סוללות LDES: עתיד האנרגיה המתחדשת
בעולם שעובר לאנרגיות נקיות, אחד האתגרים המרכזיים הוא כיצד לאחסן חשמל שמופק ממקורות מתחדשים כך שיהיה זמין בעת הצורך. טכנולוגיות האחסון הקיימות, כגון סוללות ליתיום יון, יקרות יחסית ומתקשות לספק חשמל לאורך זמן כאשר השמש אינה זורחת והרוח אינה נושבת. כאן נכנסות לתמונה סוללות LDES - מערכות בעלות קיבולת גבוהה שיכולות לספק חשמל באופן רציף במשך 8, 10 ואף 12 שעות. מעבר לשימוש היומיומי, הן יכולות לשמש כמקור גיבוי קריטי לבתי חולים, למרכזי נתונים ולאזורים מוכי אסון.
יתרונות מרכזיים של סוללות LDES
סוללות LDES משפרות את יציבות רשת החשמל על ידי אגירת עודפי אנרגיה והזרמתה בעת הצורך, מה שמקטין את הסיכון להפסקות חשמל. הן מאפשרות שילוב גדול יותר של אנרגיה סולרית ורוח ברשתות החשמל, מפחיתות את התלות בדלקים מאובנים ותורמות להאצת המעבר לכלכלה דלת פחמן. הן גם מפחיתות את העומס בשעות השיא ומספקות מקור אנרגיה יציב גם לאזורים מבודדים או בעלי תשתית לא אמינה.
הטכנולוגיות המבטיחות בתחום סוללות ה־LDES כוללות מגוון פתרונות עם יתרונות ואתגרים. סוללות זרימה ונדיום, שפותחו באוניברסיטת UNSW באוסטרליה כבר בשנות ה־80, מבוססות על אלקטרוליטים נוזליים עם יוני ונדיום. הן מצטיינות באורך חיים גבוה במיוחד של עד 200,000 מחזורי טעינה וביכולת להתרחב בקלות, אך בעלות צפיפות אנרגיה נמוכה יחסית. כיום מותקנות מערכות בקנה מידה גדול בסין ובבריטניה.
לעומתן סוללות ליתיום יון מספקות צפיפות אנרגיה גבוהה וזמן תגובה מהיר, אך מתבלות מהר יותר, בין 500 ל־3,000 מחזורי טעינה, ומעלות חששות בטיחותיים לצד קשיים במיחזור.
דוגמאות לשימוש רחב אפשר למצוא במיתקנים כגון "הסוללה הגדולה" (Victorian Big Battery) באוסטרליה, שהוא מיתקן אגירת אנרגיה הגדול במדינה. סוללות זרימה מבוססות ברזל הן חלופה זולה וידידותית לסביבה, עם כ־10,000 מחזורי טעינה ומינימום שחיקה, אך מצריכות שטח רב כדי לאחסן כמות אנרגיה גדולה. לבסוף, סוללות זרימה אורגניות נמצאות בשלב מחקרי ומבוססות על מולקולות פחמן במקום מתכות יקרות, ומבטיחות עלות נמוכה ורעילות מופחתת, אך טרם הוכחה התאמתן לשימוש מסחרי רחב היקף.
מגבלות ואתגרים
לצד היתרונות קיימים חסמים ממשיים: עלויות הקמה גבוהות, איבודי אנרגיה בתהליך האחסון והפריקה ותלות בחומרי גלם נדירים כגון ליתיום, ונדיום וקובלט, מעלים חששות סביבתיים ומורכבות בשרשראות האספקה. חלק מהטכנולוגיות עדיין בשלב ניסיוני ומצריכות מחקר ופיתוח נוספים לפני יישום נרחב.
הפחתת פליטות פחמן היא היתרון המרכזי, אך כרייה לא אחראית של מינרלים קריטיים עלולה לפגוע בסביבה ולייצר פליטות נוספות. למיחזור נכון של סוללות - במיוחד ליתיום - חשיבות רבה במניעת נזק סביבתי. לסוללות זרימה יתרון סביבתי הודות ליכולת למחזר את האלקטרוליטים ולהפחית פסולת.
