يقول العلماء: لدينا نصف التكنولوجيا التي نحتاجها لإزالة الكربون

تمتلك الولايات المتحدة نصف التكنولوجيا التي تحتاجها لإزالة الكربون من قطاعي الطاقة والنقل بحلول عام 2050 ، وفقًا لعالم كبير في مختبر أرجون الوطني.

قال جورج كرابتري ، قائد جهود المختبرات الوطنية لتطوير بطاريات الجيل التالي للنقل والشبكة: "لدينا حوالي نصف التكنولوجيا التجارية التي نحتاجها لإزالة الكربون".

عندما يتعلق الأمر بالشبكةقال ، "لدينا ألواح شمسية ، لدينا توربينات هوائية ، ولدينا بطاريات تخزين على شكل بطاريات ليثيوم أيون ، ويمكننا نشر هذه الأشياء لتنظيف الشبكة".

لكن ليس لدينا تقنية تجارية للنصف الآخر ، والذي يعتبر ، بالنسبة للشبكة ، تخزينًا طويل الأمد. لذلك هناك العديد من الأيام المتتالية الملبدة بالغيوم أو الهدوء ، ما يصل إلى 10 أيام متتالية تاريخياً. ويمكن لبطارية الليثيوم أيون التفريغ بكامل طاقتها لمدة أربع ساعات. لذلك نحن بعيدون عن تحقيق هذا الهدف. نحن بحاجة إلى الجيل القادم ".

قال كرابتري إن سحابة عابرة قد تقلل من توليد الطاقة الشمسية بنسبة 70 في المائة.

"هذا شيء عليك أن تعوضه ، وتحتاج إلى القيام به على الفور. بطارية ليثيوم أيون مثالية لذلك ".

ولكن عندما لا تمر السحابة - عندما تبقى فوق موقع لأيام - فإن بطاريات الليثيوم أيون التي يتم تفريغها في غضون أربع ساعات لا يمكن أن تعوض الخسارة.

قال كرابتري في الآونة الأخيرة: "عندما يتعلق الأمر بالتخزين على المدى الطويل ، حتى 10 أيام متتالية ، فإننا في مأزق" أرجون أوتلود محاضرة. "وهذا هو المكان الذي نحتاج فيه إلى بطارية الجيل التالي ، والتي يجب أن تكون ، بالمناسبة ، أرخص بكثير من أيونات الليثيوم لأنها لا تستخدم كثيرًا."

كرابتري قام بتوجيه المركز المشترك لأبحاث تخزين الطاقة (JCESR) ، ومقره في Argonne ، منذ عام 2012. بطارية واحدة طورتها استغرقت هدف العشرة أيام ، وعلى الرغم من أنها لم تصل إلى هذا الحد ، فقد نسج للتسويق.

عندما يتعلق الأمر بالنقلقال ، "لدينا مركبات كهربائية ، من شأنها أن تكون سيارات ركاب ، والمعروفة باسم مركبات الخدمة الخفيفة". "عندما يتعلق الأمر بالسيارات ، يمكننا الاهتمام بسيارات الركاب ، والنقل الخفيف ، ولكن ليس بالسكك الحديدية ، وليس شاحنات المسافات الطويلة ، وليس الشحن البحري وليس الطيران. لذلك ، بالنسبة لهذه الأشياء ، تحتاج عادةً إلى ضعفين أو ثلاثة أضعاف كثافة طاقة البطارية ".

قال كرابتري إن سيارات الركاب تنبعث منها حوالي 50 بالمائة من الغازات المسببة للاحتباس الحراري من وسائل النقل ، ويمكن لأيون الليثيوم التعامل مع هذه الغازات.

"النقل بالشاحنات والسكك الحديدية والشحن والطيران لمسافات طويلة ، هذه هي نسبة الخمسين في المائة الأخرى" ، وتلك الاستخدامات تمثل تحديات أكبر. تحتاج المركبات الأكبر والأثقل بكثير إلى بطاريات ذات كثافة طاقة أكبر بكثير.

ستكون الخطوة الأولى الأكثر احتمالاً هي ملف اختلاف الحالة الصلبة على بطارية ليثيوم أيون.

"إذا حصلنا على بطارية ليثيوم أيون صلبة ، وهو أمر يمكن أن يحدث على الأرجح في السنوات الخمس المقبلة - قد أكون متفائلًا بعض الشيء - فسوف ترفع كثافة الطاقة للمركبات الخفيفة. وهذا يشمل أشياء مثل شاحنات التوصيل وحتى في بعض الحالات ، تحتاج الحافلات الحضرية إلى كثافة طاقة أكبر قليلاً. ولكن بعد ذلك يكون من الصعوبة بمكان أن يتم تزويد جميع وسائل النقل للخدمة الشاقة بالكهرباء ".

وهذا الصعود يجب أن يحدث بسرعة بالنسبة للولايات المتحدة - والبلدان الأخرى - لتحقيق هدف هدف صافي صفر بحلول عام 2050.

قال كرابتري: "إن وضع جدول زمني عليها ، 2050 ، وإزالة الكربون بحلول عام 2050 ، يجعل الأمر أكثر إلحاحًا".