هل تصبح بطاريات الصوديوم-أيون الورقة الرابحة في سباق تخزين الطاقة عالميًا؟

مقدمة

تشهد تقنيات تخزين الطاقة تحولًا نوعيًا مع اقتراب بطاريات الصوديوم-أيون من مرحلة الجاهزية السوقية. فشركة Peak Energy  الناشئة في الولايات المتحدة وقّعت مؤخرًا أحد أكبر العقود طويلة الأجل في هذا المجال، لتوريد ما يصل إلى 4.75  جيجاوات-ساعة من أنظمة التخزين لصالح مطوّر مشروعات التخزين على مستوى الشبكة Jupiter Power  خلال الفترة من 2027 إلى 2030.

هذا الاتفاق لا يمثل صفقة تجارية ضخمة فحسب، بل يعكس أيضًا اتجاهًا أوسع سبق أن سلّطت الضوء عليه دراسة مشتركة بين معهد فراونهوفر لإنتاج خلايا البطاريات FFB وجامعة مونستر؛ مفاده أن بطاريات الصوديوم-أيون باتت تقف على عتبة التصنيع الصناعي واسع النطاق.

بديل واعد يحمل قيمة استراتيجية

تُقدَّم بطاريات الصوديوم-أيون اليوم كأحد أهم البدائل لتقنية الليثيوم-أيون، لكن أهميتها تتجاوز كونها ” خيارًا إضافيًا “ إلى كونها أصلًا استراتيجيًا للأمن الطاقي وسلاسل الإمداد، وذلك لعدة أسباب:

1.     وفرة المواد الخام

الصوديوم عنصر متوفر بكثرة على مستوى العالم، في القشرة الأرضية ومياه البحار، ما يقلل الاعتماد على مناطق جغرافية محدودة كما هو الحال مع الليثيوم والنيكل والكوبالت. هذه الوفرة تعني سلاسل توريد أكثر استقرارًا وأقل عرضة للتوترات الجيوسياسية.

2.     أثر بيئي أقل

تُظهر تركيبات الكاثود من نوع NFPP  ثباتية دورية عالية وبصمة كربونية أقل مقارنة بكثير من كيميائيات الليثيوم-أيون، ما يجعل بطاريات الصوديوم-أيون خيارًا جذابًا في سياق سياسات إزالة الكربون والتشريعات البيئية الأكثر صرامة.

3.     أداء جيد في نطاق حراري واسع

تستطيع هذه البطاريات العمل ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة، ما يسمح بالاستغناء عن أنظمة تكييف معقدة ومكلفة، ويخفض تكاليف التشغيل والصيانة، خصوصًا في أنظمة التخزين الثابتة على مستوى الشبكة.

من المختبر إلى “Giga Factory”: جاهزية للتصنيع الصناعي

في الوقت الذي تقود فيه الصين التوسع العالمي في إنتاج خلايا الصوديوم-أيون، تعمل ألمانيا بالتوازي على بناء قاعدة صناعية محلية لهذه التقنية، بهدف تعزيز السيادة التكنولوجية وتقليل الاعتماد على الواردات.

تركز الاستراتيجية الألمانية على ما يُعرف بـ استراتيجية  “Drop-in”، أي الاستفادة من التشابه الكبير في تصميم خلايا الصوديوم-أيون مع خلايا الليثيوم-أيون، بحيث يمكن—على المدى المتوسط—إنتاج كلا النوعين على خطوط التصنيع نفسها. لكن تحقيق هذا الطموح يتطلب:

• تطوير سلسلة إمداد أوروبية للمواد الفعالة والإلكتروليتات والمكوّنات،
• تكييف معدات الإنتاج الحالية لتناسب المتطلبات الخاصة بكيميائيات الصوديوم-أيون.

دور فراونهوفر FFB : ربط البحث بالتوسّع الصناعي

يتصدر معهد فراونهوفر لإنتاج خلايا البطاريات FFB جهود بناء منظومة إنتاج أوروبية لتقنيات البطاريات الجديدة.

• منشأة FFB PreFab دخلت بالفعل مرحلة التشغيل،
• ومنشأة FFB Fab الأكبر قيد الإنشاء في مدينة مونستر.

هذان الموقعان يوفّران بيئة بحث وتطوير متكاملة يمكن من خلالها:

• تصميم كيميائيات وخلايا جديدة،
• اختبارها والتحقق من جاهزيتها،
• ثم توسيع نطاقها إلى مستويات شبه صناعية باستخدام معدات أوروبية بالكامل.

إلى جانب ذلك، يعمل المعهد مع شركاء من الصناعة والجامعات لتسريع نقل التكنولوجيا من المختبر إلى خطوط الإنتاج.

مشاريع الصوديوم-أيون في ألمانيا: منظومة متكاملة من البحث إلى السوق

1.     مشروع Na.Ion.NRW

يركّز هذا المشروع على تطوير خلايا صوديوم-أيون كبيرة الحجم على نطاق تجريبي. يضمّ التحالف:

• معهد فراونهوفر FFB،
• مركز أبحاث البطاريات MEET في مونستر،
• كرسي هندسة إنتاج مكوّنات المركبات الكهربائية في جامعة RWTH Aachen،
• وشركات صناعية مثل Hoppecke وE-Lyte وPEM Motion

يتم ضمن المشروع تصنيع خلايا تجريبية وبناء نماذج أولية (Modules) من خلايا تجارية ومطوَّرة محليًا، مع تقييم إمكانية تشغيلها كـ Drop-in  على خطوط إنتاج الليثيوم-أيون الحالية.

2.     مشروع Safe. SIB

يركّز هذا المشروع على تطوير بطاريات صوديوم-أيون آمنة، مستقرة وقابلة للتوسّع للاستخدام في التخزين الثابت. ويشمل نطاق العمل:

• تطوير إلكتروليتات غير قابلة للاشتعال،
• خلايا Pouch كبيرة السعة،
• اختبارات متقدمة للسلامة والأداء،
• وبناء نموذج تخزين ثابت (Stationary Demonstrator) يبرهن جاهزية التقنية للتطبيقات العملية.

الهدف هو وضع أساس تكنولوجي لأنظمة تخزين متينة ومنخفضة التكلفة، مع مستوى أمان عالٍ يلائم التطبيقات الشبكية.

3.     مشروع SIBDE  أحد أكبر التجمعات البحثية في أوروبا

يُعد مشروع SIBDE  من أكبر الاتحادات البحثية الأوروبية في مجال بطاريات الصوديوم-أيون، ويضم في مرحلته الأولى 21  شريكًا يعملون على:

• تطوير المواد الفعالة للكاثود والأنود،
• تصميم إلكتروليتات متقدمة،
• إنتاج خلايا تجريبية،
• وإجراء تقييمات تقنية–اقتصادية لجدوى التوسّع الصناعي.

في المرحلة الثانية، المقرر انطلاقها عام 2026، يرتفع عدد الشركاء إلى 27  جهة من بينها BMW وVarta وHoppecke  وJungheinrich  وغيرهم. وسيتركز العمل على:

• الانتقال إلى الإنتاج الصناعي واسع النطاق،
• دراسة إمكانات إعادة التدوير،
• وتطوير نماذج دورات مغلقة (Closed Loops) لسلسلة القيمة، بما يعزز الاقتصاد الدائري في قطاع البطاريات.

رؤية علمية موثقة: أين تقف الصوديوم-أيون من الليثيوم-أيون؟

يقدّم معهد فراونهوفر FFB دراسة متخصصة لمقارنة الحالة الفنية الراهنة لخلايا الصوديوم-أيون مع نظيراتها من الليثيوم-أيون، من خلال:

• نمذجة الكثافة الطاقية،
• حساب البصمة الكربونية،
• تحليل سلاسل التوريد،
• وتقدير إمكانات خفض التكلفة عند التوسّع الصناعي.

هذه النتائج تساعد صناع القرار والشركات على تحديد ما إذا كانت صوديوم-أيون مرشحة لمنافسة الليثيوم-أيون في نفس القطاعات، أم للعب دور تكاملي يُخصص لتطبيقات التخزين الثابت والتخزين منخفض التكلفة.

خلاصة: من “تقنية واعدة” إلى ركيزة محتملة لسوق التخزين العالمي

التطورات المتسارعة—من عقود التوريد الضخمة التي تقودها شركات مثل  Peak Energy، إلى البرامج البحثية والصناعية الكبرى في أوروبا—تشير بوضوح إلى أن بطاريات الصوديوم-أيون تجاوزت مرحلة المفهوم المعملي لتصبح خيارًا صناعيًا جادًا في مشهد تخزين الطاقة.

ومع تزايد الحاجة عالميًا إلى:

• تخزين طويل الأمد على مستوى الشبكات،
• تنويع سلاسل الإمداد وتقليل الاعتماد على معادن حرجة،
• خفض البصمة الكربونية لأنظمة التخزين،

فإن تقنية الصوديوم-أيون مرشحة لأن تكون أحد الأعمدة الرئيسية في منظومة بطاريات المستقبل، لا سيما في التخزين الثابت والتطبيقات التي تكون فيها التكلفة والاستدامة والأمان أهم من تحقيق أعلى كثافة طاقة ممكنة.

📚  المصدر:

Wyboris, M. (2025, November 28). Sodium-Ion Technology Moves Toward Market Readiness. Battery-News. Retrieved from https://battery-news.de/en/2025/11/28/sodium-ion-technology-moves-toward-market-readiness/