სემეკთან არსებული ენერგეტიკის სასწავლო ცენტრის საბჭოს წევრი სალომე ჯანელიძე ენერგიის შენახვის ახალ ტექნოლოგიებზე საუბრობს. იგი ხაზს უსვამს, რომ კლიმატის ცვლილება დღეს მსოფლიოს ერთ-ერთი უმთავრესი გამოწვევაა, ენერგეტიკული სექტორი კი სათბურის გაზების ემისიის დაახლოებით სამ მეოთხედზეა პასუხისმგებელი.
„პარიზის შეთანხმებით გათვალისწინებული წმინდა ნულოვანი ემისიების 2050 წლისთვის მისაღწევად აუცილებელია ენერგეტიკული ტრანზიციის ხელშეწყობა და წიაღისეული საწვავის ისეთი განახლებადი ენერგიის წყაროებით ჩანაცვლება, როგორიცაა მზისა და ქარის ენერგია.
ევროპის ენერგეტიკულმა კრიზისმა და ბუნებრივი გაზის მაღალმა ფასებმა მსოფლიოში კიდევ უფრო დააჩქარა განახლებადი ენერგიების ათვისება. ენერგეტიკის საერთაშორისო სააგენტოს შეფასებით, 2028 წლისთვის მოსალოდნელია განახლებადი ენერგიების წარმოების დადგმული სიმძლავრის გაორმაგება, რაც ჩაანაცვლებს ნახშირს – დღეისთვის ელექტროენერგიის წარმოების მთავარ წყაროს. ელექტროენერგეტიკულ სისტემაში განახლებადი ენერგიების მზარდი წილი ელექტროსისტემის სტაბილურობისა და საიმედოობისთვის მნიშვნელოვან გამოწვევას წარმოადგენს. ელექტროსისტემაში ნომინალური სიხშირის შესანარჩუნებლად, მიწოდებული ელექტროენერგიის ოდენობა ყოველთვის უნდა იყოს მოხმარებული ელექტროენერგიის ოდენობის ტოლი, მზისა და ქარის ენერგიის კონტროლი კი შეუძლებელია, რადგან ისინი სრულად მეტეოროლოგიური- გარემოებებითაა განპირობებული.
ელექტროსისტემის დაბალანსების მიზნით, ტრადიციულად, ნახშირსა და ბუნებრივ გაზზე მომუშავე თბოელექტროსადგურები გამოიყენებოდა. წიაღისეული საწვავისა და თბოელექტროსადგურების ჩანაცვლებასთან ერთად, ელექტროსისტემის უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად, ალტერნატიული მექანიზმების მოძიებაა საჭირო. ასეთ ალტერნატივას წარმოადგენს ელექტროენერგიის შემნახველი ტექნოლოგიები, რომლებსაც ელექტროსისტემისა და ელექტროენერგიის ფასების სტაბილურობის ხელშეწყობა შეუძლია ელექტროენერგიის წარმოების დეფიციტის დროს ქსელში დამატებითი ენერგიის მიწოდების გზით.
ელექტროენერგიის შენახვის ყველაზე ფართოდ გავრცელებული საშუალებაა ტუმბოს მქონე ჰიდრორეზერვუარები. სისტემაში ელექტროენერგიის მიწოდების სიჭარბის დროს, ქვედა დონეზე მდებარე რეზერვუარიდან წყალი, ტუმბოს მეშვეობით, მაღალ დონეზე მდებარე რეზერვუარში გადაედინება. მოხმარების პიკურ პერიოდებში კი წყალი ხელახლა გამოიყენება ელექტროენერგიის საწარმოებლად. ტუმბოს მქონე ჰიდრორეზერვუარების სიმძლავრის მეოთხედი – 44 გიგავატი – ევროპაშია წარმოდგენილი. მიუხედავად იმისა, რომ ტუმბოს მქონე ჰიდრორეზერვუარები დიდი მოცულობის ენერგიის ხანგრძლივი ვადის შენახვის საშუალებას იძლევა, ახალი პროექტების განვითარება გამოწვევებთან არის დაკავშირებული, რაც განპირობებულია როგორც ჰიდრორეზერვუარის მოსაწყობად სათანადო ტერიტორიის მოძიების სირთულით, ისე – ამგვარი რეზერვუარების გარემოზე ზემოქმედებასთან დაკავშირებული რისკებით.
ელექტროენერგიის შენახვის უფრო კომპაქტური და გარემოზე ნაკლები ზემოქმედების მქონე საშუალებაა ბატარეები. სისტემაში ელექტროენერგიის მიწოდების სიჭარბისას, ბატარეების მეშვეობით ხდება ელექტროენერგიის დაგროვება, ხოლო განახლებადი ენერგიების გამომუშავების შემცირებისას შენახული ელექტროენერგია სისტემას მიეწოდება. ამრიგად, ბატარეები ეფექტიანი საშუალებაა მზისა და ქარის ენერგიის ცვალებადი გამომუშავების დასაბალანსებლად.
დღეს ყველაზე ხშირად ლითიუმ-იონის ბატარეა გამოიყენება, რომელსაც სისტემისთვის ელექტროენერგიის საჭირო ოდენობის მიწოდება მყისიერად შეუძლია და ხანგრძლივი ექსპლუატაციის პერიოდი – საშუალოდ 10-15 წელი – აქვს, რაც 2-3-ჯერ აღემატება მჟავა-ტყვიის ბატარეის ექსპლუატაციის პერიოდს. მიუხედავად იმისა, რომ 2008-2021 წლებში ლითიუმ-იონის ბატარეის ღირებულება თითქმის 90%-ით შემცირდა, BloombergNEF-ის თანახმად, ნედლეულის ფასების გაზრდამ გასულ წელს ბატარეების ღირებულების გაზრდაც გამოიწვია. მოსალოდნელია, რომ ევროპული კრიტიკული ნედლეულის აქტი და აშშ-ის ინფლაციის შემცირების აქტი ხელს შეუწყობს ლითიუმ-იონის ბატარეების ელექტროენერგეტიკულ სისტემაში დაჩქარებულ და მასშტაბურ ინტეგრაციას.
ევროპაში გერმანია ლიდერობს 4 გიგავატი სიმძლავრის, 650,000 ელექტროენერგიის შემნახველი სტაციონარული ბატარეით, საიდანაც უდიდესი წილი – დაახლოებით 80% – საყოფაცხოვრებო მომხმარებლებზე მოდის, რომლებიც საკუთარი მოხმარებისთვის, ელექტროენერგიის მცირე სიმძლავრის ელექტროსადგურებთან ერთად, ასევე იყენებენ ბატარეებს, რათა დღის საათებში გამომუშავებული ჭარბი ელექტროენერგია მოგვიანებით, ელექტროენერგიის მოხმარების პიკურ პერიოდში გამოიყენონ.
გარდა სტაციონარული ბატარეებისა, სისტემის მოქნილობაში მნიშვნელოვანი წვლილის შეტანა შეუძლია ელექტროტრანსპორტს, ელექტროენერგიაზე დაბალი მოთხოვნის პერიოდში დამუხტვითა და მაღალი მოთხოვნის დროს სისტემისთვის ელექტროენერგიის მიწოდებით (vehicle-to-grid, V2G). ელექტროტრანსპორტის გამოყენება ასევე შესაძლებელია საყოფაცხოვრებო მომხმარებლების მიერ, ელექტრომომარაგების წყვეტის ან ელექტროენერგიის მაღალი ფასების დროს საცხოვრებლის ელექტროენერგიით მოსამარაგებლად. იმის გათვალისწინებით, რომ ელექტროტრანსპორტი საშუალოდ დროის 90% გაჩერებულ მდგომარეობაშია, სისტემის ოპერატორებისთვის V2G შესაძლოა გახდეს დაბალანსების მნიშვნელოვანი და საიმედო საშუალება. აღსანიშნავია, რომ გერმანიაში რეგისტრირებულია დაახლოებით 1.9 მილიონი ელექტროტრანსპორტი, რომელთა ბატარეების ჯამური ენერგია 65 გიგავატია; კონტექსტისთვის, ქვეყანაში არსებული სტაციონარული ბატარეებისთვის იგივე მაჩვენებელი მხოლოდ 7 გიგავატია.
ელექტროტრანსპორტის მიერ ქსელში ელექტროენერგიის დასაბრუნებლად საჭიროა სპეციალური ინტერფეისი და ინფრასტრუქტურა. არსებული ელექტროტრანსპორტის უმრავლესობას მხოლოდ ერთი მიმართულებით შეუძლია დამუხტვა, თუმცა იზრდება ისეთ მწარმოებელთა რაოდენობაც, რომლებიც ელექტროტრანსპორტს ორმხრივად დამუხტვის საშუალებით აღჭურავს. V2G-პროექტები, ამ ეტაპზე, საპილოტე სახით ხორციელდება და ითვალისწინებს ფინანსური წახალისების მექანიზმებს ელექტროტრანსპორტის მფლობელების მიერ ელექტროენერგეტიკული სისტემის ოპერატორისთვის შესაბამისი მომსახურების გასაწევად.
ბატარეებს მნიშვნელოვანი როლის შესრულება შეუძლია დღეღამურ პერიოდში სისტემის დაბალანსებაში, თუმცა ელექტროენერგიის გრძელვადიანი შენახვისთვის ისინი ნაკლებად ეფექტიანია. სწორედ ამიტომ, ბოლო პერიოდში, მსოფლიო ყურადღება მიპყრობილია მწვანე წყალბადზე, რომელიც ხშირად მოიხსენიება, როგორც ენერგეტიკული ტრანზიციის გასაღები. ელექტროლიზი გულისხმობს ელექტროენერგიის მეშვეობით წყლის მოლეკულიდან ჟანგბადისა და წყალბადის გამოყოფას. მიღებული წყალბადის შენახვა შესაძლებელია ბუნებრივი გაზის არსებულ საცავებში, იმ დრომდე, სანამ სისტემას დამატებითი სიმძლავრის საჭიროება დაუდგება. ელექტროენერგიის მიწოდების დეფიციტისას, შესაძლებელია წყალბადის გამოყენება ელექტროენერგიის მისაღებად (power-to-X-to-power), სხვადასხვა ტექნოლოგიის – საწვავის ელემენტის, წვის ძრავისა თუ ტურბინების გამოყენებით. აღსანიშნავია, რომ წყალბადის წვისას ნახშირორჟანგი არ გამოიყოფა. შედეგად, მწვანე წყალბადის გამოყენება შესაძლებელია სისტემის სეზონური და უფრო გრძელვადიანი საჭიროებებისთვის. მიუხედავად დიდი პოტენციალისა, ტექნოლოგია შედარებით ახალია და მისი გამოყენება მნიშვნელოვან ხარჯებს უკავშირდება.
ენერგიის შენახვის ტექნოლოგიები მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს ენერგეტიკულ ტრანზიციასა და ნახშირბადნეიტრალურობის მიღწევაში. ენერგიის შენახვის არსებული ტექნოლოგიები ხელს შეუწყობს ელექტრულ ქსელში მიწოდებისა და მოთხოვნის დაბალანსებას, გაზრდის ქსელის მოქნილობას და უზრუნველყოფს სისტემის საიმედოობას. შესაბამისად, ლითიუმ-იონის ბატარეები, ტუმბოს მქონე ჰიდრორეზერვუარები და მწვანე წყალბადი მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს ელექტროსისტემაში განახლებადი ენერგიების ინტეგრაციის ხელშეწყობასა და ენერგეტიკის ნახშირბადნეიტრალურ სექტორად გარდაქმნაში“, – ამბობს სალომე ჯანელიძე.
S
