Amy Gunia
لقد قام البشر منذ زمن طويل ببناء هياكل شاهقة لاستعراض قوة الإمبراطوريات والحكام والديانات والشركات. اليوم، تظهر المزيد من المباني العالية أكثر من أي وقت مضى. لكن قد يكون لدى ناطحات السحاب قريبًا غرض جديد، وهو تخزين الطاقة المتجددة.
واحدة من أكبر العقبات أمام شبكة كهرباء تهيمن عليها الطاقة النظيفة، هي عدم استمرارية بعض المصادر المتجددة. أحيانًا تتجمع السحب عندما تكون الطاقة الشمسية مطلوبة، أو يتوقف الرياح عن الهبوب، ولا تستطيع التوربينات توليد الطاقة. وفي أوقات أخرى، تنتج الشمس والرياح كهرباء أكثر مما هو مطلوب.
التخزين أمر حيوي لتحقيق التوازن بين الإنتاج والاستهلاك. ومن المحتمل أن يكون من الضروري الجمع بين تقنيات مختلفة، من أشكال البطاريات المتنوعة إلى طرق تخزين الطاقة الأخرى لزيادة السعة.
هنا تأتي ناطحات السحاب البطارية. في نهاية مايو 2024، أعلنت شركة Skidmore, Owings & Merrill (SOM)، وهي الشركة الهندسة المعمارية التي تقف وراء بعض أطول المباني في العالم، عن شراكة مع شركة تخزين الطاقة Energy Vault لتطوير حلول جديدة لتخزين الطاقة بالثقل.
يتضمن ذلك تصميمًا لناطحة سحاب ستستخدم محركًا يعمل بالطاقة الكهربائية من الشبكة لرفع كتل عملاقة عندما يكون الطلب على الطاقة منخفضًا. وستخزن هذه الكتل الكهرباء على شكل طاقة “كامنة”. وعندما يكون هناك طلب، سيتم خفض الكتل، مما يطلق الطاقة التي سيتم تحويلها إلى كهرباء.
تتخصص شركة SOM في تصميم المباني العالية. من بين مشاريعها البارزة مركز التجارة العالمي One World Trade Center في نيويورك، وبرج Willis المعروف سابقًا باسم برج Sears في شيكاغو، بالإضافة إلى برج خليفة في دبي، الذي يُعتبر أطول ناطحة سحاب في العالم بارتفاع يتجاوز 828 مترًا.
قال بيل بيكر، الشريك الاستشاري في SOM والمهندس الهيكلي لبرج خليفة: “هذه فرصة لاستغلال هذه الخبرة… واستخدامها لتخزين الطاقة، مما يمكننا من التخلص من الوقود الأحفوري”.
يتطلب تحقيق صافي انبعاثات صفرية تخزينًا على مستوى الشبكة
إذا أراد العالم الوصول إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050، فسيحتاج تخزين الطاقة على مستوى الشبكة، أو التكنولوجيا المتصلة بشبكة الكهرباء التي يمكنها تخزين الطاقة وتوزيعها عند الحاجة، إلى زيادة كبيرة، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية.
لا يمكن لبطاريات الليثيوم أيون، التي تحظى بشعبية في المركبات الكهربائية، حل المشكلة بمفردها. لأنه لا يمكنها تخزين الطاقة لفترات طويلة.
قد يكون هذا مناسبًا لنقل الطاقة من أكثر أوقات فترة بعد الظهيرة إشراقًا إلى المساء، عندما يرتفع الطلب، ولكن قد تحتاج الطاقة إلى أن تُخزن لفترة أطول من ذلك.
تستطيع طاقة المياه المخزنة بالضخ، التي تُستخدم بالفعل على نطاق واسع لتخزين الطاقة المتجددة، القيام بذلك. وتتضمن هذه العملية استخدام توربين لضخ الماء من خزان في أرض منخفضة إلى خزان في أرض مرتفعة خلال ساعات الذروة المنخفضة. وعندما يرتفع الطلب، يتم إطلاق الماء ليجري عبر توربين لتوليد الكهرباء. لكن هذا يتطلب تضاريس جبلية ومساحة كبيرة.
برج الهيكل الفائق لشركة SOM وEnergy Vault، الذي يمكن أن يتراوح ارتفاعه بين 300 إلى 1000 متر، سيحتوي على هياكل مجوفة تشبه أعمدة المصاعد لتحريك الكتل، مما يترك مساحة للسكان والمستأجرين التجاريين. وتسعى الشركات أيضًا إلى دمج طاقة المياه المخزنة بالضخ في ناطحات السحاب، باستخدام الماء بدلاً من الكتل.
في النهاية، يمكن تخزين عدة جيجاوات من الطاقة، وهو ما يكفي لتزويد عدة مبانٍ بالطاقة، كما قال روبرت بيكوني، الرئيس التنفيذي لشركة Energy Vault.
وتساءل خبيران في مجال تخزين الطاقة اتصلت بهما شبكة CNN عما إذا كانت اقتصاديات بطارية ناطحة سحاب يمكن أن تنجح، بالنظر إلى المساحة التي يجب استخدامها لتخزين الطاقة والتغييرات الهيكلية التي ستكون ضرورية لدعم الوزن الإضافي.
لكن Energy Vault وSOM واثقتان من أن حلولهما قابلة للتطبيق تجاريًا.
لقد أكملت Energy Vault بالفعل مشروعًا في الصين يُعتبر أول نظام تخزين طاقة جاذبية على نطاق تجاري في العالم، غير مُخزن بالضخ. المبنى الذي يبلغ ارتفاعه 150 مترًا، ولديه سعة تخزين تبلغ 100 ميجاوات ساعة، تم تصميمه خصوصًا لتخزين الطاقة ولا يحتوي على مساحة للمستأجرين.
كلما كان المبنى أطول كان ذلك أفضل؟
ستمكن استخدام الطاقة المتجددة من تعويض البصمة الكربونية للمباني الشاهقة. اليوم، يتحمل قطاع المباني والتشييد مسؤولية حوالي 40% من انبعاثات غازات الدفيئة العالمية.
وتجري جهود لمعالجة ذلك، بدءًا من تجهيز المباني بعزل أفضل إلى البناء بمواد بديلة أقل كثافة كربونية، مثل الخشب.
بعض المباني أصبحت أكثر خضرة. في ميلانو، قام المعماري الإيطالي ستيفانو بويري بإنشاء أبراج مغطاة بالأشجار والشجيرات، وكشف عن تصميم مشابه لأبراج في دبي.
لكن المباني تزداد ارتفاعًا وعددًا أيضًا، جزئيًا لتلبية الطلب الناتج عن التوسع الحضري السريع، الذي دفع الناس إلى المدن، حيث يمكن أن يعني الفضاء المحدود أن أفضل طريقة للبناء هي البناء للأعلى.
بين عامي 1900 و1999، تم بناء 235 مبنى بارتفاع يزيد على 200 متر على مستوى العالم، كما قال دانيال سافاريك، من مجلس المباني الشاهقة والموائل الحضرية. وفي العام الماضي، تم بناء 179 مبنى بهذا الارتفاع أو أكثر.
عندما يتعلق الأمر بهياكل تخزين الطاقة بالجاذبية، فإنها كلما كانت أعلى، كان ذلك أفضل. يمكن أن تعوض الهيكل العلوي الكبير لتخزين الطاقة بالجاذبية الكربون المتجسد فيه، من البناء والمواد، خلال فترة تتراوح بين عامين إلى أربعة أعوام.
قال بيكوني: “إذا كنت ترتفع في هيكل علوي على أي حال، فنحن فقط نستفيد من ذلك”.
ويقول بيكوني إن SOM وEnergy Vault تبحثان الآن عن شركاء تطوير لتحويل تصميماتهما إلى واقع. وستساعد مصداقية SOM في مجال المباني الشاهقة في “معالجة تحدي بناء الأول منها”.
المصدر: CNN Style
