بطاريات جليد لتبريد المباني في أمريكا.. توفر الكهرباء وتدعم المناخ

تلجأ الآن آلاف المباني في مختلف أنحاء الولايات المتحدة للتبريد بمساعدة بطاريات متطورة مصنوعة من واحدة من أبسط المواد في العالم، وهو الجليد.

وبحسب واشنطن بوست، عندما ترتفع تكاليف الطاقة، يقوم مديرو المباني بإيقاف تشغيل مبرداتهم باهظة الثمن واستخدام مكعبات الجليد للحفاظ على الأشياء باردة.

ويستخدم المبنى النموذجي حوالي خمس كهربائه للتبريد، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية.

ومن خلال تحويل استخدام الطاقة إلى أوقات أرخص من اليوم، يمكن للمباني الأكبر حجمًا توفير مئات الآلاف من الدولارات سنويًا على فواتير الكهرباء الخاصة بها، كما يمكنهم تجنب استخدام الكهرباء من محطات الوقود الأحفوري الأكثر تلويثا.

• قارة البطاريات.. هل تتحول أوروبا إلى مصنع تجميع صيني؟
  

وفي الأماكن التي يكون فيها الطقس حارًا وتتأرجح أسعار الطاقة على نطاق واسع طوال اليوم - على سبيل المثال، تكساس وجنوب كاليفورنيا ومعظم جنوب غرب أمريكا - يمكن للمباني خفض فواتير الكهرباء وانبعاثات الكربون بما يصل إلى الثلث، كما يقول الخبراء.

وقالت نيرا جين، الأستاذة المساعدة في الهندسة الميكانيكية بجامعة بيردو، "هذا ضخم ويستحق القيام به تمامًا عندما تفكر في عدد المباني الموجودة التي تحتاج إلى تبريد".

وحتى الآن، كانت البطاريات الجليدية مقتصرة في الغالب على المباني التجارية الكبيرة ذات أنظمة التبريد المركزية والتي تحتوي على مساحة تخزين إضافية لحاوية عملاقة من الجليد.

ولكن التصميمات الجديدة قد تجعل البطاريات متاحة في المباني الأصغر وحتى المنازل.

إحياء تقنية تبريد قديمة

وتمثل بطاريات الثلج عودة لأحد أقدم أشكال تكييف الهواء والتبريد في تاريخ البشرية.

لقد كان الناس يصنعون أو يحصدون الثلج ويخزنونه لتبريد الطعام والمشروبات والمباني لآلاف السنين.

وحولت السفن السريعة تجارة الثلج إلى صناعة عالمية في القرن التاسع عشر، عندما أصبح الثلج من البحيرات المتجمدة في أمريكا ثاني أكبر صادرات الولايات المتحدة بعد القطن.

ولكن على مدار القرن الماضي، أفسحت مخزونات الثلج المجال لمكيفات الهواء والثلاجات الميكانيكية، والتي تستخدم عُشر كهرباء العالم.

وتحتوي معظم المباني الكبيرة الآن على مبردات، وآلات تستهلك الطاقة لتبريد الماء ثم تضخه في جميع أنحاء المبنى لخفض درجة الحرارة.

وتأخذ بطاريات الثلج بعضًا من قوة التبريد هذه وتحفظها للاستخدام لاحقًا، وعندما تكون الطاقة رخيصة، تصنع البطارية الثلج، بنفس الطريقة التي تقوم بها نسخة عملاقة من آلة صنع الثلج.

وعندما ترتفع أسعار الكهرباء، يوقف المبنى مبرداته ويستخدم بدلاً من ذلك الثلج لتبريد المياه التي تدور عبر المبنى.

وتعمل البطاريات على تغيير أوقات استخدام المباني للطاقة، مما يساعدها على توفير المال وتخفيف العبء على شبكة الطاقة.

وعندما يقوم كل مبنى بتشغيل مكيف الهواء في نفس اللحظة في يوم حار، غالبًا ما تقوم شركات الطاقة بتشغيل مولدات احتياطية، تُعرف باسم محطات الذروة، والتي تكون باهظة الثمن ومسببة للتلوث بشكل عام.

وإذا تجنبت المرافق استخدام محطات الطاقة التي تعمل عند ذروة الاستهلاك، فسوف تتسبب في تلوث أقل وتوفر المال.

وفي العام الماضي، أبرمت وزارة الطاقة الأمريكية صفقة قرض مبدئية بقيمة 306 ملايين دولار مع شركة نوسترومو إنيرجي لصناعة البطاريات الثلجية لتثبيت أنظمتها في 193 مبنى في كاليفورنيا لجعل الطاقة أرخص وأنظف مع خفض مخاطر انقطاع التيار الكهربائي في الولاية.

وقال الرئيس التنفيذي لشركة نوسترومو إنيرجي، يوروم أشيري، "إذا تمكنا من توفير التكاليف للمرافق، فهذا يعني أن أسعار المستهلك ستنخفض وسنجعل الطاقة أكثر تكلفة".

والآن، مصير مشروع نوسترومو إنيرجي غير مؤكد بعد أن جمدت إدارة ترامب جميع قروض وزارة الطاقة تقريبًا.

• البطاريات العضوية.. ثورة بيئية في تخزين الطاقة بإمضاء «جولت» الهولندية
  

العصر الجليدي للبطاريات

وحتى الآن، كانت البطاريات الجليدية مقتصرة في الغالب على أبراج المكاتب والمستشفيات والفنادق وغيرها من المباني الكبيرة ذات التكييف المركزي لأن البطاريات نفسها ضخمة.

ويتضمن أحد الأنظمة التي تم بناؤها في قبو برج مصرفي في مدينة نيويورك 100 خزان، كل منها بحجم موقف سيارات، والتي تنتج مجتمعة ما يعادل 3 ملايين مشروب مارغريتا من الثلج كل ليلة، وفقًا لهولي بايبر، رئيس قسم التدفئة والتهوية وتكييف الهواء التجاري في الأمريكتين في شركة Trane Technologies، وهي الشركة التي قامت بتثبيت بطاريات الجليد في 4000 مبنى في 60 دولة.

ولكن هذا بدأ يتغير، حيث صممت شركة Nostromo Energy بطارياتها الثلجية النحيفة "Ice Brick" لتناسب المساحات الضيقة.

وقامت شركة Ice Energy التي يقع مقرها في كاليفورنيا بتثبيت الآلاف من بطاريات Ice Bear الثلجية في متاجر مكونة من طابق واحد وتخطط لبدء تقديم نسخة أصغر، يطلق عليها Ice Cub، لأصحاب المنازل في وقت لاحق من هذا العام.

ويقول الخبراء إنه أينما أمكنهم التسلل إلى السوق، يمكن أن تكون بطاريات الجليد خيارًا أرخص وأطول عمرًا من بطاريات الليثيوم أيون التي تعمل على تشغيل الهواتف والسيارات وبعض المباني لأن مكونها الرئيسي هو الماء.

وقد تتحلل المواد الكيميائية باهظة الثمن في خلية الليثيوم أيون بعد 10 سنوات، لكن الماء لا يبلى أبدًا.

وتزعم شركات بطاريات الجليد أن تكلفة منتجاتها تبلغ حوالي نصف تكلفة خلايا الليثيوم أيون على مدار عمرها الطويل، في حين أن الجانب السلبي منها هو أن بطاريات الجليد تعمل للتبريد فقط، في حين لا تخزن الطاقة لأي شيء آخر يستخدم الكهرباء في المبنى.