الهواء السائل.. لتوليد الطاقة وتشغيل المحركات

فكرة قديمة قد تشق طريقها إلى المستقبل

TT

يقوم بعض المهندسين بنفض الغبار عن فكرة قديمة لتخزين الطاقة عن طريق استخدام التيار الكهربائي لتسييل الهواء لتبريده إلى 200 درجة مئوية تحت الصفر. وعند الحاجة إلى الطاقة يسمح للهواء المسيل هذا لكي يسخن ويتمدد لتشغيل توربينين بخاريين ومولد كهربائي.

ويجري تقييم هذا المبدأ من قبل بضع شركات لإنتاج النتروجين المسيل، كأسلوب لتخزين الطاقة عن طريق مصادر للطاقة المتجددة. وقد يستخدم الهواء المسيل أيضا لتشغيل مكابس المحركات في السيارات ذات انبعاثات العوادم المتدنية.

* هواء مسيل

* وكانت إحدى الشركات، وهي «هايفيو باور ستوريج» في لندن قد جمعت 18 مليون دولار لتشييد مصنع تجريبي يستخدم الهواء المسيل لتخزين الطاقة. وتعاونت هذه الشركة مع «ميسير» أكبر شركة غاز صناعية لغرض تطوير هذه التقنية، فإذا سارت كل هذه الأمور على ما يرام، فقد تقوم الحكومة البريطانية بتمويل تطوير مصنع كبير يمكن التأسيس لاستخدام هذه الطاقة تجاريا. وفي هذا الوقت أيضا تقوم شركة الاستشارات الهندسية «ريكاردو» بتطوير نوعين من المحركات التي يمكنها استخدام النتروجين السائل الذي يعتمد على تقنية متفرعة من تقنية شركة «هايفيو»، وتدعى «ديرمان إنجن».

وبات تخزين الطاقة لغرض استخدامها من قبل الشبكة الرئيسة، أكثر أهمية لاستخدامها كطاقة متجددة. ففي المدى القريب فإن معامل الطاقة التي تعمل على الغاز الطبيعي، وتقنيات التخزين السريعة الاستجابة، مثل البطاريات يمكنها المحافظة على استقرار الشبكة وثباتها على صعيد الإمداد. ولكن إذا ما أردنا إيصال الطاقة المتجددة إلى مستويات عالية جدا، أو رغبنا في تقليص استخدام معامل الطاقة التي تعمل على الوقود الأحفوري (وقود باطن الأرض)، فإننا بحاجة ماسة إلى تقنيات يمكنها تخزين ساعات، أو حتى أيام من الطاقة.

وفي هذا المجال تعتبر الكلفة عاملا مهما. «فعندما نتطلع إلى آليات تخزين الطاقة، فإننا ننظر إلى مواد قليلة الكلفة جدا وعمليات مبسطة أيضا»، كما يقول هاريش كاماث مدير برامج التخزين في «إلكتريك باور ريسيرتش إنستوتيت».

* فكرة قديمة

* وتعود فكرة استخدام الهواء المسيل إلى عام 1890 عندما أعلن المخترع تشارلز تربلر أنه تمكن من تطوير أسلوب متدني الكلفة لتبريد الهواء حتى يتحول إلى سائل. كما أظهر إمكانية استخدامه لتشغيل محرك بخاري. لكن تبين لاحقا أنه بالغ في تقديراته. لكن منذ ذلك الوقت أصبح هذا الأسلوب أكثر فعالية، مع الحاجة إلى خيارات جديدة لتخزين الطاقة المتولدة عنه، وبالتالي الحاجة إلى إلقاء نظرة ثانية على هذه الإمكانية.

ويبدو أن فعالية أسلوب «هايفيو» وكفاءته حاليا هي بنسبة 50 إلى 60 في المائة، إذ إنه يولد حاليا نصف الكهرباء التي يستهلكها في البداية، لتوليدها لاحقا. لكن البطاريات خلافا لذلك، يمكنها أن تكون أكثر فعالية بنسبة 90 في المائة. بيد أن الأسلوب الجديد يمكنه تعويض عدم الكفاءة هذه عن طريق استخدام الحرارة الضائعة من العمليات ألأخرى. فقد أظهرت «هايفيو» أن الحرارة المتدنية الضائعة من معامل الطاقة، وحتى من مراكز البيانات والمعلومات، يمكنها أن تساعد على تسخين الهواء المسيل. كما وأن النظام هذا يمكن أن يدوم لعقود، في حين تحتاج البطاريات إلى استبدالها كل بضع سنوات. ومثل هذه المدة الطويلة قد تساعد على تخفيض الكلفة الإجمالية.