EN
Quick Links
آج کل توانائی گرڈز میں دن بدن شمسی توانائی اور اسٹوریج کے نظام کے امتزاج کی طرف رجحان بڑھ رہا ہے، جہاں شمسی پینلز یا تو لیتھیم آئن بیٹریز کے ساتھ کام کرتے ہیں یا پھر فلو بیٹری سسٹمز کے ساتھ۔ یہاں بنیادی خیال یہ ہے کہ دن کے وقت پیدا ہونے والی زائد توانائی کو ذخیرہ کیا جائے تاکہ اسے شام کے وقت استعمال کیا جا سکے جب توانائی کی طلب میں اضافہ ہوتا ہے یا پھر جب گرڈ کو کسی قسم کی دشواری کا سامنا ہو۔ چونکہ کئی علاقوں میں توانائی کا 20 فیصد سے زیادہ حصہ تجدید پذیر ذرائع سے حاصل ہو رہا ہے، اس لیے بجلی کی کمپنیاں اب ان بیٹری سسٹمز کو کوئی اضافی سہولت کے طور پر نہیں دیکھ رہیں۔ بلکہ انہیں گرڈ انفراسٹرکچر کا بنیادی جزو سمجھنا شروع کر دیا ہے، ایک ایسی چیز جس کی منصوبہ بندی ابتداء سے کی جائے گی اور اسے بعد میں ایک اضافے کے طور پر شامل کرنے کی بجائے اس کو ابتداء سے ہی شامل کیا جائے گا۔
جہاں دھوپ کے میدانوں کے قریب سٹوریج انسٹال کی جاتی ہے، وہاں انہیں بہت زیادہ لچکدار بجلی کے ذرائع بناتی ہے۔ ایریزونا میں 250 میگاواٹ دھوپ کے منصوبے کی مثال لیں۔ ان عوامی شام کے اوقات میں جب ہر کوئی اپنی لائٹس اور بجلی کے سامان کو چالو کر دیتا ہے، سائٹ کی تعمیر شدہ بیٹری کی سسٹم 400 میگاواٹ آؤٹ کی صلاحیت سے چار گھنٹوں تک 100 میگاواٹ کی فراہمی کرتی ہے۔ یہ ان پرانے گیس سے چلنے والے پیکر پلانٹس کو چالو کرنے سے روکتا ہے جو صرف کچھ اضافی گھنٹوں کے لیے ہوتے ہیں۔ اس قسم کی ترتیب سے طویل فاصلے تک بجلی کی لائنوں کی ضرورت کم ہوتی ہے اور بڑے پیمانے پر بجلی کی کمی کے بعد ویسے بھی گرڈ کو دوبارہ شروع کیا جا سکتا ہے۔ NREL کے حالیہ مطالعات کے مطابق، بجلی کی کمپنیوں کو اپنے دھوپ کے منصوبوں کے ساتھ سٹوریج کو جوڑنے پر تقریباً 40 فیصد بچت دکھائی دے رہی ہے، جو توازن برقرار رکھنے کے لیے ضروری مشکل فریکوئنسی ایڈجسٹمنٹس میں آتی ہے۔
بڑی تصویر پر نظر ڈالنے سے واضح طور پر یہ بات سامنے آتی ہے کہ امریکہ میں بڑے پیمانے پر سورجی تنصیبات میں توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت میں اضافہ ہوا ہے۔ گذشتہ سال کی رپورٹ کے مطابق، مارکیٹ۔یو ایس کے مطابق 2023 سے 2024 کے لیے منصوبہ بند سورجی منصوبوں میں سے تقریباً تین چوتھائی میں کسی نہ کسی قسم کے بیٹری سسٹم کو شامل کیا جائے گا۔ اس کا کیا مطلب ہے؟ حیرت انگیز بات یہ ہے کہ اس وقت ہمارے ملک میں تقریباً 20.7 گیگاواٹ کی بیٹریاں کام کر رہی ہیں۔ اگر چار گھنٹے تک بجلی معطل رہے تو یہ بیٹریاں تقریباً 15 ملین گھروں میں بجلی کی فراہمی یقینی بنا سکتی ہیں۔ کئی ایسی ریاستیں جنہوں نے صاف توانائی پیدا کرنے کے ہدف کا تعین کر رکھا ہے، نئے سورجی فارم کے ساتھ ذخیرہ کے حل کو لازمی قرار دینا شروع کر دیا ہے۔ یہی قانونی دباؤ ایسے کاروبار کے لیے مواقع پیدا کر رہا ہے جو تعمیر نو کے منصوبوں میں دلچسپی رکھتے ہیں۔ ماہرین کا تخمینہ ہے کہ صرف اسی ضرورت کی وجہ سے اگلے دہائی کے وسط تک ہر سال تقریباً 12 ارب ڈالر کی موجودہ سسٹمز کو مناسب بیٹری بیک اپ کے ساتھ اپ گریڈ کرنے پر خرچ ہوں گے۔
گرڈ اسکیل سورجی منصوبے عموماً آج کل لیتھیم آئن بیٹریوں پر انحصار کرتے ہیں کیونکہ یہ تقریباً 90 فیصد راؤنڈ ٹرپ کارکردگی فراہم کرتے ہیں اور حالیہ مہنگائی میں کمی کے بعد 2023 کی اعداد و شمار کے مطابق یہ قیمت تقریباً 89 ڈالر فی کلو واٹ گھنٹہ تک گر چکی ہے۔ یہ بیٹریاں تب بہترین کارکردگی دکھاتی ہیں جب ہمیں چند گھنٹوں کے لیے تیزی سے بہت زیادہ طاقت کی ضرورت ہوتی ہے، معمول کے ذخیرہ اوقات 4 سے 8 گھنٹے تک ہوتے ہیں۔ لیکن اب مارکیٹ میں کچھ نئے کھلاڑی بھی آ رہے ہیں، جیسے آئرن ائیر اور زنک برومایڈ فلو بیٹریاں، جو ان صورتوں میں زیادہ مناسب محسوس ہوتی ہیں جہاں ہمیں توانائی کو بہت طویل مدت تک، شاید 12 گھنٹوں سے لے کر 100 گھنٹوں تک، ذخیرہ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ محققین کیتھوڈ مواد میں بھی پیش رفت کر رہے ہیں، لیتھیم آئن کی توانائی کی کثافت کو 300 واٹ فی کلو گرام کے نشان سے آگے بڑھا رہے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ کمپنیاں چھوٹے بیٹری سسٹم نصب کر سکتی ہیں بغیر اس کے کہ ان کے سورجی فارم کی صلاحیت میں کمی آئے۔
سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں تھرمل رن اواے مسائل کے خلاف سنجیدہ پیش رفت کر رہی ہیں، ان کے سیرامک الیکٹرو لائٹ ڈیزائنوں کی بدولت جو توانائی کی کثافت کو 500 واط فی کلو گرام سے زیادہ تک پہنچا سکتے ہیں۔ اس قسم کی کارکردگی انہیں بڑے پیمانے پر سورجی اسٹوریج حل کے لیے بہترین امیدوار بنا دیتی ہے جہاں جگہ کی اہمیت ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ سوڈیم آئن ٹیکنالوجی نے حالیہ دنوں میں کافی حد تک پکڑ بنا لی ہے، پہلی نسل کی لیتھیم بیٹریوں کی طرح کی صلاحیتوں کی پیش کش کر رہی ہے لیکن تیار کرنے میں تقریباً 40 فیصد کم لاگت آتی ہے۔ ان سوڈیم سیلوں میں استعمال ہونے والے مواد کو بھی نایاب زمینی دھاتوں کے مقابلے میں حاصل کرنا بہت آسان ہے، جیسے پروسیان بلیو کے مشابہ مرکبات کی تیاری میں مسلسل اضافہ ہو رہا ہے۔ دونوں ایجادات بہت سارے ممالک کی اپنی بجلی کی فراہمی کے لیے دس سال کے اندر منصوبہ بندی میں بخوبی فٹ بیٹھتی ہیں۔ زیادہ تر حکومتیں 2035 تک تقریباً 95 فیصد توانائی کو تجدید پذیر توانائی میں ضم کرنے کا مقصد رکھتی ہیں، اور یہ نئی بیٹری کے آپشن دو اہم پریشانیوں کو ایک ساتھ حل کرنے میں مدد کرتے ہیں، روایتی کیمسٹری سے حفاظتی خطرات اور بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے ضروری کمی کے مسئلے کو۔
آج کل سولر بیٹری سسٹم کو تیزی سے اپنایا جا رہا ہے لیکن گرڈ سے منسلک کرنے میں اہم مسائل کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ 2023 کے NREL کے اعداد و شمار کے مطابق تقریباً 40 فیصد توانائی کے منصوبے جو تاخیر کا شکار ہیں، انٹرکنیکشن قطاروں کے ذریعے منسلک ہونے میں مسائل کی نشاندہی کرتے ہیں۔ ہمارا موجودہ گرڈ ایک طرفہ بجلی کے بہاؤ کے لیے تعمیر کیا گیا تھا، لہذا اسے ماحول میں موجود چھوٹے سولر اور اسٹوریج کے انتظامات سے واپس آنے والی بجلی کو سنبھالنے میں دشواری ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ ی utilitiesتیلیٹیز کو سب اسٹیشنز کو اپ گریڈ کرنے کے لیے بڑی رقم خرچ کرنی پڑتی ہے تاکہ چیزوں کو ہموار انداز میں چلانا ممکن ہو سکے۔ دوسرا مسئلہ انورٹرز کے ساتھ مطابقت نہ رکھنے کا ہے۔ پرانا سامان صرف یہ کام کرنے کی صلاحیت نہیں رکھتا کہ بیٹریوں کے مستقل چارج اور ڈسچارج چکروں کے دوران وولٹیج کو مناسب طریقے سے ریگولیٹ کیا جائے۔
بڑے پیمانے پر بیٹری اسٹوریج سسٹمز کے لیے تھرمل مینجمنٹ کو صحیح کرنا بالکل ناگزیر ہے۔ جب درجہ حرارت کو مناسب طریقے سے کنٹرول نہیں کیا جاتا، تو یہ بیٹریز کی عمر کو تاہم 30% تک کم کر سکتا ہے، 2022 میں ڈی این وی کی تحقیق کے مطابق۔ آج کے زیادہ تر صنعتی ضوابط میں بیک اپ کولنگ سسٹمز کے ساتھ ساتھ ایسی فائر سپریشن ٹیکنالوجی کی بھی ضرورت ہوتی ہے جو صرف آٹھ سیکنڈ کے اندر خطرناک حد تک گرم ہونے کی صورت کو روک دے۔ مالیاتی پہلو کو دیکھتے ہوئے، تھرمل مینجمنٹ بی ایس ایس سسٹم نصب کرنے کی کل لاگت کا تقریباً 18% حصہ ہوتا ہے۔ 100 میگا واٹ کی سہولت کی صورت میں، یہ عموماً تقریباً 1.2 ملین ڈالر کے اخراجات میں اضافہ کرتی ہے۔ یہ کافی زیادہ رقم ہے، لیکن دیکھتے ہوئے کہ یہ سسٹمز حرارتی مسائل کے لحاظ سے کتنے حساس ہیں، ضروری بھی ہے۔
لیتھیم آئن بیٹریاں نئی سورجی اسٹوریج پروجیکٹس کا 92% حصہ حاصل کر چکی ہیں (ووڈ میکنزی 2024)، تاہم ڈویلپرز کو ایک اہم تناقض کا سامنا ہے:
2024 کے لازارڈ مطالعہ سے ظاہر ہوا کہ بیٹری بینکس کو 20 فیصد بڑھا کر 30 فیصد طویل سسٹم لائف اسپین کے ذریعے منصوبے کے ROI کو بڑھاتا ہے اگرچہ ابتدائی لاگت زیادہ ہوتی ہے۔
حکومتی پالیسیوں میں تبدیلیاں ملک بھر میں سورجی بیٹریوں کی تنصیب کی رفتار اور اس کے ہونے میں حقیقی فرق ڈال رہی ہیں۔ ریاستہائے متحدہ کے لگ بھگ پندرہ ریاستوں نے 50 میگا واٹ سے بڑے کسی بھی نئے سورجی فارم کے لیے توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کی ضرورت شروع کر دی ہے۔ اسی وقت، فیرک آرڈر 841 کے نام سے ایک چیز ہے جو بجلی کی کمپنیوں کو ہول سیل مارکیٹوں میں ادائیگی کرنے کے طریقے کو تبدیل کرتی رہتی ہے۔ SEIA کے مطابق، اگر ہم ان تمام اجازت ناموں اور دستاویزات کی ضروریات کو سادہ کر سکیں، تو ہمیں 2026 تک تقریباً 15 گیگا واٹ کی سورجی توانائی اور ذخیرہ کرنے کے منصوبوں کو آگے بڑھتے دیکھ سکتے ہیں۔ یہ اس لیے ہوگا کہ تمام فریق بنیادی حفاظتی قواعد اور گرڈ کے مختلف حصوں کے مطابق آپس میں جڑنے کے طریقہ کار پر متفق ہیں۔
کیلیفورنیا میں موس لینڈنگ کی تنصیب کو ایک مثال کے طور پر لیں کہ جب دھوپ کے بوریوں اور بیٹریوں کا اشتراک ہوتا ہے تو پیک وقت کے دوران گرڈ کی پریشانیوں کا مقابلہ کیسے کیا جاتا ہے۔ اس جگہ تقریباً 1.6 گیگا واٹ گھنٹے کے ذخیرہ کی صلاحیت سولر پینلز سے منسلک ہے، جس کا مطلب یہ ہے کہ یہ رات کے وقت جب لوگوں کو بجلی کی سب سے زیادہ ضرورت ہوتی ہے، تقریباً 300,000 گھروں کو چار گھنٹے تک بجلی فراہم کر سکتی ہے۔ اس معاملے میں سب سے دلچسپ بات یہ ہے کہ سسٹم نے ہر سال گرڈ آپریٹرز کے لیے فریکوئینسی کو ریگولیٹ کرنے کی اپنی صلاحیت کی وجہ سے تقریباً 28 ملین ڈالر جرمانوں میں کمی کر دی۔ یہاں تک کہ جب گزشتہ سمر میں جنگل کی آگ سے ٹرانسمیشن نیٹ ورک کے کچھ حصوں کی فراہمی بند ہو گئی تھی، تب بھی اس نے تقریبا 98 فیصد کارکردگی برقرار رکھی۔
فلوریڈا میں سولر بیٹری کی سب سے بڑی تنصیب، جس کی گنجائش 900 میگا واٹ گھنٹہ ہے، نے طوفانی موسم کے دوران فوسل فیول پیکر پلانٹس کے استعمال کو تقریباً 40 فیصد تک کم کر دیا، بہترین ڈسپیچ ایلگورتھم کی بدولت۔ اس نظام کو کامیاب بنانے والی بات یہ ہے کہ اس کو ایک قریبی 75 میگا واٹ کے سولر فارم کے ساتھ ضم کیا گیا ہے۔ دوپہر کے وقت پیدا ہونے والی سولر توانائی کو محفوظ کر کے، بیٹریاں روزانہ 7 سے 9 بجے شام کے وقت بجلی کی طلب میں اضافے کے دوران بجلی فراہم کر سکتی ہیں۔ اس ذہین حکمت عملی کی بدولت سالانہ صرف کنجریشن لاگت میں 3.2 ملین ڈالر کی بچت ہوتی ہے۔ حقیقی جادو اس وقت ہوتا ہے جب طوفانی دن آتے ہیں اور گرڈ کو اضافی حمایت کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن روایتی بجلی کے ذرائع متاثر ہو سکتے ہیں یا انہیں مکمل طور پر چلانا مہنگا ہو سکتا ہے۔
ایک حالیہ 300 میگاواٹ/450 میگاواٹ آن گھنٹہ ٹیسلا میگا پیک سیٹ اپ اس بات کا مظہر ہے کہ جب بجلی کے جال کو مزید حمایت کی ضرورت ہوتی ہے تو سورج کی بیٹریاں کس طرح مدد کر سکتی ہیں۔ 2023 میں، اچانک ایک بڑے کوئلہ سے چلنے والے پلانٹ کے بند ہونے کے بعد، یہ بیٹریاں صرف 140 ملی سیکنڈ کے اندر اندر کام کرنے لگ گئیں۔ یہ تقریباً 60 گنا تیز ہے جتنی دیر لگتی ہے پرانے طرز کے حرارتی بجلی کے پلانٹس کو کام کرنے میں۔ اس تیز ردعمل کی وجہ سے، تقریباً 650 ہزار گھروں کو اس صورت حال میں بجلی ملتی رہی جو کہ ایک بڑے بجلی کے ناکام ہونے کا سبب بن سکتی تھی۔ اس بات کو اور بھی قابل ذکر بناتا ہے کہ اس نظام نے دن بھر میں مسلسل کچھ حد تک استعمال ہونے کے باوجود 92 فیصد کارکردگی برقرار رکھی۔ یہ حقیقی دنیا کی کارکردگی اس بات کی مضبوط دلیل ہے کہ مختلف توانائی کے ذرائع کو جوڑنا اچھی طرح سے کام کرتا ہے، ہماری موجودہ بجلی کی بنیادی ڈھانچے میں توانائی کے نئے ذرائع کو شامل کرنا آسان بنا دیتا ہے بغیر یہ قربانی دیے کہ یہ قابل بھروسہ رہے۔
آج کل مصنوعی ذہانت کی بدولت سورجی بیٹری سسٹمز زیادہ پیچیدہ ہو رہے ہیں جو ان کے چارج اور ڈسچارج کے علاوہ گرڈ کے ساتھ تعامل کو بھی بہتر بنا دیتی ہے۔ اسمارٹ سافٹ ویئر موسم، بجلی کی قیمت میں روزانہ تبدیلی اور موجودہ توانائی استعمال کے رجحانات جیسی چیزوں کا جائزہ لیتی ہے۔ 2025 کی رپورٹ کے مطابق اسٹارٹس ان سائٹس کے مطابق، یہ ذہی سسٹم آپریشن چلانے والے افراد کے لیے سرمایہ کاری کی واپسی میں 12 فیصد سے 18 فیصد تک اضافہ کر سکتا ہے جو پرانے مستقل نظام کے مقابلے بہتر ہے۔ بڑے پیمانے پر تنصیبات میں جہاں متعدد بیٹریاں شامل ہیں، مشین لرننگ خود بخود مختلف بیٹری بینکوں اور انورٹرز کے درمیان توانائی منتقل کر دیتی ہے۔ اس سے بیٹریوں کو تیزی سے خراب ہونے سے بچایا جا سکتا ہے اور وولٹیج میں فرق کو تقریباً 2 فیصد سے کم رکھا جا سکتا ہے، جو کمزور یا غیر مستحکم گرڈ کی حمایت کے لیے بہت ضروری ہے۔
سورج-ہوا-بیٹری ہائبرڈز اب نئی توانائی کی تنصیبات کا 34% حصہ ڈالتے ہیں، جو 24/7 صاف توانائی کی فراہمی کو یوں یقینی بناتے ہیں:
حالیہ مطالعات میں ہائبرڈ پلانٹس کی 92% گنجائش استعمال کی نشاندہی کی گئی ہے جو اکیلے سورج کے میدانوں کے مقابلے میں 78% ہے، جبکہ مشترکہ اسٹوریج کی انضمام سے 83% متغیر پیداوار کے فرق کو کم کیا جاتا ہے۔