سوق محطات تخزين المياه التي تعمل بالمضخات المائية

نظرة عامة على السوق

من المتوقع أن يسجل حجم سوق محطات تخزين الطاقة الهيدروليكية العالمية معدل نمو سنوي مركب يبلغ حوالي 5.2٪ خلال الفترة المتوقعة.

من خلال بيع الكهرباء بسعر مميز خلال فترات الطلب المرتفع، يتمكن المشاركون في سوق مرافق تخزين الطاقة الكهرومائية من موازنة الطلب على مصادر الطاقة التقليدية وتعظيم أرباحهم. ونظرًا للنمو السكاني العالمي والإمدادات المحدودة من مصادر الطاقة غير المتجددة، يجب توفير الطاقة واستخدامها بحكمة. تستخدم صناعة الطاقة مرافق تخزين الطاقة الكهرومائية للتحكم في الطلب وتقليل الارتفاعات المفاجئة. تنقل المضخة في هذه الأماكن الماء في شكل طاقة مائية من خزان أدنى إلى خزان أعلى. ونتيجة لذلك، يمكن إنتاج الطاقة حسب الحاجة وتخزينها لفترات الطلب المنخفض.

لقد تم الحد من الزيادة أولاً من خلال انخفاض الطلب على الفحم والكهرباء على نطاق عالمي، ثم على النفط والغاز. لقد أدت عمليات الإغلاق الطويلة الأمد إلى زيادة الضغوط على الوقود الأحفوري، الذي كان بالفعل تحت ضغط من انخفاض الأسعار الناجم عن الفائض وأجبر الناس على العمل والدراسة من المنزل واستهلاك أقل للنقل البري أو الجوي. لقد فقد العديد من الناس أصولهم ومنازلهم وأعمالهم وأرباحهم. كان التأثير الرئيسي للتفشي هو الاعتماد المتزايد على المنصات الرقمية. يتأثر استهلاك الوقود والكهرباء والتلوث بهذا. يزعم البعض أن هذه التأثيرات المباشرة على استخدام الطاقة والنقل والبيئة لن تدوم، بينما يزعم آخرون أنها ستكون المحفز للانتقال العالمي إلى اقتصاد منخفض الكربون ومنخفض الاتصال.

ديناميكيات السوق

محركات السوق

تعمل مرافق تخزين الطاقة الكهرومائية على تقليل اختلالات النظام، وتوفير الطاقة السريعة، وتنظيم التردد من أجل الحفاظ على استقرار الشبكة وموثوقية إمدادات الطاقة. كما أنها توفر الأمن في مجال الطاقة من خلال ضمان إمداد ثابت بالطاقة خلال فترات الطلب المرتفع أو حالات الطوارئ.

قيود السوق

في الحالات التي يكون فيها فرق الارتفاع بين الخزان العلوي والخزان السفلي كبيراً، فلابد من إنشاء مرافق تخزين تعمل بمضخات مائية. وتحد صعوبة تحديد المواقع التي تتوافق مع هذه المتطلبات من انتشار مثل هذه المرافق على نطاق واسع.

فرص السوق

التكامل مع مشاريع الطاقة المتجددة - نظراً للزيادة في عدد محطات الرياح والطاقة الشمسية، فإن تجميع مرافق تخزين الطاقة الكهرومائية معاً يشكل بديلاً. ويمكن إضافة المزيد من الطاقة المتجددة بفضل هذا التكامل، الذي يعزز أيضاً استقرار الشبكة ويحقق الاستفادة القصوى من شبكة النقل.

نطاق السوق

التحليل القطاعي

التجزئة حسب النوع

• نظام الحلقة المفتوحة

في أنظمة تخزين الطاقة الكهرومائية المغلقة، يتم ربط خزانين منفصلين يقعان على ارتفاعات مختلفة بواسطة نظام قناة أو نفق مغلق. يتم دفع المياه إلى الأعلى بواسطة التوربينات من الخزان السفلي عندما يكون هناك طلب كبير على الكهرباء خلال ساعات الذروة. تُستخدم تقنية الحلقة المغلقة في الغالبية العظمى من أنظمة تخزين الطاقة الكهرومائية.

• نظام الحلقة المغلقة

يتم ربط الخزانات العلوية والسفلية لتكوين خزان واحد في أنظمة تخزين تعمل بمضخات مائية مفتوحة الحلقة. يتم تصريف المياه إلى البيئة أو إلى مسطح مائي قريب خلال أوقات الذروة، وفي أوقات الذروة، يتم ضخها مرة أخرى إلى نفس الخزان. أصبحت أنظمة الحلقة المفتوحة أقل شيوعًا في الوقت الحاضر بسبب المخاطر البيئية المحتملة.

التجزئة حسب التطبيق

• تثبيت الشبكة وإدارة الأحمال القصوى

تعتبر مرافق تخزين الطاقة الكهرومائية ضرورية للحفاظ على استقرار الشبكة لأنها تنظم التردد وتوفر الطاقة السريعة الاستجابة. وهي تساهم في الحفاظ على موثوقية الشبكة من خلال موازنة الاختلافات في العرض والطلب، وإدارة اختلالات الشبكة، وتوفير القدرة الاحتياطية أثناء حالات الطوارئ أو الأزمات.

• تكامل الطاقة المتجددة

من التطبيقات الأساسية لأنظمة تخزين الطاقة الكهرومائية دمج مصادر الطاقة المتجددة. فهي تتغلب على الطبيعة المتقطعة لمصادر الطاقة المتجددة من خلال تخزين الطاقة الزائدة خلال فترات الإنتاج المرتفع وإطلاقها عندما يتجاوز الطلب العرض. وقد يمكّن هذا النظام من امتصاص الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشكل أكثر فعالية.

• احتياطي الطاقة في حالات الطوارئ

إن مرافق تخزين الطاقة التي تعمل بالمضخات المائية تعمل على تحويل الحمل بشكل كبير من خلال تخزين الطاقة الإضافية خلال فترات الطلب المنخفض، مثل الليل، وإطلاقها خلال فترات الطلب المرتفع. وإذا كان مزودو المرافق قادرين على تلبية احتياجات الطاقة المرتفعة دون الحاجة إلى زيادة قدرتهم على توليد الطاقة، فسوف يكون هناك حاجة أقل لمحطات الوقود الأحفوري في أوقات الذروة.

• الخدمات المساعدة

إن دعم الطاقة التفاعلية، والتحكم في الجهد، وتنظيم الترددات هي بعض الخدمات الإضافية التي قد توفرها مرافق تخزين الطاقة الكهرومائية للشبكة. إن هذه الخدمات تعمل على تحسين موثوقية الشبكة، وموثوقية الإمداد بشكل عام، وجودة الطاقة.

التحليل الإقليمي

يتم تقسيم السوق العالمية لمحطات تخزين الطاقة الهيدروليكية حسب المنطقة مثل أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا والمحيط الهادئ وأمريكا اللاتينية والشرق الأوسط وأفريقيا.

أمريكا الشمالية

في أمريكا الشمالية، تتزايد الحاجة إلى تخزين الطاقة الكهرومائية . وتقع الغالبية العظمى من المرافق النشطة وأكبر السعة المركبة في الولايات المتحدة. إن الحاجة إلى شبكات يمكن الاعتماد عليها، واستخدام الطاقة المتجددة، وتحديث البنية الأساسية القائمة هي ما يدفع توسع السوق في أمريكا الشمالية. كانت لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية (FERC) في الولايات المتحدة تشجع بقوة إنشاء مشاريع جديدة وتنظر في إمكانيات تحديث مرافق الطاقة الكهرومائية الحالية.

أوروبا

إن سوق مرافق تخزين الطاقة الكهرومائية كبير في الاتحاد الأوروبي. تاريخياً، كانت سويسرا وألمانيا والنمسا وإيطاليا من بين الدول التي استخدمت التخزين بالضخ. وقد أدى تركيز المنطقة على استقرار الشبكة وتخزين الطاقة واستخدام مصادر الطاقة المتجددة إلى نجاح هذا القطاع. وتوفر برامج مثل حزمة الطاقة النظيفة للاتحاد الأوروبي والعديد من التشريعات الحكومية التي تدعم مصادر الطاقة المتجددة فرصاً أخرى لتطوير السوق في أوروبا.

آسيا والمحيط الهادئ

إن قطاع مرافق تخزين الطاقة الكهرومائية يتوسع بسرعة في هذا المجال. وقد قامت الصين، أكبر سوق في المنطقة، باستثمارات مالية ضخمة في مشاريع صعبة لمساعدتها على تحقيق أهدافها في مجال الطاقة المتجددة وتعزيز البنية الأساسية للشبكة. كما تتمتع أستراليا واليابان وكوريا الجنوبية بآفاق تنمية قوية للغاية. وتعمل هذه الدول على زيادة توليد الطاقة المتجددة مع الاعتراف بمتطلبات تخزين الطاقة لتحقيق التكامل والاستقرار في النظام.

اللاعبون الرئيسيون

1. ألستوم
2. أول هيدرو
3. إكسيلون
4. فويث
5. جيه باور

التطورات الأخيرة

سيعقد مؤتمر عالمي هذا الأسبوع لتطوير التوصيات السياسية وتبادل المعرفة بشأن التعديلات التقنية والاقتصادية اللازمة لإزالة العقبات التي تعترض مشاريع تخزين الطاقة الكهرومائية طويلة الأجل، والتي يشار إليها أيضًا باسم "بطاريات المياه العالمية".

إن إحياء تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ في الهند أمر معروف لدى بقية العالم. وعندما يتعلق الأمر بتخزين الطاقة، كانت البطاريات (تقريباً) موضوعاً للنقاش حصرياً على مدى السنوات العشر الماضية. ولا تزال تكلفتها أقل كثيراً مما توقعه "الخبراء". وهذا يشكل دليلاً على نجاح تقنية التصنيع المركزية واسعة النطاق واستراتيجيات تحفيز السوق التي تستخدمها الشركات في شرق آسيا.