اعتماد هيئة كهرباء ومياه دبي لتقنيات تخزين الطاقة النظيفة يعزز أمن الطاقة في دبي
دبي، الإمارات العربية المتحدة، 7 يناير 2024: يتزايد الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة والنظيفة، وخاصة الطاقة الشمسية، لا سيما في ظل انخفاض تكلفتها، في ظل التوجه العالمي للمساهمة في التصدي لتداعيات التغير المناخي عبر تقليل انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري. ومع ذلك، يتمثل التحدي الرئيسي في تخزين هذه الطاقة بكفاءة لضمان توافرها عند غياب الشمس وفي حالات تقلب الطقس. وتعد هيئة كهرباء ومياه دبي من المؤسسات الرائدة في اعتماد أحدث وأفضل التقنيات لتخزين الطاقة النظيفة ولديها عدد من أكبر مشاريع تخزين الطاقة إقليمياً وعالمياً.
وقال معالي سعيد محمد الطاير، العضو المنتدب الرئيس التنفيذي لهيئة كهرباء ومياه دبي: “نعمل في إطار رؤية وتوجيهات سيدي صاحب السمو الشيخ محمد بن راشد آل مكتوم، نائب رئيس الدولة رئيس مجلس الوزراء حاكم دبي، رعاه الله، لضمان أمن واستدامة الطاقة. ويعد تخزين الطاقة أمراً حيوياً لضمان استدامة الطاقة وزيادة الاعتماد على حلول الطاقة المتجددة والنظيفة. وإضافة إلى مشاريع تخزين الطاقة التي نفذناها أو نعمل على تنفيذها، نخطط لإنشاء نظام واسع النطاق لتخزين الطاقة باستخدام البطاريات الكهربائية التي يتم إمدادها بالطاقة الكهروضوئية في مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية، ولدينا استراتيجية وخارطة طريق للهيدروجين الأخضر سيتم تنفيذها على مراحل، انسجاماً مع استراتيجية دبي للطاقة النظيفة 2050 واستراتيجية الحياد الكربوني 2050 لإمارة دبي لتوفير 100% من القدرة الإنتاجية للطاقة من مصادر الطاقة النظيفة بحلول العام 2050.”
المرحلة الرابعة من مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية
في ديسمبر 2023، دشّن صاحب السمو الشيخ محمد بن راشد آل مكتوم، نائب رئيس الدولة رئيس مجلس الوزراء حاكم دبي، رعاه الله، المرحلة الرابعة من مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية، بقدرة 950 ميجاوات. وستوفر هذه المرحلة الطاقة النظيفة لنحو 320 ألف مسكن وستسهم في خفض 1.6 مليون طن من انبعاثات الكربون سنوياً. وتستخدم المرحلة الرابعة من مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية، أكبر مجمع للطاقة الشمسية في موقع واحد على مستوى العالم، ثلاث تقنيات مشتركة لإنتاج الطاقة النظيفة تشمل منظومة عاكسات القطع المكافئ بقدرة إجمالية 600 ميجاوات، وبرج الطاقة الشمسية المركزة بقدرة 100 ميجاوات، بالإضافة إلى ألواح شمسية كهروضوئية بقدرة 250 ميجاوات، باستثمارات تصل إلى 15.78 مليار درهم وفق نظام المنتج المُستقِل للطاقة، فيما يضم المشروع أعلى برج للطاقة الشمسية المركزة في العالم بارتفاع 263.126 متراً، وأكبر سعة تخزينية للطاقة الحرارية بقدرة 5,907 ميجاوات ساعة، وذلك وفق غينيس للأرقام القياسية العالمية.
وتتم عملية تخزين الطاقة الشمسية حرارياً في الملح المذاب (المنصهر) من خلال توظيف المرايا العاكسة لتركيز ضوء الشمس على البرج الشمسي، ثم ضخ الملح المنصهر إلى مولد البخار، حيث يقوم بتسخين الماء ويحوله إلى بخار قادر على تحريك عنفات مولد الكهرباء، ما يسمح بإنتاج الكهرباء على مدار الساعة. والملح المنصهر عبارة عن خليط من اثنين أو ثلاثة أملاح، مثل نترات الصوديوم ونترات البوتاسيوم ونترات الكالسيوم. ويحتوي الملح المنصهر على العديد من الخصائص التي تجعله مثالياً للاستخدام في محطات الطاقة الحرارية الشمسية، مثل درجة غليان مرتفعة ولزوجة منخفضة وانخفاض ضغط التبخر.
المحطة الكهرومائية بتقنية الطاقة المائية المخزنة
تعمل هيئة كهرباء ومياه دبي على تنفيذ محطة كهرومائية بتقنية الطاقة المائية المخزنة في حتا. وستعتمد المحطة في إنتاج الكهرباء على الاستفادة من المياه المخزنة في سد حتا، وسد آخر علوي تم إنشاؤه في المنطقة الجبلية. وخارج ساعات ذروة الاستهلاك، ستقوم توربينات متطورة تعتمد على الطاقة النظيفة بالعمل بطريقة عكسية لضخ المياه من سد حتا إلى السد العلوي وذلك لتخزين الطاقة، وعند الحاجة سيتم تشغيل هذه التوربينات لإنتاج الكهرباء وتزويد شبكة الهيئة بها من خلال الاستفادة من القوة الحركية لاندفاع المياه من السد العلوي إلى سد حتا عبر نفق مائي تحت الأرض يصل طوله إلى 1200 متر، وستصل كفاءة دورة عملية إنتاج وتخزين الكهرباء إلى 78.9% مع استجابة فورية للطلب على الطاقة خلال 90 ثانية. وستصل القدرة الإنتاجية للمحطة إلى 250 ميجاوات بسعة تخزينية 1,500 ميجاوات ساعة وبعمر افتراضي يصل إلى 80 عاماً، وتعد هذه المحطة الأولى من نوعها في منطقة الخليج العربي.
ويجري حالياً تجميع المولدات وإنشاء المباني الخدمية والتشغيلية للمحطة، حيث تم إنجاز مآخذ المياه في السد العلوي وسد حتا، كما تم الانتهاء من إنشاء الجدار الرئيسي للسد العلوي بارتفاع 72 متراً من الخرسانة المضغوطة والبدء بالأعمال التجهيزية لتعبئة السد العلوي، ويجري حالياً ربط النفق المائي البالغ طوله 1,200 متر مع مولدات الطاقة. وتصل استثمارات المشروع إلى مليار و421 مليون درهم. ومن المتوقع الانتهاء من المشروع في الربع الأول من عام 2025.
مشروع الهيدروجين الأخضر
نفذت هيئة كهرباء ومياه دبي مشروعاً تجريبياً لإنتاج الهيدروجين الأخضر في مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية، يعد الأول من نوعه في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا لإنتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام الطاقة الشمسية، وتخزينه ثم إعادة تحويله إلى طاقة كهربائية بالإضافة إلى استخدامات أخرى. ينتج مشروع الهيدروجين الأخضر، الذي نفذته الهيئة بالتعاون مع إكسبو 2020 دبي وسيمنس للطاقة، نحو 400 كيلوغرام من الهيدروجين يومياً، ويمكن لخزان غاز الهيدروجين تخزين ما يصل إلى 12 ساعة من الهيدروجين. وتستخدم المحطة الهيدروجين من خلال محرك يعمل بغاز الهيدروجين لإنتاج نحو 280 كيلووات من الطاقة الكهربائية. وتم تصميم وبناء المحطة لتكون قادرة على استيعاب التطبيقات المستقبلية ومنصات اختبار الاستخدامات المختلفة للهيدروجين.
وبالتعاون مع هيئة كهرباء ومياه دبي، تم افتتاح أول محطة هيدروجين أخضر لمجموعة إينوك ضمن محطة إينوك للخدمة المستقبلية في مدينة إكسبو دبي. وتستخدم المحطة الهيدروجين الأخضر الذي تنتجه الهيئة من المحطة التجريبية في مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية. وستكون المحطة قادرة على تزويد نحو 32 سيارة (سيارات خلايا الوقود) بسرعة شحن تصل إلى 7 دقائق تقريباً. كما يمكن دمج منشأة التوزيع التابعة لهيئة كهرباء ومياه دبي ومجموعة اينوك مع أي حلول رقمية مخصصة لإدارة الأساطيل.
التخزين باستخدام البطاريات
تجري هيئة كهرباء ومياه دبي تجارب على عدد من الأنظمة التجريبية المتقدمة لتخزين الطاقة باستخدام البطاريات. وسجّل مركز البحوث والتطوير التابع للهيئة براءة اختراع جديدة عن طريقة مبتكرة لتحسين عمل الأقطاب في بطاريات الليثيوم – أيون، وبطاريات الصوديوم والكبريت، وبطاريات الأكسدة والاختزال، من خلال معالجة الأقطاب كيميائياً باستخدام البوليمر؛ لزيادة عدد المجموعات الفعالة على سطح الأقطاب، وبالتالي تعزيز عمل الأقطاب وأدائها. وتمتاز هذه الطريقة الصديقة للبيئة بانخفاض تكلفتها ودرجة الحرارة المطلوبة لتطبيقها، وضمان استقرار أداء البطاريات.
وتدعم براءة الاختراع المشروع التجريبي الذي دشنته الهيئة في مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية لتخزين الطاقة باستخدام أنظمة بطاريات الليثيوم –أيون (Li-ion) من شركة تسلا العالمية، بقدرة تخزينية تصل إلى 1.21 ميجاوات وسعة8.61 ميجاوات ساعة، وبعمر افتراضي يصل إلى 10 سنوات، ويعد المشروع التجريبي الثاني الذي أطلقته الهيئة في مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية، حيث أطلقت المشروع الأول بالتعاون مع شركة “أمبلكس الإمارات”، بهدف تركيب واختبار أنظمة بطاريات الصوديوم الكبريتية لتخزين الطاقة (NaS) بقدرة تخزينية تصل إلى 1.2 ميجاوات وسعة 7.5 ميجاوات ساعة، ويعد أول مشروعات تخزين الطاقة على مستوى المؤسسات الخدماتية في المنطقة.