Peak Energy تجمع 108 ملايين دولار لتوسيع نطاق بطاريات الصوديوم-أيون لشبكات الكهرباء ومراكز البيانات في الولايات المتحدة

استكملت شركة تطوير تخزين الطاقة الأمريكية Peak Energy جولة تمويلية بقيمة 108 ملايين دولار لتوسيع قدراتها التصنيعية المحلية لبطاريات الصوديوم-أيون، في مسعى لتوفير بديل لأنظمة تخزين شبكات الكهرباء المعتمدة على الليثيوم وإمداد مراكز البيانات التجارية ببنية تحتية للطاقة عالية الكفاءة في التبريد. ويُمكّن هذا الضخ الرأسمالي، المدعوم من شركة صناعة السيارات General Motors، الشركة من نشر وحدات تخزين ثابتة تستفيد من مدخلات كيميائية أقل تكلفة وهياكل إدارة حرارية سلبية للمنافسة مباشرة مع تكنولوجيا فوسفات حديد الليثيوم المهيمنة.

## Key facts

- جمعت Peak Energy رأسمالاً جديداً بقيمة 108 ملايين دولار لإنشاء عمليات تصنيع محلية لبطاريات الصوديوم-أيون المخصصة لشبكات المرافق. - تتضمن الجولة التمويلية مشاركة استثمارية استراتيجية من General Motors. - تتوقع الشركة أن تخفض أنظمة الصوديوم-أيون الخاصة بها التكلفة المعيارية لتخزين طاقة الشبكة بنحو 20 بالمئة مقارنة بالمستويات المرجعية الحالية لبطاريات الليثيوم-أيون. - تتضمن الأنظمة قيد التطوير آليات تبريد سلبي تستهدف تقليص أحمال الطاقة الطفيلية في عمليات مراكز البيانات فائقة النطاق. - تلغي كيمياء الصوديوم-أيون الحاجة إلى معادن البطاريات الحيوية مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل، معتمدة بدلاً من ذلك على معادن محلية وفيرة عالمياً.

## What happened

أنهت Peak Energy الاستثمار البالغ 108 ملايين دولار لتسريع انتقالها من مرحلة التطوير التكنولوجي إلى الإنتاج المحلي على نطاق تجاري. وشهدت الجولة تدفق رأس مال استراتيجي من General Motors، مما يعكس توجهاً متزايداً من الشركات الكبرى في قطاعي السيارات والصناعة نحو سلاسل إمداد تخزين الطاقة الثابت. وتوجه Peak Energy العائدات نحو إنشاء خطوط إنتاج بطاريات مخصصة لقطاع المرافق في United States والهندسة النهائية لأجهزة التخزين المعيارية المصممة للتركيبات الكهربائية عالية الكثافة.

ويحتل إدخال حاويات البطاريات المصممة للتبريد السلبي موقعاً محورياً في خارطة الطريق التقنية للشركة. وخلافاً لحاويات تخزين المرافق التقليدية، التي تعتمد بشكل كبير على أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) النشطة أو أنابيب التبريد السائل المعقدة لمنع الانفلات الحراري، يستغل تصميم Peak Energy النطاق الحراري التشغيلي الأوسع المتأصل في كيمياء الصوديوم-أيون. ومن خلال تقليص أنظمة التبريد القسري أو التخلي عنها كلياً، تعتزم الشركة تزويد مشغلي مراكز البيانات بوحدات طاقة احتياطية معيارية تتطلب صيانة أقل وتستهلك طاقة مساعدة أقل وتتكامل مباشرة في المرافق ذات المساحات المحدودة.

ووفقاً لتقرير أعده Atharva Gosavi، تعتزم الشركة الاستفادة من هذا التصميم الميكانيكي المبسط إلى جانب المزايا الأساسية للمواد الخام لخفض إجمالي نفقات المعدات والتشغيل لأنظمة تخزين طاقة البطاريات الثابتة (BESS) بنحو الخُمس مقارنة بأسعار السوق السائدة.

## Why it matters

تفاقمت القيود الاقتصادية والهيكلية التي تواجهها شبكات الطاقة الحديثة بشكل كبير على مدار الأعوام الثلاثة الماضية، مدفوعة بكهربة النقل والتوسع الهائل في مجمعات الذكاء الاصطناعي. وتتطلب مراكز البيانات فائقة النطاق طاقة مستمرة وغير متقطعة بمقياس الجيجاوات، مما خلق تراكمات وتأخيرات واسعة النطاق تمتد لسنوات متعددة في طلبات الربط مع مشغلي شبكات النقل. وللحفاظ على استمرارية التشغيل والتعامل مع تأخيرات الربط بالشبكة، يتجه مشغلو البنية التحتية التكنولوجية على نحو متزايد إلى الشبكات الدقيقة في الموقع، واحتياطيات البطاريات واسعة النطاق، والتوليد المباشر خلف العداد.

وحتى الآن، كانت كيمياء فوسفات حديد الليثيوم (LFP) بمثابة الخيار الافتراضي لمنظومات التخزين الثابتة نظراً لتوازنها بين متانة دورات الشحن والاستقرار الحراري مقارنة بالتركيبات الغنية بالنيكل. ومع ذلك، يظل LFP عرضة لتقلبات أسعار الليثيوم واختناقات التكرير العالمية. وتوفر كيمياء البطاريات التي تخفض تكاليف أنظمة التخزين بنسبة 20 بالمئة لمشغلي الشبكات والمستهلكين الصناعيين للطاقة ومنتجي الطاقة المستقلين فترة استرداد أسرع لرأس المال، مما يسرع نشر سعات التخزين لمدة 4 ساعات و8 ساعات.

علاوة على ذلك، تمثل الأحمال الطفيلية استنزافاً تشغيلياً مستمراً لمنشآت البطاريات واسعة النطاق. إذ يمكن لحلقات التبريد السائل النشطة ووحدات مناولة الهواء التجارية أن تستهلك ما بين 4 و10 بالمئة من إجمالي الطاقة الكهربائية المخزنة في أنظمة BESS التقليدية المعبأة في حاويات. وفي بيئة مراكز البيانات، حيث يؤثر كل ميجاوات-ساعة من استهلاك المنشأة تأثيراً مباشراً على المخرجات الحوسبية وتصنيفات كفاءة استخدام الطاقة (PUE)، يسهم اعتماد تخزين الطاقة بالتبريد السلبي في تقليل استهلاك الطاقة المساعدة مع التخلص من نقاط الأعطال الميكانيكية المرتبطة بالمضخات والصمامات وتدهور سائل التبريد.

## The background

لا تعد كيمياء الصوديوم-أيون الكهربائية جديدة كلياً؛ إذ بدأت الأبحاث المتعلقة بإقحام الصوديوم بالتزامن مع التحريات الأولية حول الليثيوم في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي. ومع ذلك، ونظراً لأن ذرات الصوديوم أكبر حجماً وأثقل وزناً من ذرات الليثيوم، عانت النماذج الأولى من كثافة طاقة وزنية منخفضة ودورة حياة أقصر. ونتيجة لذلك، أعطت الأبحاث التجارية الأولوية لتقنية الليثيوم-أيون لدعم الإلكترونيات الاستهلاكية ووسائل النقل الكهربائية، حيث تحدد المساحة ووزن البطارية مستويات الأداء.

غير أن تخزين الشبكات الثابت يعمل وفق مصفوفة معايير مختلفة تماماً. فالوزن نادراً ما يشكل عاملاً مقيداً عند تركيب حاويات البطاريات في محطات المرافق الفرعية أو حقول الطاقة الشمسية أو بمحاذاة المستودعات الصناعية. وبدلاً من ذلك، يمنح المطورون الأولوية للتكلفة المعيارية للتخزين، والعمر الافتراضي الزمني، وتدهور دورات الشحن والتفريغ، والسلامة من الحرائق، وأمن سلاسل التوريد.

وعلى مدار السنوات الخمس الماضية، ارتفعت كثافة خلايا الصوديوم-أيون القياسية من أقل من 100 واط-ساعة لكل كيلوغرام (Wh/kg) لتتساوى مع خلايا LFP الأساسية، وكثيراً ما تجاوزت 150 Wh/kg في الاختبارات السابقة للمرحلة التجارية. ومن الناحية الميكانيكية، توفر خلايا الصوديوم-أيون مزايا هيكلية حاسمة؛ فبخلاف خلايا الليثيوم-أيون، التي يتعين عليها استخدام رقائق النحاس باهظة الثمن لمجمع التيار السالب، لا يشكل الصوديوم سبائك مع الألومنيوم، مما يسمح للمصنعين باستبدال النحاس بالألومنيوم في كل من المهبط والمصعد. ويعد الألومنيوم أرخص ثمناً وأخف وزناً وأكثر وفرة محلياً بدرجة كبيرة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن تفريغ بطاريات الصوديوم-أيون بالكامل حتى صفر فولت مطلق لأغراض الشحن والتخزين الممتد دون التعرض للتدهور الهيكلي الذي يصيب مجمعات التيار النحاسية، والتي تذوب في الإلكتروليت داخل خلايا الليثيوم إذا حدث تفريغ عميق. وتقلل هذه الخاصية بشكل كبير من مخاطر الحرائق أثناء النقل الدولي والشحن المحلي، مما يتيح تصنيفات شحن تنظيمية تتجنب بروتوكولات الامتثال المكلفة للمواد الخطرة.

وفي حين نجحت شركات تصنيع البطاريات الآسيوية، بقيادة تكتلات صينية مثل CATL وHiNa Battery، في تسويق منصات الصوديوم-أيون الأولية تجارياً في وقت سابق، فإن United States لم تكن تمتلك عملياً أي سلسلة توريد محلية لهذه التكنولوجيا الكيميائية. ويعكس توسع Peak Energy جهوداً فيدرالية وخاصة لتوطين تصنيع خلايا البطاريات بموجب الحوافز المقررة في Inflation Reduction Act of 2022، الذي يقدم ائتمانات ضريبية للإنتاج بموجب Section 45X للخلايا ووحدات البطاريات المصنعة داخل الأراضي الأمريكية.

## Reaction

أشار مطورو الطاقة الصناعية وأسواق المشاريع التكنولوجية النظيفة بشكل متزايد إلى أن الاعتماد على تركيبة كيميائية واحدة للبطاريات يمثل نقطة ضعف استراتيجية لمبادرات إزالة الكربون الوطنية. وأوضح خبراء اقتصاد الطاقة النظيفة ومحللو البنية التحتية أن التسويق التجاري السريع للبدائل غير المعتمدة على الليثيوم أمر ضروري لامتصاص صدمات أسعار السوق كلما أدى إنتاج المركبات الكهربائية إلى زيادة حادة في الطلب على كربونات الليثيوم.

واتخذ مصممو البنية التحتية لمراكز البيانات تاريخياً نهجاً متحفظاً تجاه نشر بطاريات الليثيوم الثابتة داخل نطاق المرافق المغلقة بسبب مخاوف تتعلق بالانفلات الحراري والامتثال لمعايير السلامة من الحرائق مثل NFPA 855 وUL 9540. وأثار احتمال توفير أطر حرارية أكثر أماناً بطبيعتها عبر بنية الصوديوم-أيون اهتمام الفرق الهندسية التي تسعى لتركيب مجموعات أنظمة التغذية غير المنقطعة (UPS) عالية السعة على مسافة أقرب من قاعات الخوادم.

وواصلت شركات صناعة السيارات، بما فيها General Motors، تنويع مخصصاتها الاستثمارية عبر قطاعات الكهربة المجاورة. وتتيح استثمارات الأسهم الاستراتيجية في التخزين الثابت لمصنعي المركبات الحصول على رؤى متعمقة حول سلاسل التوريد، واختبار مواد الجيل التالي على نطاق واسع، وتقييم التطبيقات الثانوية للكيمياء الناشئة التي قد تتطور لاحقاً إلى منصات سيارات اقتصادية ميسورة التكلفة.

## What we don't know yet

على الرغم من حجم الالتزام التمويلي، لا تزال العديد من المتغيرات التقنية والتشغيلية الأساسية غير معلنة في البيانات الأولية. إذ لم تكشف Peak Energy بعد عن الموقع الجغرافي النهائي أو السعة الاسمية بالجيجاوات-ساعة أو الجدول الزمني لوضع حجر الأساس لمنشأة التصنيع المزمعة في الولايات المتحدة.

والأهم من ذلك، تظل بيانات التدهور على المدى الطويل في ظروف التشغيل التجاري مسألة هندسية مفتوحة. فبينما تسوّق أنظمة LFP الحديثة بانتظام دورات حياة مضمونة تتراوح بين 6,000 و10,000 دورة شحن وتفريغ كاملة، أظهرت أنظمة الصوديوم-أيون من الجيل الأول عموماً دورات حياة أقصر قبل أن تنخفض سعتها إلى 80 بالمئة من السعة الأولية. ولم يتم التحقق عبر تقارير تحقق ميدانية علنية من أطراف ثالثة مما إذا كانت تركيبات المهبط وكيمياء الخلايا لدى Peak Energy تضاهي العمر التشغيلي القياسي لأنظمة LFP على مدار عمر تشغيلي متوقع يتراوح بين 15 و20 عاماً.

بالإضافة إلى ذلك، لم تُحدد الشروط الدقيقة وهيكل الملكية والتشكيل الكامل لتحالف المستثمرين إلى جانب General Motors بوضوح، مما يترك نسبة الـ 108 ملايين دولار المخصصة حصرياً للنفقات الرأسمالية المادية مقابل الأبحاث المستمرة والنفقات العامة للشركة غير محددة بدقة.

## What to watch

تشمل المعالم المباشرة الجديرة بالمراقبة اختيار موقع مصنع الإنتاج المحلي للشركة والجدول الزمني للحصول على تراخيص المنشأة من السلطات القضائية المحلية. كما سيشكل إبرام اتفاقيات توريد المعدات لطلاء الأقطاب الكهربائية عالي السرعة، وتجميع الخلايا، وآلات دورات التكوين، مؤشراً على مدى سرعة Peak Energy في الانتقال من النماذج التجريبية الأولية إلى الإنتاج الكمي الضخم.

ينبغي للمراقبين أيضاً متابعة ما إذا كانت الشركة ستحصل على شهادات رسمية وفق معايير السلامة وأداء الشبكة، وتحديداً UL 1973 لخلايا ووحدات البطاريات وUL 9540A لانتشار حرائق الانفلات الحراري. وسيمثل الحصول على نتائج اختبار UL 9540A واضحة تؤكد الاستقرار الحراري السلبي دون حدوث انفلات على مستوى الحاوية، المتطلب الحاسم والضروري لنيل موافقات مسؤولي الإطفاء المحليين والاكتتاب التأميني في مراكز البيانات التجارية.

وأخيراً، فإن إبرام عقود شراء تجارية رسمية أو مشروعات تجريبية استعراضية مع مزودي مرافق محددين والشركات الكبرى المشغلة لمراكز البيانات فائقة النطاق خلال الفصول القادمة، سيكون المقياس الحقيقي لما إذا كان الصوديوم-أيون قادراً على إزاحة منظومات LFP الحالية من الناحية العملية.

أُعد هذا التقرير الإخباري استناداً إلى تغطية أصلية أجراها Atharva Gosavi.