دوشنبه 24 آذر 1404
Search
مقایسه استراتژی‌ها و فناوری‌های پیشرو در آمریکا، هند، اتحادیه اروپا، استرالیا و چین

بررسی چشم‌انداز کشورهای مختلف در حوزه ذخیره سازی انرژی

در این مقاله به بررسی چشم انداز کشورهای مختلف در حوزه ذخیره سازی انرژی پرداخته، اهداف هرکشور و فناوری های مدنظر آن ها را مورد بررسی قرار می دهیم. مراجع مورد استفاده در این مقاله، اسناد بالادستی چشم انداز هریک از کشورهای زیر می باشد.

فناوری های مختلف ذخیره سازی انرژی را می توان مطابق شکل 1 تقسیم بندی کرد. هریک از این فناوری ها از نظر تجاری سازی در موقعیت مختلفی قرار دارند. وضعیت پیشرفت هرکدام از آنها در شکل 2 امده است.

شکل یک: انواع فناوری های ذخیره سازی انرژی
شکل دو: وضعیت تجاری سازی فناوری های مختلف ذخیره سازی انرژی[1]

بنا بر گزارش آژانس بین المللی انرژی، در چشم انداز 2030 استفاده از باتری در سمت تولید بیشترین رشد را در آینده نزدیک خواهد داشت[2]. هم اکنون تحقیقات گسترده ای برای کاهش هزینه های انواع فناوری های ذخیره سازی در دنیا در حال انجام است. طبق گزارش اردمیر و دینسر، تعداد مقالات علمی منتشره در سالهای اخیر با موضوع ذخیره سازی انرژی به صورت زیر است که نشان از افزایش تمرکز پژوهشگران بر مسئله ذخیره سازی انرژی دارد[3].

شکل سه: تعداد مقالات عملی منتشرشده در بحث ذخیره سازی انرژی[3]

آمریکا

آغاز توجه دولت آمریکا به موضوع ذخیره سازی انرژی به سال 2017 باز می گردد جایی که دولت وقت طی چهارسال (2017 الی 2020) بیش از 7/1 میلیارد دلار صرف تحقیق و توسعه فناوری های مختلف ذخیره سازی انرژی کرد. در سال 2020، وزارت انرژی آمریکا با انتشار سند چشم انداز توسعه ذخیره سازی انرژی مسیر مشخص‌تری برای این فعالیت‌ها ترسیم کرد و هم‌زمان چالش ذخیره‌سازی انرژی را راه‌اندازی نمود. ابتکاری که بر اساس آن هر ساله بودجه معینی برای تسریع توسعه، تجاری‌سازی و احداث سامانه‌های ذخیره‌ساز انرژی تخصیص می‌یابد[4]. در ابتدا قرار بود این سند هر چهار سال یک‌بار به‌روزرسانی شود، اما با تغییر دولت، پیش‌نویس نسخه ۲۰۲۴ از دسترس خارج شده است.  

در کنار این موارد، دو گزارش دیگر نیز برای درک وضعیت ذخیره‌سازی انرژی در آمریکا و چشم‌انداز آینده اهمیت ویژه‌ای دارند. نخست، گزارش مرور وضعیت ذخیره‌سازی انرژی در صنعت که توسط پژوهشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر آمریکا (NREL) تهیه شده است[1] سند چشم‌انداز ده‌ساله وزارت انرژی درباره هزینه‌های توسعه سامانه‌های ذخیره‌سازی بلندمدت (بیش از یک ماه)[5].

گزارش نخست بیان می‌کند که ذخیره‌سازهای حرارتی در فرایندهای صنعتی مبتنی بر گرمایش یا وابسته به اختلاف دما کاربرد دارند؛ باتری‌ها برای تأمین انرژی درایوها، رله‌ها، سوئیچ‌ها و سایر تجهیزات کنترلی مناسب‌اند؛ و ذخیره‌سازهای هوای فشرده برای فرایندهای صنعتی بزرگ‌مقیاس می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. گزارش دوم نیز به نوآوری‌های موردنیاز برای کاهش هزینه هر فناوری ذخیره‌سازی می‌پردازد و برآورد می‌کند که در صورت تحقق اهداف تعیین‌شده، پمپ-آبی و هوای فشرده که در حال حاضر ارزانترین روش های ذخیره انرژی هستند، در افق ۲۰۳۰ نیز مقرون به صرفه ترین فناوری ذخیره انرژی خواهند بود.

در نشست هم‌اندیشی بررسی ظرفیت‌های توسعه ذخیره‌سازی انرژی مطرح شد:

الزام نصب سیستم‌های ذخیره‌ساز در نیروگاه‌های تجدیدپذیر نیازمند بازنگری اقتصادی است

هند

بر اساس سند چشم‌انداز پنج‌ساله هند که در سال ۲۰۲۲ تدوین شده است، در فصل سیزدهم این سند به‌طور ویژه به موضوع ذخیره‌سازی انرژی پرداخته شده است[6]. توجه به ذخیره‌سازی انرژی در این برنامه ناشی از دو عامل اصلی است: افزایش سهم منابع تجدیدپذیر و افزایش پیک مصرف برق در سال های پیش رو.

در این سند، نیاز شبکه برق هند به ذخیره‌سازی انرژی در سال ۲۰۲۷ معادل ۸۲.۳۷ گیگاوات‌ساعت برآورد شده است و دو فناوری پمپ-آبی و باتری به‌عنوان محورهای اصلی توسعه ظرفیت ذخیره‌سازی کشور معرفی شده‌اند.

دولت هند علاوه بر الزام شرکت‌های توزیع برق، مشترکان بزرگ صنعتی و تجاری و همچنین تولیدکنندگان پراکنده انرژی به خرید درصد معینی از برق تجدیدپذیر (مشابه دستورالعمل دولت ایران برای دستگاه‌های دولتی)، این گروه‌ها را موظف به نصب سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی نیز کرده است. در سال ۲۰۲۴ این نسبت برابر با ۱ درصد بوده و طبق برنامه، با افزایش سالانه 5/0درصد، در سال ۲۰۳۰ به ۴ درصد خواهد رسید.

گزارش تحلیلی به قلم دکتر مهرداد پورصادق و احمد فائزی؛

سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی و کاربردهای آن در شبکه‌های هوشمند

اتحادیه اروپا

انجمن اروپایی ذخیره‌سازی انرژی که در سال ۲۰۱۱ در بروکسل تأسیس شده است، نقش محوری در برنامه‌ریزی و هدایت سیاست‌های توسعه ذخیره‌سازی انرژی در اتحادیه اروپا بر عهده دارد. این انجمن در گزارش خود، نیاز کشورهای عضو اتحادیه اروپا به ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی در سال ۲۰۳۰ را حدود ۲۲۷ گیگاوات برآورد می‌کند[7]. بر اساس این گزارش، توزیع فناوری‌های مورد نیاز به این صورت است:

  • باتری‌ها: ۶۷ گیگاوات
  • پمپ–آبی: ۶۵ گیگاوات
  • ذخیره‌سازهای حرارتی و هوای فشرده: ۵۵ گیگاوات
  • ذخیره‌سازی هیدروژن به‌عنوان سوخت جایگزین: ۴۰ گیگاوات

استرالیا

نهاد مدیریت بازار انرژی استرالیا (AEMO) در گزارش خود، سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی را به سه دسته کوتاه‌مدت، میان‌مدت و بلندمدت تقسیم‌بندی کرده است[8]. بر اساس این گزارش، نیاز شبکه برق استرالیا تا افق ۲۰۳۰ حدود ۱۷.۹ گیگاوات ظرفیت ذخیره‌سازی برآورد شده است که از این مقدار، ۱۰.۷ گیگاوات در بخش کوتاه‌مدت، ۴.۸ گیگاوات در بخش میان‌مدت و باقی‌مانده در بخش بلندمدت مورد نیاز خواهد بود

در بخش کوتاه‌مدت، باتری‌ها به‌عنوان فناوری غالب پیش‌بینی شده‌اند. در مقابل، در بخش میان‌مدت (چند روز) و بلندمدت (بیش از یک ماه)، مجموعه‌ای از فناوری‌ها شامل پمپ–آبی، ذخیره‌سازی هوای فشرده، باتری‌های جریانی، ذخیره‌سازهای گرانشی و نیروگاه‌های خورشیدی حرارتی متمرکز (CSP) به‌عنوان گزینه‌های مناسب مطرح شده‌اند.

چین

بر اساس بند 46 برنامه چشم انداز پنج ساله 15 ام چین[9]، توسعه و احداث سامانه های ذخیره سازی انرژی از جمله پمپ-آبی و سایر انواع ذخیره سازی در اولویت قرار گرفته است. همچنین در برنامه توسعه چهاردهم که در سال 2025 به پایان می رسد بر گسترش ذخیره سازهای هوای فشرده و چرخ لنگر تاکید شده و توسعه فناوری های ذخیره سازی انرژی در کنار فناوری های پیشرفته ای مانند هوش مصنوعی و بیوتکنولوژی طبقه بندی شده است[10].

چشم‌انداز جهانی ذخیره سازی انرژی | مقایسه کشورهای پیشرو

چشم‌انداز جهانی ذخیره سازی انرژی

مقایسه استراتژی‌ها و فناوری‌های پیشرو در کشورهای منتخب

🇺🇸

آمریکا

سیستم ذخیره‌سازی انرژی آمریکا

آغاز توجه دولت آمریکا به موضوع ذخیره سازی انرژی به سال ۲۰۱۷ بازمی‌گردد، جایی که در چهارسال (۲۰۱۷ الی ۲۰۲۰) بیش از ۱.۷ میلیارد دلار صرف تحقیق و توسعه فناوری‌های مختلف شد.

۲۰۲۰
انتشار سند چشم‌انداز توسعه ذخیره سازی انرژی توسط وزارت انرژی آمریکا
۲۰۳۰
پیش‌بینی مقرون‌به‌صرفه بودن فناوری‌های پمپ-آبی و هوای فشرده

فناوری‌های کلیدی: ذخیره‌سازهای حرارتی برای فرآیندهای صنعتی، باتری‌ها برای تجهیزات کنترلی، هوای فشرده برای صنایع بزرگ‌مقیاس

🇮🇳

هند

نیروگاه پمپ-آبی هند

بر اساس سند چشم‌انداز پنج‌ساله هند (۲۰۲۲)، در فصل سیزدهم به‌طور ویژه به موضوع ذخیره‌سازی انرژی پرداخته شده است. دو عامل افزایش سهم منابع تجدیدپذیر و افزایش پیک مصرف برق محرک اصلی این توجه هستند.

نیاز ۲۰۲۷: ۸۲.۳۷ گیگاوات‌ساعت

فناوری‌های اصلی: پمپ-آبی و باتری

۲۰۲۴
الزام نصب سیستم‌های ذخیره‌سازی: ۱ درصد
۲۰۳۰
هدف نهایی: ۴ درصد رشد سالانه ۰.۵ درصد
🇪🇺

اتحادیه اروپا

شبکه برق اروپا

انجمن اروپایی ذخیره‌سازی انرژی که در سال ۲۰۱۱ در بروکسل تأسیس شده، نقش محوری در برنامه‌ریزی و هدایت سیاست‌های توسعه ذخیره‌سازی انرژی در اتحادیه اروپا بر عهده دارد.

نیاز ۲۰۳۰: ۲۲۷ گیگاوات ظرفیت ذخیره‌سازی

باتری‌ها
۶۷ گیگاوات
پمپ–آبی
۶۵ گیگاوات
حرارتی و هوای فشرده
۵۵ گیگاوات
هیدروژن
۴۰ گیگاوات
🇦🇺

استرالیا

سیستم‌های ذخیره‌سازی استرالیا

نهاد مدیریت بازار انرژی استرالیا (AEMO) سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی را به سه دسته کوتاه‌مدت، میان‌مدت و بلندمدت تقسیم‌بندی کرده است.

نیاز تا ۲۰۳۰: ۱۷.۹ گیگاوات

کوتاه‌مدت (۱۰.۷ GW): باتری‌ها

میان‌مدت (۴.۸ GW): پمپ–آبی، هوای فشرده، باتری‌های جریانی

در بخش بلندمدت، فناوری‌های گرانشی و نیروگاه‌های خورشیدی حرارتی متمرکز (CSP) به‌عنوان گزینه‌های مناسب مطرح هستند.

🇨🇳

چین

فناوری‌های ذخیره‌سازی چین

بر اساس بند ۴۶ برنامه چشم انداز پنج ساله ۱۵ ام چین، توسعه و احداث سامانه‌های ذخیره سازی انرژی از جمله پمپ-آبی و سایر انواع ذخیره سازی در اولویت قرار گرفته است.

برنامه چهاردهم
تأکید بر توسعه ذخیره‌سازهای هوای فشرده و چرخ لنگر تا ۲۰۲۵
فناوری‌های پیشرفته
ادغام ذخیره‌سازی انرژی با هوش مصنوعی و بیوتکنولوژی

اولویت اصلی: پمپ-آبی و فناوری‌های نوین ذخیره‌سازی

مراجع

[1]E. Hurst et al., “Industrial Energy Storage Review,” National Renewable Energy Laboratory (NREL), Golden, CO (United States), 2024. Accessed: Nov. 24, 2025. [Online]. Available: https://www.osti.gov/biblio/2473658

[2]“Global installed energy storage capacity by scenario, 2023 and 2030,” International Energy Agency (IEA), Paris, 2024. [Online]. Available: https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/global-installed-energy-storage-capacity-by-scenario-2023-and-2030

[3]D. Erdemir and I. Dincer, “Historical dimensions and directions on energy storage: unique perspectives,” J. Energy Storage, vol. 128, p. 117199, 2025.

[4].“Energy Storage Grand Challenge Roadmap,” U.S. Department of Energy, Dec. 2020.

[5] “Achieving the Promise of Low-Cost Long Duration Energy Storage,” US Department of Energy, Aug. 2024. [Online]. Available: https://www.energy.gov/sites/default/files/2024-08/Achieving%20the%20Promise%20of%20Low-Cost%20Long%20Duration%20Energy%20Storage_FINAL_08052024.pdf.

[6] “National Electricity Plan (Volume I) Generation,” India Ministry of Power, May 2023.

[7] “Energy Storage Targets 2030 and 2050,” European Association for the Storage of Energy (EASE). [Online]. Available: energystorageeurope.eu/wp-content/uploads/2022/06/Energy-Storage-Targets-2030-and-2050-Full-Report.pdf

[8] “2024 Integrated System Plan (ISP),” Australian Energy Market Operator (AEMO), 2024. [Online]. Available: https://www.aemo.com.au/-/media/files/major-publications/isp/2024/2024-integrated-system-plan-isp.pdf

[9] “Proposal of the Central Committee of the Communist Party of China on the formulation of the 15th Five-Year Plan for National Economic and Social Development.” [Online]. Available: http://politics.people.com.cn/n1/2025/1028/c1001-40591520.html

[10] “Outline of the People’s Republic of China 14th Five-Year Plan for National Economic and Social Development and Long-Range Objectives for 2035.” [Online]. Available: http://www.gov.cn/xinwen/2021-03/13/content_5592681.htm

آنچه در ادامه می‌خوانید...