باتری‌های غول‌پیکر در حال تغییر ساختار شبکه‌های برق جهان هستند

ظرفیت ذخیره انرژی جهانی در سال‌های اخیر به لطف صنعتی که یک دهه پیش به سختی وجود داشت، سه برابر شده است.

نوشته دیوید آر بیکر

۱۷ ژانویه ۲۰۲۵، ساعت ۱۴:۰۰ به وقت گرینویچ +۳

به روز شده در ۱۷ ژانویه ۲۰۲۵، ساعت ۲۲:۰۶ به وقت گرینویچ +۳

درون یک ساختمان استاکوی بدون علامت در یک پارک اداری در سیلیکون ولی، بیش از 1000 کابینت فلزی مشکی، که هر کدام تقریباً به اندازه یک یخچال هستند، در ردیف‌هایی روی زمین قرار گرفته‌اند.

هر کابینت حاوی 20 باتری لیتیوم یونی جدید است که از بهار امسال، برق را به شبکه برق کالیفرنیا که اغلب تحت فشار است، تزریق می کند و به جلوگیری از خاموشی کمک می کند. آنها اساساً نسخه های بزرگتری از باتری های قابل شارژ هستند که تلفن ها، لپ تاپ ها و خودروهای برقی را تغذیه می کنند. آنها در مجموع 75 مگاوات برق به شبکه عرضه می کنند که برای تامین برق 56250 خانه کافی است.

ساختمان سن خوزه که ساکنان قبلی آن شامل IBM و یک استارت آپ خورشیدی از بین رفته است، میزبان Hummingbird Energy Storage است، بخشی از صنعتی که 10 سال پیش به سختی وجود داشت، اما برای روشن نگه داشتن چراغ ها در کالیفرنیا، تگزاس و سایر ایالت ها ضروری شده است و در سراسر جهان در حال گسترش است. رشد سریع ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ ناشی از کاهش شدید قیمت باتری، افزایش تقاضای برق و تشخیص در میان اپراتورها، تاسیسات و مقامات دولتی است که شبکه ها کمتر از گذشته قابل اعتماد هستند.

جوزف ویلیامسون، معاون پروژه های شرکت esVolta LP، شرکتی که تأسیسات هامینگبرد را توسعه داده و مالک آن است، می گوید: «ذخیره انرژی به یک عنصر کلیدی برای جلوگیری از اختلالات تبدیل شده است.» این تاسیسات برق تحویلی از یک پست فرعی PG&E در نزدیکی را ذخیره می کند. EsVolta انرژی را در صورت نیاز به مشتریان شبکه می فروشد.

استقرار باتری های در مقیاس شبکه در کالیفرنیا در سال 2013 آغاز شد، زمانی که یک کمیسیون ایالتی اهداف ذخیره انرژی را برای تاسیسات بزرگ تعیین کرد. این امر تاسیسات را بر آن داشت تا قراردادهایی را برای نصب باتری به توسعه دهندگانی مانند esVolta، تسلا و Fluence Energy منعقد کنند. اما نصب و راه اندازی ها پس از موج گرمای وحشیانه اوت 2020 که منجر به خاموشی های چرخشی و بازنگری در میان رهبران سیاسی در مورد آمادگی ایالت برای تغییرات آب و هوایی شد، افزایش یافت. بر اساس گزارش بلومبرگ‌ان‌ای‌اف، از سال 2021 تا 2023، این ایالت 8171 مگاوات ذخیره سازی نصب کرده است. این بیشتر از مجموع تمام نیروگاه های آلاسکا و هاوایی است. از آن زمان، علیرغم دمای بالا، خاموشی چرخشی رخ نداده است.

الیوت مینزر، مدیر اجرایی اپراتور مستقل سیستم کالیفرنیا که بیشتر شبکه این ایالت را اداره می‌کند، می‌گوید: «عبور از برخی از این رویدادها بدون ناوگان باتری بسیار دشوار بود.» باتری ها همچنین در حالی که نیروگاه های قدیمی تر گازسوز تعطیل می شوند، به جبران کمبودها پرداخته اند.

اگرچه باتری‌ها خودشان انرژی تولید نمی‌کنند، اما در مقایسه با آرایه‌های انرژی تجدیدپذیر یا نیروگاه‌های گازسوز که روش سنتی تاسیسات برای افزودن به منبع برق بوده است، مزایایی دارند. یک مزرعه باتری تقریباً در هر مکانی قابل نصب است و صاحبان خانه به ندرت با زندگی در نزدیکی آن مخالفت می کنند. آنها ارزان تر می شوند: بر اساس گزارش BNEF، قیمت های جهانی برای سیستم های ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ از سال 2017 تاکنون 73 درصد کاهش یافته است. توانایی آنها برای روشن و خاموش شدن فوری به آنها امکان می دهد زمانی که برق ارزان است شارژ شوند و زمانی که قیمت ها افزایش می یابد برق بفروشند. و استقرار آنها نسبتاً سریع است، به طوری که نصب در تأسیسات هامینگبرد کمتر از یک سال طول کشید. جان زاهورانچیک، معاون ارشد رئیس جمهور در قاره آمریکا در شرکت Fluence Energy Inc.، یکی از بزرگترین توسعه دهندگان باتری در ایالات متحده، می گوید: «فقط سرعت ورود آن شگفت انگیز بوده است.»

باتری ها همچنین مشکلی را که مختص انرژی های تجدیدپذیر است برطرف می کنند. نیروگاه های خورشیدی اغلب در اواسط روز بیشتر از نیاز کالیفرنیا برق تولید می کنند. این ایالت مقداری از این مازاد را با فروش آن در سراسر غرب ایالات متحده مدیریت می کند، اما مقدار زیادی از آن به سادگی هدر می رود. اکنون بخشی از آن انرژی ناوگان باتری را شارژ می کند و پس از غروب خورشید، باتری ها آن برق را به شبکه باز می گردانند و چراغ ها، تلویزیون ها و کولرها را روشن نگه می دارند. این طرح به قدری خوب عمل می کند که بیشتر مزارع جدید خورشیدی و بادی ساخته شده در ایالات متحده و جاهای دیگر شامل باتری های غول پیکر هستند.

تگزاس دیرتر از کالیفرنیا شروع به نصب باتری های صنعتی کرد، اما به سرعت در حال جبران است. بر اساس گزارش BNEF، تا پایان سال 2023، این ایالت به اندازه کافی ذخیره سازی برای تامین برق حدود 758400 خانه، در مقایسه با حدود 59000 خانه در سال 2020، در اختیار داشت. وودی ریکرسون، مدیر ارشد عملیات شورای قابلیت اطمینان الکتریکی تگزاس که شبکه این ایالت را مدیریت می کند، می گوید: اقتصاد رو به رشد در آنجا منابع برق را تحت فشار قرار می دهد و زمانی که گرمای تابستان فرا می رسد، مدیران شبکه به هر منبع انرژی ممکن نیاز دارند. ظرفیت ذخیره سازی جدید ارزش خود را در تابستان گذشته ثابت کرد، زمانی که یک سری موج های گرما دمای سه رقمی را برای بیشتر ایالت به ارمغان آورد و حتی در شب نیز دمای هوا را بالا نگه داشت. ریکرسون می گوید: بدون باتری ها، «ما در شرایط بسیار بدی قرار می گرفتیم.»

سایر ایالت‌های ایالات متحده، از جمله آریزونا، کلرادو، فلوریدا و ورمونت، شاهد نصب باتری‌های بزرگی در سال 2024 بودند. شرکت تسلا یک سیستم باتری گسترده در استرالیا توسعه داد. چین که نصب باتری در مزارع جدید خورشیدی یا بادی را الزامی می کند، در سال 2023 از ایالات متحده به عنوان بزرگترین بازار ذخیره انرژی جهان پیشی گرفت و انتظار می رفت در سال 2024، 36 گیگاوات باتری اضافه کند که معادل تولید 36 راکتور هسته ای است. بر اساس تحقیقات BNEF، در مقابل، ایالات متحده در سال 2024 در مسیر اضافه کردن تقریباً 13 گیگاوات و در سال 2025، 14 گیگاوات دیگر بود.

باتری ها محدودیت های خود را دارند. پس از چندین آتش سوزی در تاسیسات بزرگ باتری، از جمله آتش سوزی سال 2022 که بزرگراه شماره 1 کالیفرنیا را به طور خلاصه بست، توسعه دهندگان فرمول های باتری را تغییر دادند تا سلول ها کمتر مستعد گرم شدن بیش از حد باشند. (یک تاسیسات ذخیره انرژی مجاور در 16 ژانویه آتش گرفت که باعث شد همان بزرگراه یک بار دیگر بسته شود و تخلیه خانه های نزدیک را به همراه داشت.) فراتر از آن، انتظار می رود تقاضای برق در ایالات متحده که در بیشتر قرن بیست و یکم تغییر چندانی نکرده بود، با مصرف بیشتر انرژی توسط مراکز داده، کارخانه های جدید و خودروهای پلاگین، به شدت افزایش یابد. تگزاس در حال صرف 5.4 میلیارد دلار برای ساخت نیروگاه های بیشتری است که گاز طبیعی می سوزانند، حتی در حالی که باتری اضافه می کند و تلاش ها برای ساخت نیروگاه های هسته ای در حال افزایش است. ریکرسون می گوید: «ما می توانیم به افزودن بیشتر انرژی خورشیدی، بیشتر بادی ادامه دهیم، اما وقتی ساعت 8:30 یک عصر ماه اوت است، انرژی خورشیدی بیشتر کمکی نخواهد کرد.»

اکنون آزمایش در گسترش تعداد ساعاتی است که باتری ها می توانند کار کنند. آب و هوای شدید می تواند شبکه ها را برای روزها فلج کند. شرکت ها در حال رقابت برای توسعه باتری هایی هستند که می توانند به همان مدت دوام بیاورند و از شیمیایی کاملاً متفاوت از لیتیوم یونی استفاده می کنند. شرکت Eos Energy Enterprises Inc. مستقر در نیوجرسی، یک باتری مبتنی بر روی ارائه می دهد که می تواند تا 16 ساعت برق تامین کند. شرکت Form Energy Inc یک باتری آهن-هوا می سازد که می تواند 100 ساعت به طور مستقیم تخلیه شود. این استارت آپ 1.2 میلیارد دلار جمع آوری کرده و اخیراً اولین کارخانه خود را در نزدیکی پیتسبورگ افتتاح کرده است. تاسیسات در کلرادو و جورجیا در حال حاضر قراردادهایی برای نصب امضا کرده اند که اولین مورد در سال 2025 برنامه ریزی شده است. ماتئو جارامیلو، مدیرعامل شرکت Form Energy می گوید چالش این است که «شبکه ای بسازیم که بزرگتر از آب و هوا باشد.»

بخوانید: نوع جدیدی از شرکت برق، باتری را در هر خانه قرار خواهد داد

(به روز رسانی ها برای اضافه کردن خبر آتش سوزی تاسیسات ذخیره سازی کالیفرنیا در 16 ژانویه در پاراگراف یازدهم.)

با استفاده از اشتغال، ثروت یا سلامت به عنوان معیار، یافتن هرگونه دستاورد معنادار برای طبقه کارگر دشوار است، که سوالاتی را در مورد چهار سال آینده مطرح می کند.

از نظر تبار و شخصیت، چهل و پنجمین و چهل و ششمین رئیس جمهور ایالات متحده نمی توانستند متفاوت تر باشند. با این حال، دونالد ترامپ و جو بایدن در سیاست های اقتصادی خود، یک هسته پوپولیستی داشتند. به این معنی که ریاست جمهوری آنها شبیه ظهور دوران متمایزی در تاریخ است که با بازگشت ترامپ به عنوان چهل و هفتمین رئیس جمهور، قرار است چهار سال دیگر تمدید شود.

در حالی که ترامپ و بایدن ممکن است از به اشتراک گذاشتن برچسب «پوپولیست» ناراحت شوند، هر دو خود را قهرمان مردان و زنان عادی معرفی کرده اند. برنامه های آنها مبتنی بر همان ملی گرایی اقتصادی مبتنی بر نارضایتی است که دهه ها ارتدوکسی در مورد مزایای تجارت آزاد و کارایی بازارها را به چالش می کشد. هر دو نخبگان تجاری و سیاسی را مقصر به بیراهه بردن آمریکا می دانند. و هر دو ریاست جمهوری خود را بر بازگرداندن مشاغل کارخانه ای به ایالات متحده و بالا بردن افراد و مکان هایی که برای همگام شدن با تغییر تلاش می کنند، شرط بسته اند.

با این حال واقعیت این است که هشت سال شعار MAGA و بایدنومیکس برای بسیاری از این گوشه های پریشان بزرگترین اقتصاد جهان دستاوردی نداشته است.

اقتصاد ایالات متحده از یک ارتفاع بالا قوی به نظر می رسد. از بیکاری تاریخی پایین تا افزایش دستمزدها و ثروت گرفته تا ظرفیت ماندگار برای قرار گرفتن در خط مقدم تغییرات تکنولوژیکی، حسادت بسیاری از نقاط دیگر جهان را برانگیخته است.

اما صعود ترامپ کمتر به سلامت کلی اقتصاد مربوط بود و بیشتر مربوط به افرادی بود که احساس می کردند جایگاه خود را در آن از دست داده اند، خواه مردان جوانی که در جوامع صنعتی زدایی شده به دنبال هدف بودند یا کارگران کارخانه ای میانسالی که به دنبال باقی ماندن تا زمان بازنشستگی بودند. همه‌گیری کووید-19 و اثرات گسترده آن تا حدی مسئول هستند، اما با استفاده از اشتغال، ثروت یا سلامت به عنوان یک معیار، یافتن هرگونه تحول معنادار در هشت سال گذشته دشوار است، که سوالاتی را در مورد چهار سال آینده مطرح می کند.

همه آن مشاغل کارخانه ای که ترامپ و سپس بایدن وعده داده بودند چه شد؟ واقعیت این است که سهم کمتری از آمریکایی‌ها امروز در بخش تولید کار می‌کنند نسبت به زمانی که ترامپ برای اولین بار انتخاب شد. از سال 2016، مشاغل تولیدی با کمتر از نیمی از نرخ اشتغال کلی رشد کرده است. حتی چشمگیرتر: سهم تولید در نیروی کار کلی اکنون نزدیک به پایین ترین سطح تاریخی خود یعنی 8.1٪ است، و 87000 نفر کمتر از ابتدای سال 2024 در کارخانه ها کار می کنند.

هیچ بخشی از اقتصاد صنعتی در هشت سال گذشته بیشتر از صنعت فولاد آمریکا مورد توجه کاخ سفید قرار نگرفته است. در ژانویه، بایدن فروش شرکت فولاد ایالات متحده را به شرکت نیپون استیل ژاپن به دلایل امنیت ملی متوقف کرد. ترامپ از همین توجیه برای وضع تعرفه 25 درصدی بر واردات فولاد در سال 2018 استفاده کرد و به تازگی قول داده است که تعرفه ها رونق دیگری برای فولاد ایالات متحده به ارمغان خواهد آورد. حمایت گرایی 1100 شغل فولاد اضافی را برای ایالات متحده از زمانی که ترامپ برای اولین بار روی کار آمد، یا معادل تقریبی مشاغلی که توسط یک مرکز توزیع Amazon.com Inc ایجاد شده است، به ارمغان آورده است.

پوپولیسم نه ترامپ و نه بایدن نتوانسته است نابرابری درآمد را مهار کند، که نزدیک به بالاترین حد تاریخی خود قرار دارد. همین امر در مورد ثروت نیز صدق می کند. آمریکایی هایی که بیش از دیپلم دبیرستان ندارند، کمی بیش از یک سوم جمعیت ایالات متحده را تشکیل می دهند، اما کمتر از 8 درصد (5 تریلیون دلار) از 70 تریلیون دلار افزایش ثروت ثبت شده از سال 2016 را به دست آورده اند، بر اساس داده های فدرال رزرو. فارغ التحصیلان کالج، که سهم تقریباً برابری دارند، بیش از 80 درصد (57 تریلیون دلار) از این دستاوردها را به دست آورده اند.

شکاف تحصیلی نیز در آمارهای سلامت منعکس شده است و در آنجا شواهد شکست پوپولیسم آمریکایی به ویژه محکوم کننده است. اقتصاددانان دانشگاه پرینستون، آن کیس و آنگوس دیتون مستند کرده اند که چگونه آمریکایی های دارای مدرک دانشگاهی به طور قابل توجهی بیشتر از افراد دارای تحصیلات کمتر عمر می کنند، که بیشتر مستعد چیزی هستند که محققان آن را «مرگ ناشی از ناامیدی» ناشی از خودکشی، الکلیسم و ​​مصرف بیش از حد مواد مخدر نامیده اند. بر اساس آخرین داده های مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری، تقریباً 25000 آمریکایی بیشتر در 12 ماه منتهی به ژوئیه 2024 نسبت به سال قبل از روی کار آمدن ترامپ در ژانویه 2017 بر اثر مصرف بیش از حد جان خود را از دست داده اند.

بسیاری از این مرگ های ناشی از ناامیدی در مناطقی بوده است که اقتصاددانان و دانشمندان علوم سیاسی آنها را «مناطق عقب مانده» می نامند، بخش های اغلب صنعتی زدایی شده کشور که هزینه های اقتصادی جهانی شدن و اتوماسیون را متحمل شده اند. ترامپ به عنوان نامزد در سال 2016، قول داد که این مناطق پریشان را با ترکیبی از کاهش مالیات، سرمایه گذاری در زیرساخت ها و تعرفه هایی که برای تشویق تولیدکنندگان به بازگرداندن زنجیره های تامین طراحی شده است، تحریک کند. بایدن وظایف ترامپ را حفظ کرد و مواد دیگری را به این ترکیب اضافه کرد، مانند یارانه های فدرال برای ترغیب شرکت ها به ساخت کارخانه های نیمه هادی گران قیمت و کارخانه های وسایل نقلیه برقی و باتری.

اما در مطالعه ای که تابستان گذشته منتشر شد، گروه نوآوری اقتصادی، یک اتاق فکر در واشنگتن، دریافت که 972 شهرستانی که در دسته «عقب مانده» قرار داده است، از سال 2016 همچنان از نظر معیارهای گسترده ای، از اشتغال گرفته تا رشد جمعیت و ایجاد کسب و کار، از کشور عقب مانده است. یک تحلیل بلومبرگ نیوز از داده های فدرال نشان داد که تقریباً 30 میلیون نفر در شهرستان هایی زندگی می کردند که تولید اقتصادی تا پایان سال 2023 به سطح قبل از همه گیری بازنگشته بود.

هر طرف در حال حاضر طرف مقابل را به خاطر عدم پیشرفت سرزنش می کند. با این حال، هر دو طرف با تمام وجود از حمایت گرایی، چه از طریق تعرفه ها یا یارانه های صنعتی، حمایت کرده اند و از یک اجماع نئولیبرال دهه ها که جهانی شدن و دولت آزاد را به عنوان عناصر کلیدی برای رفاه ملی می دانست، روی گردانده اند. هر دو اقتصاد چین را به عنوان رقیب هدف قرار داده اند. در هر دو جناح چپ و راست سیاست آمریکا امروز، چهره های برجسته ای را خواهید یافت که قدرت صنعت فناوری را محکوم می کنند و استدلال می کنند که محدودیت های بیشتری بر تجارت و سرمایه گذاری خارجی اعمال شود، همه اینها در جهت منافع طبقه کارگر است.

این یک ناهنجاری نیست: در تاریخ ایالات متحده کاوش کنید، و خواهید دید که دو حزب سیاسی مسلط کشور در پوپولیسم اقتصادی دست داشته اند. از اندرو جکسون گرفته تا تئودور روزولت گرفته تا پسر عموی او فرانکلین دی روزولت و نیو دیل، ضربه زدن به تشکیلات سابقه طولانی در سیاست های ریاست جمهوری آمریکا دارد. آنچه لحظه کنونی را منحصر به فرد می کند این است که سیاست های پوپولیستی که جمهوری خواهان و دموکرات ها در واشنگتن به فروش می رسانند، به طور فزاینده ای با نگرانی های واقعی اقتصادی آمریکایی ها در تضاد به نظر می رسد، که کمتر به کمیت مشاغل کارخانه ای و بیشتر به قیمت مواد غذایی، هزینه های اغلب کمرشکن مراقبت های بهداشتی و کمبود خانه های مقرون به صرفه بستگی دارد.

دانی رودریک، اقتصاددان دانشگاه هاروارد، اخیراً نوشت: «در اقتصادی که تنها 8 درصد از کارگران در بخش تولید مشغول به کار هستند، سیاستی که وعده می دهد طبقه متوسط ​​را با بازگرداندن تولید به خانه بازگرداند، نه تنها غیرواقعی است. همچنین توخالی به نظر می رسد.»

بسیاری از اقتصاددانان دیگر هشدار می دهند که تعرفه های بالاتر و مالیات های کمتری که ترامپ وعده داده است، همراه با اخراج دسته جمعی، به احتمال زیاد از طریق افزایش تورم و در نهایت رشد کندتر و بدهی های بزرگتر دولت، باعث آسیب اقتصادی می شود. همانطور که بسیاری از همین اقتصاددانان هشدار دادند که محرک های همه گیری بایدن به تورم دامن می زند. پاسخ پوپولیستی ترامپ، مانند پاسخ بایدن، این بوده است که منتقدان را به عنوان اعضای نخبگان اثبات شده کنار بگذارد.

چهار سال دیگر، تمام داده ها را خواهیم داشت تا ببینیم این مرحله بعدی پروژه پوپولیستی چقدر موفق بوده است. آنچه تاکنون دیده‌ایم، دلگرم‌کننده نیست.