أكبر كهف في العالم لتخزين الطاقة الحرارية لتدفئة مدينة على مدار العام

[عبدالله أسحاق]

ستقوم الكهوف بتخزين الطاقة المتجددة في شكل حرارة يمكن توفيرها لنظام التدفئة الحالي في المنطقة.

لدى شركة فانتا للطاقة، وهي شركة مملوكة لمدينتي هلسنكي وفاانتا في فنلندا، خطط طموحة لإنشاء أكبر نظام لتخزين الطاقة الحرارية في العالم يعتمد على الكهوف.

تتكون المنشأة من ثلاثة كهوف تحت الأرض، ومن المقترح أن تتمتع بقدرة تخزين طاقة تصل إلى 90 جيجاوات/ساعة وتلبية احتياجات التدفئة لمدينة متوسطة الحجم لمدة تصل إلى عام.

ومع تحول مرافق الطاقة المتجددة إلى محور استثمارات الطاقة المستقبلية، يجري بناء البنية التحتية لطاقة الرياح والطاقة الشمسية في جميع أنحاء العالم. إلا أن قضايا انقطاع حل الطاقة هذا تطرح أمامنا مشكلة أخرى وهي تخزين الطاقة.

إن تخزين الطاقة المعتمد على البطاريات، كما تقدمه شركات مثل تيسلا، لا يمكن أن يخدم إلا مرافق صغيرة الحجم. ومع ذلك، هناك حاجة إلى خيارات التخزين على نطاق صناعي. وقد أبلغت شركة "إنجينيرينج" سابقًا عن كيفية استخدام الشركات للرمل كخيار لتخزين الطاقة، والآن تريد فانتا أن توضح كيف يمكن للكهف تخزين الطاقة الحرارية لفترات طويلة.
التدفئة المركزية في فنلندا

فنلندا هي أكبر منتج للتدفئة المركزية في الاتحاد الأوروبي. وفي عام 2023، أنتجت البلاد 37.3 تيراواط/ساعة من التدفئة. وتم توليد أكثر من نصف هذه التدفئة باستخدام الطاقة المتجددة؛ وتم استرداد 14 بالمائة أخرى من الحرارة المهدرة.

في فانتا، ترتبط معظم المنازل بنظام التدفئة تحت الأرض الذي تديره البلدية، وهو شبكة يبلغ طولها 373 ميلاً (600 كم). يتم ضخ الماء الساخن من خلال النظام المتصل بالمبادلات الحرارية المثبتة في المباني. بعد نقل الحرارة، يتم إرجاع الماء البارد إلى مصنع الإنتاج لإعادة تسخينه.

تقوم محطة تحويل النفايات إلى طاقة ومحطة توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الخشبي حاليًا بتزويد الطاقة لنظام التدفئة بالمنطقة، لكن شركة Vaanta Energy تخطط لإدخال الطاقة المتجددة إلى المزيج في وقت مبكر من عام 2028.

فارانتو – الطاقة الحرارية للكهف

يتألف تصميم مشروع فارانتو من ثلاثة كهوف، يبلغ طول كل منها أكثر من 900 قدم (300 مترًا)، وارتفاعها 131 قدمًا (40 مترًا)، وعرضها 65 قدمًا (20 مترًا). ويبلغ إجمالي حجم الكهوف الثلاثة معًا 38.85 مليون قدم مكعب (1.1 مليون متر مكعب)، مما يجعلها أكبر منشأة من نوعها في العالم.



سيتم بناء الهياكل على عمق 330 قدمًا (100 مترًا) تحت الأرض. وعندما يتم إنتاج الطاقة المتجددة بكميات زائدة، فإن غلايتي مياه بقدرة 60 ميجاوات سوف تملأ الكهوف بالمياه الساخنة. ستحافظ المنشأة على ضغط عالٍ، مما سيسمح بتسخين المياه إلى 284 درجة فهرنهايت (140 درجة مئوية) دون غليان الماء أو تحويله إلى بخار.

وسيسمح نظام التحكم الذكي أيضًا باستخدام الحرارة الصناعية المهدرة لتسخين المياه عند توفرها. وأوضح جوكا تويفونين، الرئيس التنفيذي لشركة فانتا للطاقة، في البيان الصحفي: "سيعمل نظامنا لإنتاج الحرارة مثل السيارة الهجينة: بالتناوب بين الكهرباء وأشكال الإنتاج الأخرى، اعتمادًا على ما هو أكثر فائدة وكفاءة في ذلك الوقت".

وتبلغ القدرة الإجمالية للطاقة الحرارية للمنشأة 90 جيجاوات في الساعة، أي ما يعادل الطاقة المخزنة في 1.2 مليون سيارة كهربائية. وذكر بيان صحفي أنه عند شحنه بالكامل، يمكنه تلبية احتياجات التدفئة طوال العام.

ولم يتم الكشف بعد عن تفاصيل تكلفة تسخين النظام. ومع ذلك، فإن المشروع، الذي من المتوقع أن يبدأ تشييده هذا الصيف، سيكلف ما يقدر بنحو 200 مليون يورو (217 مليون دولار أمريكي).