEE Spectrum تأکید کرده که در مقایسه با انتشار آلایندههای یک نیروگاه زغالسنگ، این ریسک «ناچیز» است. در نهایت، موفقیت یا شکست این فناوری احتمالاً به یک عامل کلیدی گره میخورد: آیا باتری CO2 میتواند در مقیاس بزرگ، با هزینه رقابتی و عملکرد قابل اتکا، فاصله بین تولید و مصرف انرژی پاک را پر کند یا نه؟
