Grid energy storage
گرڈ انرجی اسٹوریج (جسے بڑے پیمانے پر انرجی اسٹوریج بھی کہا جاتا ہے) برقی پاور گرڈ کے اندر بڑے پیمانے پر انرجی اسٹوریج کے لیے استعمال ہونے والے طریقوں کا مجموعہ ہے۔ برقی توانائی اس وقت ذخیرہ کی جاتی ہے جب بجلی وافر مقدار میں اور سستی ہو (خاص طور پر وقفے وقفے سے بجلی کے ذرائع جیسے ونڈ پاور، ٹائڈل پاور اور سولر پاور سے قابل تجدید بجلی) یا جب مانگ کم ہو، اور بعد میں جب مانگ زیادہ ہو تو گرڈ میں واپس آ جاتی ہے، اور بجلی کی قیمتیں زیادہ ہوتی ہیں۔ گرڈ انرجی اسٹوریج کی سب سے بڑی شکل ڈیمڈ ہائیڈرو الیکٹرکٹی ہے، جس میں روایتی ہائیڈرو الیکٹرک جنریشن کے ساتھ ساتھ پمپڈ اسٹوریج ہائیڈرو الیکٹرکٹی بھی ہے۔ بیٹری اسٹوریج میں ہونے والی پیشرفتوں نے تجارتی طور پر قابل عمل منصوبوں کو چوٹی کی پیداوار کے دوران توانائی کو ذخیرہ کرنے اور چوٹی کی طلب کے دوران خارج کرنے کے قابل بنایا ہے، اور استعمال کے لیے جب پیداوار غیر متوقع طور پر گر جاتی ہے تو آہستہ جواب دینے والے وسائل کو آن لائن لانے کے لیے وقت دیا جاتا ہے۔ گرین ہائیڈروجن، جو قابل تجدید یا نسبتا کم کاربن کے اخراج کے ذرائع سے پیدا ہونے والی بجلی کے ذریعے پانی کے برقی تجزیہ سے پیدا ہوتا ہے، پمپڈ اسٹوریج ہائیڈرو الیکٹرکٹی یا بیٹریوں کے مقابلے میں سرمائے کے اخراجات کے لحاظ سے طویل مدتی قابل تجدید توانائی کے ذخیرے کا ایک زیادہ کفایتی ذریعہ ہے۔ گرڈ اسٹوریج کے دو متبادل سپلائی کے فرق کو پر کرنے کے لیے پیکنگ پاور پلانٹس کا استعمال اور دوسرے اوقات میں لوڈ منتقل کرنے کے لیے ڈیمانڈ رسپانس ہیں۔ فوائد کسی بھی برقی پاور گرڈ کو بجلی کی پیداوار کو کھپت سے ملانا چاہیے، یہ دونوں وقت کے ساتھ بہت مختلف ہوتے ہیں۔ توانائی کے ذخیرے اور طلب کے ردعمل کے کسی بھی امتزاج کے یہ فوائد ہیں: ایندھن پر مبنی بجلی گھر (یعنی۔ کوئلہ، تیل، گیس، نیوکلیئر) زیادہ موثر اور مستقل پیداوار کی سطحوں پر آسانی سے چلایا جا سکتا ہے، وقفے وقفے سے پیدا ہونے والی بجلی کو ذخیرہ کیا جا سکتا ہے اور بعد میں استعمال کیا جا سکتا ہے، جبکہ اسے بصورت دیگر کہیں اور فروخت کے لیے منتقل کرنا پڑے گا، یا پیک جنریٹنگ یا ٹرانسمیشن کی صلاحیت کو بند کرنا پڑے گا، جس سے تمام اسٹوریج کی کل صلاحیت کے ساتھ موخر بوجھ (ڈیمانڈ سائیڈ مینجمنٹ دیکھیں) کو کم کیا جا سکتا ہے، اس صلاحیت کے اخراجات کو زیادہ مستحکم قیمتوں میں بچایا جا سکتا ہے-اسٹوریج یا ڈیمانڈ مینجمنٹ کی لاگت کو قیمتوں میں شامل کیا جاتا ہے لہذا صارفین سے وصول کی جانے والی بجلی کی شرحوں میں کم تغیر ہوتا ہے، یا متبادل طور پر (اگر شرحوں کو قانون کے ذریعے مستحکم رکھا جاتا ہے) یوٹیلیٹی کو مہنگے آن پیک ہول سیل پاور کی شرحوں سے کم نقصان ہوتا ہے جب درآمد شدہ ہول سیل پاور ایمرجنسی تیاری کے ذریعے چوٹی کی طلب کو پورا کرنا ضروری ہوتا ہے-اہم ضروریات کو قابل اعتماد طریقے سے پورا کیا جا سکتا ہے۔ اس طرح، اسٹوریج کی عدم موجودگی میں قابل تجدید توانائی برقی افادیت کے لیے خصوصی چیلنجز پیش کرتی ہے۔ اگرچہ ہوا کے بہت سے الگ الگ ذرائع کو جوڑنے سے مجموعی تغیر کو کم کیا جا سکتا ہے، سورج قابل اعتماد طور پر رات کو دستیاب نہیں ہوتا ہے، اور سمندری طاقت چاند کے ساتھ منتقل ہوتی ہے، اس لیے دن میں چار بار سست لہریں آتی ہیں۔ یہ کسی بھی دی گئی افادیت کو کتنا متاثر کرتا ہے یہ نمایاں طور پر مختلف ہوتا ہے۔ موسم گرما کی چوٹی کی افادیت میں، زیادہ شمسی توانائی کو عام طور پر جذب کیا جا سکتا ہے اور طلب کے مطابق ملایا جا سکتا ہے۔ موسم سرما کی چوٹی کی افادیت میں، کم حد تک، ہوا گرمی کی طلب سے متعلق ہے اور اس مانگ کو پورا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ان عوامل پر منحصر ہے، کل پیداوار کے تقریبا 20-40% سے آگے، گرڈ سے منسلک وقفے وقفے سے ذرائع جیسے شمسی توانائی اور ونڈ پاور کو گرڈ انٹر کنیکشن، گرڈ انرجی اسٹوریج یا ڈیمانڈ سائیڈ مینجمنٹ میں سرمایہ کاری کی ضرورت ہوتی ہے۔ توانائی کے ذخیرے کے بغیر برقی گرڈ میں، ایندھن (کوئلہ، بائیو ماس، قدرتی گیس، نیوکلیئر) کے اندر ذخیرہ شدہ توانائی پر انحصار کرنے والی پیداوار کو وقفے وقفے سے برقی پیداوار میں اضافے اور گراوٹ سے ہم آہنگ کرنے کے لیے اوپر اور نیچے کیا جانا چاہیے (پاور پلانٹ کے بعد بوجھ دیکھیں)۔ اگرچہ ہائیڈرو الیکٹرک اور قدرتی گیس پلانٹس کو ہوا کی پیروی کرنے کے لیے تیزی سے اوپر یا نیچے کیا جا سکتا ہے، کوئلے اور جوہری پلانٹس کو بوجھ کا جواب دینے میں کافی وقت لگتا ہے۔ کم قدرتی گیس یا پن بجلی کی پیداوار والی یوٹیلیٹیز اس طرح ڈیمانڈ مینجمنٹ، گرڈ انٹر کنیکشنز یا مہنگے پمپڈ اسٹوریج پر زیادہ انحصار کرتی ہیں۔ فرانسیسی مشاورتی فرم یول ڈویلپمنٹ کا تخمینہ ہے کہ "اسٹیشنری اسٹوریج" مارکیٹ 2023 تک 13.5 بلین ڈالر کا موقع بن سکتی ہے، جبکہ 2015 میں یہ 1 بلین ڈالر سے بھی کم تھی۔ ڈیمانڈ سائیڈ مینجمنٹ اور گرڈ اسٹوریج ڈیمانڈ سائیڈ بھی گرڈ سے بجلی ذخیرہ کر سکتا ہے، مثال کے طور پر بیٹری چارج کرنے والی برقی گاڑی گاڑی کے لیے توانائی ذخیرہ کرتی ہے اور اسٹوریج ہیٹر، ڈسٹرکٹ ہیٹنگ اسٹوریج یا آئس اسٹوریج عمارتوں کے لیے تھرمل اسٹوریج فراہم کرتی ہے۔ فی الحال یہ اسٹوریج صرف دن کے آف پیک وقت میں کھپت کو منتقل کرنے کے لیے کام کرتا ہے، گرڈ میں بجلی واپس نہیں کی جاتی ہے۔ چوٹی بجلی فراہم کرنے کے لیے گرڈ اسٹوریج کی ضرورت کو استعمال کی قیمتوں کے ڈیمانڈ سائیڈ ٹائم سے کم کیا جاتا ہے، جو سمارٹ میٹر کے فوائد میں سے ایک ہے۔ گھریلو سطح پر، صارفین کپڑے دھونے اور خشک کرنے، ڈش واشر استعمال کرنے، شاور لینے اور کھانا پکانے کے لیے کم مہنگے آف پیک اوقات کا انتخاب کر سکتے ہیں۔ اس کے ساتھ ساتھ تجارتی اور صنعتی صارفین کچھ عمل کو آف پیک اوقات میں موخر کرکے لاگت کی بچت سے فائدہ اٹھائیں گے۔ ہوا کی طاقت کے غیر متوقع آپریشن سے علاقائی اثرات نے انٹرایکٹو ڈیمانڈ رسپانس کی ایک نئی ضرورت پیدا کردی ہے، جہاں افادیت مانگ کے ساتھ بات چیت کرتی ہے۔ تاریخی طور پر یہ صرف بڑے صنعتی صارفین کے تعاون سے کیا جاتا تھا، لیکن اب اسے پورے گرڈ تک بڑھایا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، یورپ میں چند بڑے پیمانے کے منصوبے صنعتی فوڈ فریزر کے بوجھ کو تبدیل کرنے کے لیے ہوا کی طاقت میں تغیرات کو جوڑتے ہیں، جس کی وجہ سے درجہ حرارت میں چھوٹے تغیرات ہوتے ہیں۔ اگر گرڈ وسیع پیمانے پر بات چیت کی جائے تو ہیٹنگ/کولنگ درجہ حرارت میں چھوٹی تبدیلیاں گرڈ بھر میں کھپت کو فوری طور پر تبدیل کر دیں گی۔ دسمبر 2013 میں ریاستہائے متحدہ کے محکمہ توانائی کی طرف سے جاری کردہ ایک رپورٹ میں برقی گرڈ میں توانائی کے ذخیرے اور ڈیمانڈ سائیڈ ٹیکنالوجیز کے ممکنہ فوائد کو مزید بیان کیا گیا ہے: "برقی نظام کو جدید بنانے سے قوم کو متوقع توانائی کی ضروریات کو سنبھالنے کے چیلنج کا مقابلہ کرنے میں مدد ملے گی-بشمول قابل تجدید ذرائع سے زیادہ توانائی کو مربوط کرکے اور غیر قابل تجدید توانائی کے عمل سے کارکردگی میں اضافہ کرکے آب و ہوا کی تبدیلی سے نمٹنا۔ برقی گرڈ کی ترقی کو ایک مضبوط اور لچکدار بجلی کی فراہمی کے نظام کو برقرار رکھنا چاہیے، اور توانائی کا ذخیرہ گرڈ کی آپریٹنگ صلاحیتوں کو بہتر بنانے، لاگت کو کم کرنے اور اعلی وشوسنییتا کو یقینی بنانے کے ساتھ ساتھ بنیادی ڈھانچے کی سرمایہ کاری کو موخر اور کم کرکے ان چیلنجوں سے نمٹنے میں اہم کردار ادا کر سکتا ہے۔ آخر میں، بیک اپ پاور کے ساتھ ساتھ گرڈ اسٹیبلائزیشن سروسز فراہم کرنے کی صلاحیت کی وجہ سے توانائی کا ذخیرہ ہنگامی تیاری کے لیے اہم کردار ادا کر سکتا ہے۔ یہ رپورٹ آفس آف الیکٹرسٹی ڈیلیوری اینڈ انرجی ریلیبلٹی، اے آر پی اے-ای، آفس آف سائنس، آفس آف انرجی ایفیشنسی اینڈ رینوایبل انرجی، سینڈیا نیشنل لیبارٹریز، اور پیسیفک نارتھ ویسٹ نیشنل لیبارٹری کی نمائندگی کرنے والے ڈویلپرز کے ایک بنیادی گروپ نے لکھی تھی ؛ یہ سب گرڈ انرجی اسٹوریج کی ترقی میں مصروف ہیں۔ گرڈ ایپلی کیشنز کے لیے توانائی ذخیرہ کرنا توانائی ذخیرہ کرنے والے اثاثے برقی گرڈ کے لیے ایک قیمتی اثاثہ ہیں۔ وہ کارکردگی اور سپلائی سیکیورٹی کو بڑھانے کے لیے لوڈ مینجمنٹ، بجلی کے معیار اور بلاتعطل بجلی کی فراہمی جیسے فوائد اور خدمات فراہم کر سکتے ہیں۔ یہ توانائی کی منتقلی اور زیادہ موثر اور پائیدار توانائی کے نظام کی ضرورت کے حوالے سے زیادہ سے زیادہ اہم ہو جاتا ہے۔ توانائی ذخیرہ کرنے کی متعدد ٹیکنالوجیز (پمپڈ اسٹوریج ہائیڈرو الیکٹرکٹی، الیکٹرک بیٹری، فلو بیٹری، فلائی وہیل انرجی اسٹوریج، سپر کیپیسیٹر وغیرہ) گرڈ پیمانے کی ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں، تاہم ان کی خصوصیات مختلف ہیں۔ مثال کے طور پر، ایک پمپڈ ہائیڈرو اسٹیشن اپنی بڑی صلاحیتوں اور طاقت کی صلاحیتوں کی وجہ سے بلک لوڈ مینجمنٹ ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔ تاہم، مناسب مقامات محدود ہوتے ہیں اور مقامی بجلی کے معیار کے مسائل سے نمٹنے میں ان کی افادیت کم ہو جاتی ہے۔ دوسری طرف، فلائی وہیل اور کیپسیٹرز بجلی کے معیار کو برقرار رکھنے میں سب سے زیادہ موثر ہیں لیکن بڑی ایپلی کیشنز میں استعمال ہونے کے لیے اسٹوریج کی صلاحیتوں کا فقدان ہے۔ یہ رکاوٹیں اسٹوریج کے اطلاق کے لیے ایک فطری حد ہیں۔ کئی مطالعات نے دلچسپی پیدا کی ہے اور بعض ایپلی کیشنز کے لیے زیادہ سے زیادہ توانائی ذخیرہ کرنے کی موزونیت یا انتخاب کی تحقیقات کی ہیں۔ ادبی سروے جدید ترین دستیاب معلومات پر مشتمل ہوتے ہیں اور موجودہ موجودہ منصوبوں کی بنیاد پر اسٹوریج کے استعمال کا موازنہ کرتے ہیں۔ دیگر مطالعات ایک دوسرے کے ساتھ توانائی کے ذخیرے کا جائزہ لینے میں ایک قدم اور آگے بڑھاتے ہیں اور متعدد معیارات کے فیصلے کے تجزیے کی بنیاد پر ان کی فٹنس کی درجہ بندی کرتے ہیں۔ ایک اور مقالے میں اسٹوریج کو مساوی سرکٹس کے طور پر جانچ اور ماڈلنگ کے ذریعے ایک تشخیصی اسکیم کی تجویز پیش کی گئی۔ چند مطالعات میں انڈیکسنگ کا نقطہ نظر بھی تجویز کیا گیا ہے، لیکن یہ ابھی نئے مراحل میں ہے۔ گرڈ سے منسلک توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کی بڑھتی ہوئی اقتصادی صلاحیت حاصل کرنے کے لیے، توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کے لیے ایک یا زیادہ ایپلی کیشنز کے لیے کئی خدمات کے ساتھ ایک پورٹ فولیو پر غور کرنا دلچسپی کا باعث ہے۔ ایسا کرنے سے، ایک ہی اسٹوریج کے ذریعے آمدنی کے کئی سلسلے حاصل کیے جا سکتے ہیں اور اس طرح استعمال کی ڈگری میں بھی اضافہ ہو سکتا ہے۔ دو مثالوں کا ذکر کرنے کے لیے، فریکوئنسی رسپانس اور ریزرو سروسز کے امتزاج کا جائزہ لیا جاتا ہے، اس دوران پاور اسموتنگ کے ساتھ مل کر لوڈ پیک شیونگ پر غور کیا جاتا ہے۔ فارم ایئر کمپریسڈ ایئر ایک گرڈ انرجی اسٹوریج کا طریقہ ہوا کو کمپریس کرنے کے لیے آف چوٹی یا قابل تجدید طور پر پیدا ہونے والی بجلی کا استعمال کرنا ہے، جو عام طور پر کسی پرانی کان یا کسی اور قسم کی ارضیاتی خصوصیت میں محفوظ ہوتی ہے۔ جب بجلی کی طلب زیادہ ہوتی ہے، تو کمپریسڈ ہوا کو تھوڑی مقدار میں قدرتی گیس کے ساتھ گرم کیا جاتا ہے اور پھر بجلی پیدا کرنے کے لیے ٹربو ایکسپینڈرس سے گزرتا ہے۔ کمپریسڈ ایئر اسٹوریج عام طور پر تقریبا 60-90% موثر ہوتی ہے۔ مائع ہوا بجلی ذخیرہ کرنے کا ایک اور طریقہ ہوا کو کمپریس اور ٹھنڈا کرنا ہے، اسے مائع ہوا میں تبدیل کرنا، جسے ذخیرہ کیا جا سکتا ہے، اور ضرورت پڑنے پر بڑھایا جا سکتا ہے، ٹربائن کو تبدیل کرنا، بجلی پیدا کرنا، جس میں 70 فیصد تک اسٹوریج کی کارکردگی ہوتی ہے۔ انگلینڈ کے شمال میں ایک تجارتی مائع ہوا توانائی ذخیرہ کرنے کا پلانٹ زیر تعمیر ہے، جس کے تجارتی آپریشن کا منصوبہ 2022 کے لیے بنایا گیا ہے۔ پلانٹ کی 250 میگاواٹ کی توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت دنیا کی سب سے بڑی موجودہ لتیم آئن بیٹری، جنوبی آسٹریلیا میں ہارنسڈیل پاور ریزرو کی صلاحیت سے تقریبا دگنی ہوگی۔ کمپریسڈ کاربن ڈائی آکسائیڈ گیس کاربن ڈائی آکسائیڈ کو گرڈ پیمانے پر توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے کمپریس کیا جا سکتا ہے۔ گیس اس کردار کے لیے اچھی طرح سے موزوں ہے کیونکہ، ہوا کے برعکس، یہ ماحول کے درجہ حرارت پر مائع بن جاتی ہے۔ مائع کو ضرورت پڑنے پر استعمال کے لیے ہائی پریشر سلنڈروں میں غیر معینہ مدت تک ذخیرہ کیا جا سکتا ہے۔ ٹیکنالوجی کا اہم حامی اسٹارٹ اپ کمپنی انرجی ڈوم ہے، جس نے 2022 میں سارڈینیا میں ایک 2.5MW/4MWh ڈیمنسٹریٹر پلانٹ بنایا۔ کمپنی 75 فیصد کی راؤنڈ ٹرپ کارکردگی اور اسٹوریج کی گنجائش کی 220 یورو/کلو واٹ گھنٹہ کی متوقع لاگت کا دعوی کرتی ہے، جو کہ لی-آئن بیٹریوں کا نصف ہے۔ بیٹریاں براہ راست موجودہ برقی طاقت کے ابتدائی دنوں میں بیٹری اسٹوریج کا استعمال کیا جاتا تھا۔ جہاں اے سی گرڈ پاور آسانی سے دستیاب نہیں تھی، ونڈ ٹربائنز یا اندرونی دہن انجنوں کے ذریعے چلائے جانے والے الگ تھلگ لائٹنگ پلانٹس چھوٹے موٹروں کو روشنی اور طاقت فراہم کرتے تھے۔ بیٹری کا نظام انجن کو شروع کیے بغیر یا ہوا کے پرسکون ہونے پر بوجھ کو چلانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ شیشے کے برتنوں میں لیڈ ایسڈ بیٹریوں کا ایک بینک دونوں لیمپ روشن کرنے کے ساتھ ساتھ بیٹریوں کو ری چارج کرنے کے لیے انجن شروع کرنے کے لیے طاقت فراہم کرتا ہے۔ بیٹری اسٹوریج ٹیکنالوجی عام طور پر نئے لتیم آئن ڈیوائسز کے لیے تقریبا 80 ٪ سے 90 ٪ سے زیادہ موثر ہوتی ہے۔ بجلی کی تقسیم کے نیٹ ورک کو مستحکم کرنے کے لیے بڑے سالڈ اسٹیٹ کنورٹرز سے منسلک بیٹری سسٹم کا استعمال کیا گیا ہے۔ کچھ گرڈ بیٹریاں قابل تجدید توانائی کے پلانٹس کے ساتھ مل کر واقع ہوتی ہیں، یا تو وقفے وقفے سے چلنے والی ہوا یا شمسی پیداوار کے ذریعے فراہم کردہ بجلی کو ہموار کرنے کے لیے، یا بجلی کی پیداوار کو دن کے دوسرے اوقات میں منتقل کرنے کے لیے جب قابل تجدید پلانٹ براہ راست بجلی پیدا نہیں کر سکتا (انسٹالیشن کی مثالیں دیکھیں)۔ یہ ہائبرڈ سسٹم (جنریشن اور اسٹوریج) یا تو قابل تجدید ذرائع کو جوڑتے وقت گرڈ پر دباؤ کو کم کر سکتے ہیں یا خود کفالت تک پہنچنے اور "آف دی گرڈ" کام کرنے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں (اسٹینڈ الون پاور سسٹم دیکھیں)۔ برقی گاڑی کی ایپلی کیشنز کے برعکس، اسٹیشنری اسٹوریج کے لیے بیٹریاں بڑے پیمانے پر یا حجم کی رکاوٹوں کا شکار نہیں ہوتی ہیں۔ تاہم، توانائی اور طاقت کی بڑی مقدار کی وجہ سے، فی پاور یا توانائی یونٹ کی لاگت اہم ہے۔ گرڈ اسکیل اسٹوریج کے لیے ٹیکنالوجی کی دلچسپی کا اندازہ لگانے کے لیے متعلقہ میٹرکس ڈبلیو ایچ/کلوگرام (یا ڈبلیو/کلوگرام) کے بجائے $/ڈبلیو ایچ (یا $/ڈبلیو) ہے۔ الیکٹرو کیمیکل گرڈ اسٹوریج کو برقی گاڑی کی ترقی کی بدولت ممکن بنایا گیا، جس کی وجہ سے بیٹریوں کی پیداواری لاگت میں $300/kWh سے کم تیزی سے کمی واقع ہوئی۔ پیداوار کے سلسلے کو بہتر بنا کر، بڑی صنعتوں نے 2020 کے آخر تک 150 ڈالر فی کلو واٹ تک پہنچنے کا ہدف رکھا، لیکن حقیقت میں 140 ڈالر فی کلو واٹ تک پہنچ گئے۔ بیٹری کی قیمتوں میں کمی کی شرح نے مستقل طور پر زیادہ تر تخمینوں کو پیچھے چھوڑ دیا ہے، جو 2021 میں 132 ڈالر فی کلو واٹ تک پہنچ گئی ہے۔ یہ بیٹریاں لتیم آئن ٹیکنالوجی پر انحصار کرتی ہیں، جو موبائل ایپلی کیشنز (زیادہ قیمت، زیادہ کثافت) کے لیے موزوں ہے۔ گرڈ کے لیے بہتر بنائی گئی ٹیکنالوجیز کو کم لاگت فی کلو واٹ پر توجہ دینی چاہیے۔ لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹریاں گاڑیوں اور گرڈ اسٹوریج دونوں میں تیزی سے استعمال ہو رہی ہیں کیونکہ ان کی کم لاگت، پیمانے اور بہت سے ایپلی کیشنز کے لیے قابل قبول توانائی کی کثافت ہے۔ گرڈ پر مبنی بیٹری ٹیکنالوجیز سوڈیم آئن بیٹریاں لتیم آئن کا ایک سستا اور پائیدار متبادل ہیں، کیونکہ سوڈیم لتیم سے کہیں زیادہ وافر اور سستا ہے، لیکن اس میں بجلی کی کثافت کم ہے۔ تاہم، وہ اب بھی اپنی نشوونما کے ابتدائی مراحل میں ہیں۔ آٹوموٹو پر مبنی ٹیکنالوجیز ٹھوس الیکٹروڈ پر انحصار کرتی ہیں، جن میں توانائی کی کثافت زیادہ ہوتی ہے لیکن مینوفیکچرنگ کے مہنگے عمل کی ضرورت ہوتی ہے۔ مائع الیکٹروڈ ایک سستے اور کم گھنے متبادل کی نمائندگی کرتے ہیں کیونکہ انہیں کسی پروسیسنگ کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ پگھلی ہوئی نمک/مائع دھات کی بیٹریاں یہ بیٹریاں دو پگھلی ہوئی دھات کے مرکب پر مشتمل ہوتی ہیں جو الیکٹرولائٹ سے الگ ہوتی ہیں۔ ان کی تیاری آسان ہے لیکن مرکب دھاتوں کو مائع حالت میں رکھنے کے لیے کئی سو ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس ٹیکنالوجی میں زیبرا، سوڈیم سلفر بیٹریاں اور مائع دھات شامل ہیں۔ جاپان اور امریکہ میں گرڈ اسٹوریج کے لیے سوڈیم سلفر کی بیٹریاں استعمال کی جا رہی ہیں۔ الیکٹرولائٹ ٹھوس بیٹا الومینا پر مشتمل ہوتا ہے۔ مائع دھات کی بیٹری، جسے پی آر کے گروپ نے تیار کیا ہے۔ ڈونلڈ سڈووے، میگنیشیم اور اینٹیمنی کے پگھلے ہوئے مرکب کا استعمال کرتا ہے جو برقی طور پر موصلیت والے پگھلے ہوئے نمک سے الگ ہوتا ہے۔ اسے ایم آئی ٹی اسپن آف کمپنی امبری کے ذریعے مارکیٹ میں لایا جا رہا ہے، جسے فی الحال رینو، نیواڈا کے قریب ٹیرا اسکیل ڈیٹا سینٹر کمپنی کے لیے پہلا 250 ایم ڈبلیو ایچ سسٹم نصب کرنے کا معاہدہ کیا گیا ہے۔ بہاؤ والی بیٹریاں ریچارج ایبل بہاؤ والی بیٹریوں میں، مائع الیکٹروڈ کمرے کے درجہ حرارت پر پانی میں منتقلی دھاتوں پر مشتمل ہوتے ہیں۔ انہیں تیز ردعمل اسٹوریج میڈیم کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ونیڈیم ریڈوکس بیٹریاں بہاؤ بیٹری کی ایک قسم ہیں۔ مختلف مقامات پر مختلف فلو بیٹریاں نصب ہیں جن میں ہکسلے ہل ونڈ فارم (آسٹریلیا)، ہوکائڈو (جاپان) میں تومری ونڈ ہلز کے ساتھ ساتھ غیر ونڈ فارم ایپلی کیشنز بھی شامل ہیں۔ سورنے ہل ونڈ فارم (آئرلینڈ) میں 12 میگاواٹ ایچ فلو بیٹری نصب کی جانی تھی۔ یہ ذخیرہ کرنے کے نظام عارضی ہوا کے اتار چڑھاؤ کو ہموار کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں۔ ہائیڈروجن برومائڈ کو یوٹیلیٹی اسکیل فلو ٹائپ بیٹری میں استعمال کے لیے تجویز کیا گیا ہے۔ مثال کے طور پر پورٹو ریکو میں 15 منٹ (5 میگاواٹ گھنٹہ) کے لیے 20 میگاواٹ کی گنجائش والا نظام جزیرے پر پیدا ہونے والی بجلی کی تعدد کو مستحکم کرتا ہے۔ ایک طویل ٹرانسمیشن لائن کے اختتام پر وولٹیج کو مستحکم کرنے کے لیے 2003 میں فیئربینکس الاسکا میں 27 میگاواٹ 15 منٹ (6.75 میگاواٹ گھنٹہ) کا نکل-کیڈیمیم بیٹری بینک نصب کیا گیا تھا۔ 2014 میں، جنوبی کیلیفورنیا ایڈیسن نے تہاچپی انرجی اسٹوریج پروجیکٹ شروع کیا تھا۔ 2016 میں، گرڈ اسٹوریج ایپلی کیشنز میں استعمال کے لیے زنک آئن بیٹری کی تجویز پیش کی گئی تھی۔ 2017 میں، کیلیفورنیا پبلک یوٹیلیٹیز کمیشن نے اونٹاریو، کیلیفورنیا میں میرا لوما سب اسٹیشن پر ٹیسلا بیٹریوں کے 396 ریفریجریٹر سائز کے اسٹیک نصب کیے۔ اسٹیکس کو 10 میگاواٹ (کل 20 میگاواٹ) کے دو ماڈیولز میں تعینات کیا جاتا ہے، ہر ایک 4 گھنٹے تک چلنے کی صلاحیت رکھتا ہے، اس طرح 80 میگاواٹ تک اسٹوریج کا اضافہ ہوتا ہے۔ یہ صف 15,000 گھروں کو چار گھنٹے سے زیادہ وقت تک بجلی فراہم کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ بی وائی ڈی نے روایتی کنزیومر بیٹری ٹیکنالوجیز جیسے لتیم آئرن فاسفیٹ (لیفیپو 4) بیٹری استعمال کرنے کی تجویز پیش کی ہے، جو بہت سی بیٹریوں کو متوازی طور پر جوڑتی ہے۔ ریاستہائے متحدہ میں سب سے بڑی گرڈ اسٹوریج بیٹریوں میں الینوائے کے گرینڈ رج پاور پلانٹ میں 31.5 میگاواٹ کی بیٹری اور بیچ رج، مغربی ورجینیا میں 31.5 میگاواٹ کی بیٹری شامل ہیں۔ 2015 میں زیر تعمیر دو بیٹریوں میں 400 میگاواٹ گھنٹہ (4 گھنٹے کے لیے 100 میگاواٹ) جنوبی کیلیفورنیا ایڈیسن پروجیکٹ اور ہوائی کے کاؤئی پر 52 میگاواٹ گھنٹہ کا پروجیکٹ شامل ہے تاکہ 13 میگاواٹ کے شمسی فارم کی پیداوار کو مکمل طور پر شام تک منتقل کیا جا سکے۔ دو بیٹریاں فیئربینکس، الاسکا میں ہیں (نی-سی ڈی خلیوں کا استعمال کرتے ہوئے 7 منٹ کے لیے 40 میگاواٹ)، اور نوٹریس، ٹیکساس میں (لیڈ ایسڈ بیٹریوں کا استعمال کرتے ہوئے 40 منٹ کے لیے 36 میگاواٹ)۔ ڈیملر کی اسمارٹ الیکٹرک ڈرائیو کاروں کی استعمال شدہ بیٹریوں سے بنی 13 میگاواٹ کی بیٹری جرمنی کے شہر لونن میں تعمیر کی جا رہی ہے، جس کی متوقع دوسری زندگی 10 سال ہے۔ 2015 میں، امریکہ میں 221 میگاواٹ بیٹری اسٹوریج نصب کی گئی تھی، جس کی کل صلاحیت 2020 میں 1.7 جی ڈبلیو تک پہنچنے کی توقع ہے۔ برطانیہ میں 2018 میں ہرٹفورڈشائر میں 50 میگاواٹ لتیم آئن گرڈ بیٹری نصب کی گئی تھی۔ فروری 2021 میں، برویل، کیمبرج شائر میں 50 میگاواٹ بیٹری اسٹوریج ڈویلپمنٹ اور جنوبی یارکشائر کے بارنسلی میں 40 میگاواٹ سائٹ کی تعمیر شروع ہوئی۔ نومبر 2017 میں ٹیسلا نے جنوبی آسٹریلیا میں 100 میگاواٹ، 129 میگاواٹ بیٹری سسٹم نصب کیا۔ آسٹریلیائی انرجی مارکیٹ آپریٹر نے کہا کہ یہ "روایتی سنکرونس جنریشن یونٹ کے ذریعہ فراہم کردہ سروس کے مقابلے میں تیز اور درست دونوں ہے"۔ برقی گاڑیاں کمپنیاں چوٹی کی طلب کو پورا کرنے کے لیے برقی گاڑیوں کے ممکنہ استعمال پر تحقیق کر رہی ہیں۔ ایک کھڑی اور پلگ ان الیکٹرک گاڑی پیک لوڈ کے دوران بیٹری سے بجلی فروخت کر سکتی ہے اور رات کے وقت (گھر پر) یا آف پیک کے دوران چارج کر سکتی ہے۔ پلگ ان ہائبرڈ یا الیکٹرک کاروں کو ان کی توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیتوں کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ وہیکل ٹو گرڈ ٹیکنالوجی کو استعمال کیا جا سکتا ہے، ہر گاڑی کو اس کے 20 سے 50 کلو واٹ بیٹری پیک کے ساتھ تقسیم شدہ لوڈ بیلنسنگ ڈیوائس یا ایمرجنسی پاور سورس میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ یہ 10 کلو واٹ فی دن کی اوسط گھریلو ضروریات کی فی گاڑی دو سے پانچ دن کی نمائندگی کرتا ہے، یہ فرض کرتے ہوئے کہ سالانہ کھپت 3,650 کلو واٹ فی گھنٹہ ہے۔ توانائی کی یہ مقدار ایسی گاڑیوں میں استعمال ہونے والی رینج کے درمیان کے برابر ہے۔ یہ اعداد و شمار گھر میں بنی برقی گاڑی کے تبادلوں میں بھی حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ کچھ برقی یوٹیلیٹیز بجلی کو ذخیرہ کرنے کے لیے پرانی پلگ ان گاڑی کی بیٹریاں (بعض اوقات ایک بڑی بیٹری کے نتیجے میں) استعمال کرنے کا ارادہ رکھتی ہیں تاہم، گرڈ انرجی اسٹوریج کے لیے گاڑی کا استعمال کرنے کا ایک بڑا نقصان یہ ہوگا کہ اگر ہر اسٹوریج سائیکل ایک مکمل چارج-ڈسچارج سائیکل کے ساتھ بیٹری پر زور دے۔ تاہم، ایک بڑے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ سمجھداری سے استعمال کیا جاتا ہے، گاڑی سے گرڈ اسٹوریج دراصل بیٹریوں کی لمبی عمر کو بہتر بناتا ہے۔ روایتی (کوبالٹ پر مبنی) لتیم آئن بیٹریاں چکروں کی تعداد کے ساتھ ٹوٹ جاتی ہیں-نئی لی آئن بیٹریاں ہر چکر کے ساتھ نمایاں طور پر نہیں ٹوٹتی ہیں، اور اس لیے ان کی زندگی بہت طویل ہوتی ہے۔ ایک طریقہ یہ ہے کہ گاڑیوں کی ناقابل اعتماد بیٹریوں کو وقف شدہ گرڈ اسٹوریج میں دوبارہ استعمال کیا جائے کیونکہ ان کے دس سال تک اس کردار میں اچھے ہونے کی توقع ہے۔ اگر اس طرح کا ذخیرہ بڑے پیمانے پر کیا جاتا ہے تو موبائل کے استعمال میں خراب ہونے والی گاڑی کی بیٹری کو تبدیل کرنے کی ضمانت دینا بہت آسان ہو جاتا ہے، کیونکہ پرانی بیٹری کی قدر اور فوری استعمال ہوتا ہے۔ فلائی وہیل مکینیکل جمود اس ذخیرہ کرنے کے طریقہ کار کی بنیاد ہے۔ جب برقی طاقت آلے میں بہتی ہے تو برقی موٹر بھاری گھومنے والی ڈسک کو تیز کرتی ہے۔ موٹر ایک جنریٹر کے طور پر کام کرتی ہے جب بجلی کا بہاؤ الٹ جاتا ہے، ڈسک کو سست کرتا ہے اور بجلی پیدا کرتا ہے۔ بجلی کو ڈسک کی حرکی توانائی کے طور پر ذخیرہ کیا جاتا ہے۔ ذخیرہ کرنے کے وقت کو بڑھانے کے لیے رگڑ کو کم سے کم رکھنا چاہیے۔ یہ اکثر فلائی وہیل کو خلا میں رکھ کر اور مقناطیسی بیرنگ کا استعمال کرکے، طریقہ کار کو مہنگا بنا کر حاصل کیا جاتا ہے۔ زیادہ فلائی وہیل کی رفتار زیادہ ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کی اجازت دیتی ہے لیکن سینٹرفیوگل قوتوں کا مقابلہ کرنے کے لیے اسٹیل یا جامع مواد جیسے مضبوط مواد کی ضرورت ہوتی ہے۔ پاور اور انرجی اسٹوریج ٹیکنالوجی کی حدود جو اس طریقہ کو اقتصادی بناتی ہیں، تاہم، فلائی وہیلز کو عام پاور سسٹم کی درخواست کے لیے غیر موزوں بناتی ہیں۔ وہ شاید ریلوے پاور سسٹم پر لوڈ لیولنگ ایپلی کیشنز اور آئرلینڈ میں 20 میگاواٹ سسٹم جیسے قابل تجدید توانائی کے نظام میں بجلی کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے بہترین موزوں ہیں۔ فلائی وہیل اسٹوریج کا استعمال کرنے والی ایپلی کیشنز وہ ہیں جن کے لیے بہت کم مدت کے لیے بہت زیادہ بجلی کی ضرورت ہوتی ہے جیسے کہ ٹوکامک اور لیزر تجربات جہاں موٹر جنریٹر کو آپریٹنگ رفتار تک گھمایا جاتا ہے اور خارج ہونے کے دوران جزوی طور پر سست کیا جاتا ہے۔ فلائی وہیل اسٹوریج کو فی الحال ڈیزل روٹری بلاتعطل بجلی کی فراہمی کی شکل میں بھی استعمال کیا جاتا ہے تاکہ منتقلی کے دوران ضروری رائیڈ تھرو پاور کے لیے بلاتعطل بجلی کی فراہمی کے نظام (جیسے کہ بڑے ڈیٹا سینٹرز میں) فراہم کیے جا سکیں-یعنی مینز کو بجلی کے نقصان اور ڈیزل جنریٹر جیسے متبادل ماخذ کے وارم اپ کے درمیان نسبتا مختصر وقت۔ اس ممکنہ حل کو ای ڈی اے نے گریزیوسا اور فلوریس کے جزائر پر آزورس میں نافذ کیا ہے۔ یہ نظام بجلی کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے 18 میگاواٹ سیکنڈ کے فلائی وہیل کا استعمال کرتا ہے اور اس طرح قابل تجدید توانائی کے استعمال میں اضافہ ہوتا ہے۔ جیسا کہ تفصیل سے پتہ چلتا ہے، ان نظاموں کو دوبارہ سپلائی میں عارضی اتار چڑھاؤ کو ہموار کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، اور ایک دو دن سے زیادہ کی بندش سے نمٹنے کے لیے کبھی بھی استعمال نہیں کیا جا سکتا۔ آسٹریلیا میں پاور کارپ چھوٹے گرڈوں میں ونڈ ان پٹ کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے ونڈ ٹربائنز، فلائی وہیلز اور لو لوڈ ڈیزل (ایل ایل ڈی) ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے ایپلی کیشنز تیار کر رہا ہے۔ کورل بے، مغربی آسٹریلیا میں نصب ایک نظام، فلائی وہیل پر مبنی کنٹرول سسٹم اور ایل ایل ڈی کے ساتھ ونڈ ٹربائنز کا استعمال کرتا ہے۔ فلائی وہیل ٹیکنالوجی ونڈ ٹربائنز کو بعض اوقات کورل بے کی توانائی کی فراہمی کا 95 فیصد تک فراہم کرنے کے قابل بناتی ہے، جس میں ہوا کی کل سالانہ رسائی 45 فیصد ہوتی ہے۔ ہائیڈروجن کو برقی توانائی ذخیرہ کرنے کے ذریعہ کے طور پر تیار کیا جا رہا ہے۔ ہائیڈروجن تیار کیا جاتا ہے، پھر کمپریسڈ یا مائع کیا جاتا ہے، کریوجینک طور پر − 252.882 °C پر ذخیرہ کیا جاتا ہے، اور پھر اسے دوبارہ برقی توانائی یا حرارت میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ ہائیڈروجن کو پورٹیبل (گاڑیاں) یا مستحکم توانائی کی پیداوار کے لیے ایندھن کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پمپڈ واٹر اسٹوریج اور بیٹریوں کے مقابلے میں، ہائیڈروجن کا فائدہ یہ ہے کہ یہ ایک اعلی توانائی کثافت والا ایندھن ہے۔ سبز ہائیڈروجن، پانی کے برقی تجزیہ سے، پمپڈ اسٹوریج ہائیڈرو الیکٹرکٹی یا بیٹریوں کے مقابلے میں سرمائے کے اخراجات کے لحاظ سے طویل مدتی قابل تجدید توانائی کے ذخیرے کا ایک زیادہ کفایتی ذریعہ ہے۔ ہائیڈروجن کو یا تو قدرتی گیس کو بھاپ سے تبدیل کر کے یا پانی کے برقی تجزیہ سے ہائیڈروجن اور آکسیجن میں تبدیل کر کے تیار کیا جا سکتا ہے (ہائیڈروجن کی پیداوار دیکھیں)۔ قدرتی گیس کی اصلاح کاربن ڈائی آکسائیڈ کو بطور ضمنی مصنوع پیدا کرتی ہے۔ ہائی ٹمپریچر الیکٹرولیسس اور ہائی پریشر الیکٹرولیسس دو تکنیکیں ہیں جن کے ذریعے ہائیڈروجن کی پیداوار کی کارکردگی میں اضافہ کیا جا سکتا ہے۔ اس کے بعد ہائیڈروجن کو اندرونی دہن انجن، یا فیول سیل میں دوبارہ بجلی میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ ہائیڈروجن اسٹوریج کی اے سی ٹو اے سی کارکردگی 20 سے 45 فیصد کی ترتیب پر دکھائی گئی ہے، جو معاشی رکاوٹیں عائد کرتی ہے۔ نظام کو اقتصادی بنانے کے لیے بجلی کی خریداری اور فروخت کے درمیان قیمت کا تناسب کم از کم کارکردگی کے متناسب ہونا چاہیے۔ ہائیڈروجن ایندھن کے خلیات بجلی کی طلب یا فراہمی میں تیزی سے اتار چڑھاؤ کو درست کرنے اور تعدد کو منظم کرنے کے لیے کافی تیزی سے جواب دے سکتے ہیں۔ آیا ہائیڈروجن قدرتی گیس کا بنیادی ڈھانچہ استعمال کر سکتا ہے، اس کا انحصار نیٹ ورک کے تعمیراتی مواد، جوڑوں میں معیارات، اور ذخیرہ کرنے کے دباؤ پر ہے۔ ہائیڈروجن انرجی اسٹوریج کے لیے ضروری آلات میں الیکٹرولیسس پلانٹ، ہائیڈروجن کمپریسرز یا لیکویفائرز، اور اسٹوریج ٹینک شامل ہیں۔ بائیو ہائیڈروجن ایک ایسا عمل ہے جس کی بائیو ماس کا استعمال کرتے ہوئے ہائیڈروجن تیار کرنے کے لیے تحقیقات کی جا رہی ہیں۔ مائیکرو کمبائنڈ ہیٹ اینڈ پاور (مائیکرو سی ایچ پی) ہائیڈروجن کو بطور ایندھن استعمال کر سکتا ہے۔ کچھ جوہری بجلی گھر ہائیڈروجن کی پیداوار کے ساتھ سمبیوسس سے فائدہ اٹھا سکتے ہیں۔ اعلی درجہ حرارت (950 سے 1,000 ڈگری سیلسیس) گیس کولڈ نیوکلیئر جنریشن IV ری ایکٹروں میں سلفر-آیوڈین سائیکل کی طرح نیوکلیئر حرارت کا استعمال کرتے ہوئے تھرمو کیمیکل ذرائع سے پانی سے ہائیڈروجن کو الیکٹرولائز کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ پہلے تجارتی ری ایکٹر 2030 میں متوقع ہیں۔ ونڈ ٹربائنز اور ہائیڈروجن جنریٹرز کا استعمال کرتے ہوئے ایک کمیونٹی پر مبنی پائلٹ پروگرام 2007 میں رمیا، نیو فاؤنڈ لینڈ اور لیبراڈور کی دور دراز کمیونٹی میں شروع کیا گیا تھا۔ اسی طرح کا ایک منصوبہ 2004 سے ناروے کے ایک چھوٹے سے جزیرے کی بلدیہ اتسیرا میں چل رہا ہے۔ زیر زمین ہائیڈروجن ذخیرہ زیر زمین ہائیڈروجن ذخیرہ غار، نمک گنبد اور ختم شدہ تیل اور گیس کے کھیتوں میں ہائیڈروجن ذخیرہ کرنے کا عمل ہے۔ امپیریل کیمیکل انڈسٹریز (آئی سی آئی) نے بغیر کسی دشواری کے کئی سالوں سے غاروں میں بڑی مقدار میں گیس ہائیڈروجن کو ذخیرہ کیا ہے۔ یورپی پروجیکٹ ہیونڈر نے 2013 میں اشارہ کیا کہ ہوا اور شمسی توانائی کے ذخیرے کے لیے اضافی 85 غاروں کی ضرورت ہے کیونکہ اسے پی ایچ ای ایس اور سی اے ای ایس سسٹم کے ذریعے احاطہ نہیں کیا جا سکتا۔ پاور ٹو گیس ایک ایسی ٹیکنالوجی ہے جو برقی طاقت کو گیس ایندھن میں تبدیل کرتی ہے۔ 2 طریقے ہیں، پہلا یہ ہے کہ پانی کو تقسیم کرنے کے لیے بجلی کا استعمال کیا جائے اور اس کے نتیجے میں پیدا ہونے والے ہائیڈروجن کو قدرتی گیس گرڈ میں داخل کیا جائے۔ دوسرا کم موثر طریقہ کاربن ڈائی آکسائیڈ اور پانی کو میتھین میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، (قدرتی گیس دیکھیں) الیکٹرولیسس اور سبٹیئر رد عمل کا استعمال کرتے ہوئے۔ ونڈ جنریٹرز یا شمسی صفوں سے پیدا ہونے والی اضافی طاقت یا آف پیک پاور کو پھر انرجی گرڈ میں لوڈ بیلنس کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ہائیڈروجن کے لیے موجودہ قدرتی گیس کے نظام کا استعمال کرتے ہوئے، فیول سیل بنانے والی کمپنی ہائیڈروجنکس اور قدرتی گیس ڈسٹری بیوٹر این برج نے کینیڈا میں اس طرح کا پاور ٹو گیس سسٹم تیار کرنے کے لیے مل کر کام کیا ہے۔ ہائیڈروجن کا پائپ لائن اسٹوریج جہاں قدرتی گیس کا نیٹ ورک ہائیڈروجن کے اسٹوریج کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ قدرتی گیس میں تبدیل ہونے سے پہلے، جرمن گیس نیٹ ورک ٹاؤن گیسوں کا استعمال کرتے ہوئے چلائے جاتے تھے، جو زیادہ تر ہائیڈروجن پر مشتمل ہوتے تھے۔ جرمن قدرتی گیس نیٹ ورک کی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت 200,000 GW·h سے زیادہ ہے جو کئی مہینوں کی توانائی کی ضرورت کے لیے کافی ہے۔ اس کے مقابلے میں، تمام جرمن پمپڈ اسٹوریج پاور پلانٹس کی صلاحیت صرف تقریبا 40 جی ڈبلیو ایچ ہے۔ گیس نیٹ ورک کے ذریعے توانائی کی نقل و حمل پاور نیٹ ورک (8 ٪) کے مقابلے میں بہت کم نقصان (<0.1 ٪) کے ساتھ کی جاتی ہے۔ ہائیڈروجن کے لیے موجودہ قدرتی گیس پائپ لائنوں کے استعمال کا مطالعہ نیچرل ہائی نے کیا تھا۔ پاور ٹو امونیا تصور پاور ٹو امونیا تصور ایک متنوع ایپلی کیشن پیلیٹ کے ساتھ کاربن سے پاک توانائی ذخیرہ کرنے کا راستہ پیش کرتا ہے۔ بعض اوقات جب اضافی کم کاربن پاور ہوتی ہے، تو اسے امونیا ایندھن بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پانی کو ہائیڈروجن اور آکسیجن میں بجلی کے ساتھ تقسیم کر کے امونیا پیدا کیا جا سکتا ہے، پھر ہوا سے نائٹروجن کو ہائیڈروجن کے ساتھ جوڑنے کے لیے اعلی درجہ حرارت اور دباؤ کا استعمال کیا جاتا ہے، جس سے امونیا پیدا ہوتا ہے۔ مائع کے طور پر یہ پروپین سے ملتا جلتا ہے، صرف ہائیڈروجن کے برعکس، جسے دباؤ میں گیس کے طور پر ذخیرہ کرنا یا کریوجینک طور پر مائع بنانا اور −253 °C پر ذخیرہ کرنا مشکل ہے۔ قدرتی گیس کی طرح، ذخیرہ شدہ امونیا کو نقل و حمل اور بجلی کی پیداوار کے لیے تھرمل ایندھن کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے یا فیول سیل میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مائع امونیا کے ایک معیاری 60,000 میٹر 3 ٹینک میں تقریبا 211 جی ڈبلیو ایچ توانائی ہوتی ہے، جو تقریبا 30 ونڈ ٹربائنوں کی سالانہ پیداوار کے برابر ہے۔ امونیا کو صاف طور پر جلایا جا سکتا ہے: پانی اور نائٹروجن خارج ہوتے ہیں، لیکن کوئی CO2 اور نائٹروجن آکسائڈ کم یا نہیں۔ امونیا کے توانائی کے کیریئر ہونے کے علاوہ متعدد استعمال ہیں، یہ بہت سے کیمیکلز کی پیداوار کی بنیاد ہے، سب سے عام استعمال کھاد کے لیے ہے۔ استعمال کی اس لچک کو دیکھتے ہوئے، اور یہ دیکھتے ہوئے کہ امونیا کی محفوظ نقل و حمل، تقسیم اور استعمال کے لیے بنیادی ڈھانچہ پہلے سے موجود ہے، یہ امونیا کو مستقبل کا بڑے پیمانے پر، غیر کاربن، توانائی کیریئر بننے کے لیے ایک اچھا امیدوار بناتا ہے۔ ہائیڈرو الیکٹرکٹی پمپڈ واٹر 2008 میں، عالمی پمپڈ اسٹوریج پیدا کرنے کی صلاحیت 104 گیگا واٹ تھی، جبکہ دیگر ذرائع کا دعوی ہے کہ 127 گیگا واٹ، جو کہ ہر قسم کے گرڈ الیکٹرک اسٹوریج کی وسیع اکثریت پر مشتمل ہے-دیگر تمام اقسام مشترکہ طور پر کچھ سینکڑوں میگاواٹ ہیں۔ بہت سی جگہوں پر، پمپڈ اسٹوریج ہائیڈرو الیکٹرکٹی کا استعمال روزانہ پیدا ہونے والے بوجھ کو برابر کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، آف پیک اوقات اور اختتام ہفتہ کے دوران ہائی اسٹوریج ریزروائر میں پانی پمپ کرکے، کوئلے یا جوہری ذرائع سے اضافی بیس لوڈ کی صلاحیت کا استعمال کرتے ہوئے۔ چوٹی کے اوقات کے دوران، اس پانی کو پن بجلی کی پیداوار کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اکثر مانگ میں عارضی چوٹیوں کو پورا کرنے کے لیے ایک اعلی قیمت والے تیز ردعمل کے ذخیرے کے طور پر۔ پمپڈ اسٹوریج تقریبا 70 ٪ سے 85 ٪ استعمال شدہ توانائی کی بازیابی کرتا ہے، اور فی الحال بڑے پیمانے پر پاور اسٹوریج کی سب سے زیادہ سرمایہ کاری مؤثر شکل ہے۔ پمپڈ اسٹوریج کا سب سے بڑا مسئلہ یہ ہے کہ اس کے لیے عام طور پر دو قریبی ذخائر کی ضرورت ہوتی ہے جو کافی مختلف اونچائیوں پر ہوتے ہیں، اور اکثر کافی سرمائے کے اخراجات کی ضرورت ہوتی ہے۔ پمپڈ پانی کے نظام میں زیادہ ترسیل ہوتی ہے، یعنی وہ بہت تیزی سے آن لائن آ سکتے ہیں، عام طور پر 15 سیکنڈ کے اندر، جو ان نظاموں کو صارفین کی طرف سے بجلی کی طلب میں تغیر کو جذب کرنے میں بہت موثر بناتا ہے۔ دنیا بھر میں 90 گیگا واٹ سے زیادہ پمپڈ اسٹوریج کام کر رہی ہے، جو کہ فوری عالمی پیداواری صلاحیت کا تقریبا 3 فیصد ہے۔ پمپڈ واٹر اسٹوریج سسٹم، جیسے برطانیہ میں ڈینورویگ اسٹوریج سسٹم، پانچ یا چھ گھنٹے کی پیداواری صلاحیت رکھتا ہے، اور طلب کے تغیرات کو ہموار کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ ایک اور مثال چین میں 1836 میگاواٹ کا تیان ہوانگ پنگ پمپڈ اسٹوریج ہائیڈرو پلانٹ ہے، جس میں 600 میٹر (1970 فٹ) کے عمودی فاصلے کے ساتھ 80 لاکھ مکعب میٹر (2.1 بلین امریکی گیلن یا 25 منٹ میں نیاگرا فالس پر پانی کا حجم) کی ذخائر کی گنجائش ہے۔ یہ ذخائر تقریبا 13 جی ڈبلیو ایچ ذخیرہ شدہ کشش ثقل کی ممکنہ توانائی (تقریبا 80 ٪ کارکردگی پر بجلی میں تبدیل کرنے کے قابل)، یا چین کی روزانہ بجلی کی کھپت کا تقریبا 2 ٪ فراہم کر سکتا ہے۔ پمپڈ اسٹوریج میں ایک نیا تصور ہوا کی توانائی یا شمسی توانائی کو پانی پمپ کرنے کے لیے استعمال کرنا ہے۔ ونڈ ٹربائنز یا شمسی خلیات جو ہوا یا شمسی ڈیم کو ذخیرہ کرنے والی توانائی کے لیے پانی کے پمپوں کو براہ راست چلاتے ہیں، اسے ایک زیادہ موثر عمل بنا سکتے ہیں لیکن محدود ہیں۔ اس طرح کے نظام ہوا دار اور دن کی روشنی کے اوقات میں صرف حرکی پانی کے حجم میں اضافہ کر سکتے ہیں۔ 2013 میں شائع ہونے والی ایک تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ روف ٹاپ سولر، موجودہ پمپڈ اسٹوریج کے ساتھ مل کر، فوکوشیما میں کھوئے ہوئے ری ایکٹرز کو مساوی صلاحیت کے عنصر سے تبدیل کر سکتا ہے۔ ہائیڈرو الیکٹرک ڈیم بڑے ذخائر کے ساتھ ہائیڈرو الیکٹرک ڈیم بھی چلائے جا سکتے ہیں تاکہ چوٹی کی طلب کے وقت چوٹی کی پیداوار فراہم کی جا سکے۔ پانی کم مانگ کی مدت کے دوران ذخائر میں ذخیرہ کیا جاتا ہے اور مانگ زیادہ ہونے پر پلانٹ کے ذریعے چھوڑا جاتا ہے۔ خالص اثر پمپڈ اسٹوریج کی طرح ہے، لیکن پمپنگ نقصان کے بغیر۔ ذخائر کی صلاحیت کے لحاظ سے پلانٹ روزانہ، ہفتہ وار، یا موسمی بوجھ فراہم کر سکتا ہے۔ بہت سے موجودہ پن بجلی ڈیم کافی پرانے ہیں (مثال کے طور پر، ہوور ڈیم 1930 کی دہائی میں بنایا گیا تھا)، اور ان کا اصل ڈیزائن کئی دہائیوں تک ہوا اور شمسی جیسے نئے وقفے وقفے سے بجلی کے ذرائع سے پہلے کا تھا۔ بنیادی طور پر بیس لوڈ پاور فراہم کرنے کے لیے بنائے گئے ہائیڈرو الیکٹرک ڈیم کے جنریٹرز کا سائز ذخائر میں پانی کے اوسط بہاؤ کے مطابق ہوگا۔ اس طرح کے ڈیم کو اضافی جنریٹرز کے ساتھ کھڑا کرنے سے اس کی بجلی کی پیداوار کی صلاحیت میں اضافہ ہوتا ہے، اس طرح اس کی ورچوئل گرڈ انرجی اسٹوریج یونٹ کے طور پر کام کرنے کی صلاحیت میں اضافہ ہوتا ہے۔ یونائیٹڈ سٹیٹس بیورو آف ریکلیمیشن نے موجودہ ڈیم کو بڑھانے کے لیے 69 ڈالر فی کلو واٹ کی سرمایہ کاری لاگت کی اطلاع دی ہے، جبکہ تیل سے چلنے والے پیکنگ جنریٹرز کے لیے 400 ڈالر فی کلو واٹ سے زیادہ ہے۔ اگرچہ ایک اپریٹڈ ہائیڈرو الیکٹرک ڈیم براہ راست دیگر پیداواری اکائیوں سے اضافی توانائی کو ذخیرہ نہیں کرتا ہے، لیکن یہ دوسرے پیداواری اکائیوں سے زیادہ پیداوار کے ادوار کے دوران اپنا ایندھن-آنے والا دریا کا پانی-جمع کرکے مساوی طور پر برتاؤ کرتا ہے۔ اس طرح ایک ورچوئل گرڈ اسٹوریج یونٹ کے طور پر کام کرتے ہوئے، اپریٹڈ ڈیم توانائی ذخیرہ کرنے کی سب سے موثر شکلوں میں سے ایک ہے، کیونکہ اس کے ذخائر کو بھرنے کے لیے پمپنگ کا کوئی نقصان نہیں ہوتا ہے، صرف بخارات اور رساو کے نقصانات میں اضافہ ہوتا ہے۔ ایک ڈیم جو ایک بڑے ذخائر کو روکتا ہے، دریا کے اخراج کو کنٹرول کرکے اور اس کے ذخائر کی سطح کو چند میٹر بڑھا یا کم کرکے، اسی کے مطابق بڑی مقدار میں توانائی کو ذخیرہ اور جاری کر سکتا ہے۔ حدود ڈیم کے آپریشن پر لاگو ہوتی ہیں، ان کی رہائی عام طور پر دریاؤں پر بہاؤ کے اثر کو محدود کرنے کے لیے حکومت کے زیر انتظام پانی کے حقوق کے تابع ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، گرڈ کے ایسے حالات ہیں جہاں بیس لوڈ تھرمل پلانٹس، نیوکلیئر یا ونڈ ٹربائنز پہلے ہی رات کو اضافی بجلی پیدا کر رہے ہیں، ڈیموں کو اب بھی دریا کی مناسب سطح کو برقرار رکھنے کے لیے کافی پانی چھوڑنے کی ضرورت ہے، چاہے بجلی پیدا ہو یا نہ ہو۔ اس کے برعکس چوٹی کی گنجائش کی ایک حد ہے، جو اگر ضرورت سے زیادہ ہو تو ہر روز چند گھنٹوں کے لیے دریا میں سیلاب کا سبب بن سکتا ہے۔ سپر کنڈکٹنگ مقناطیسی توانائی سپر کنڈکٹنگ مقناطیسی توانائی اسٹوریج (ایس ایم ای ایس) سسٹم مقناطیسی میدان میں توانائی کو ذخیرہ کرتے ہیں جو ایک سپر کنڈکٹنگ کنڈلی میں براہ راست کرنٹ کے بہاؤ سے پیدا ہوتا ہے جسے کریوجینک طور پر اس کے سپر کنڈکٹنگ کریٹیکل درجہ حرارت سے نیچے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کیا جاتا ہے۔ ایک عام ایس ایم ای ایس نظام میں تین حصے ہوتے ہیں: سپر کنڈکٹنگ کنڈکٹ، پاور کنڈیشنگ سسٹم اور کریوجینک طور پر کولڈ ریفریجریٹر۔ ایک بار سپر کنڈکٹنگ کنڈلی چارج ہونے کے بعد، کرنٹ ختم نہیں ہوگا اور مقناطیسی توانائی کو غیر معینہ مدت تک ذخیرہ کیا جا سکتا ہے۔ ذخیرہ شدہ توانائی کو کنڈلی کو خارج کر کے نیٹ ورک میں واپس چھوڑا جا سکتا ہے۔ پاور کنڈیشنگ سسٹم الٹرنیٹنگ کرنٹ (اے سی) پاور کو ڈائریکٹ کرنٹ میں تبدیل کرنے یا ڈی سی کو واپس اے سی پاور میں تبدیل کرنے کے لیے ایک انورٹر/ریکٹیفائر کا استعمال کرتا ہے۔ انورٹر/ریکٹیفائر ہر سمت میں تقریبا 2-3% توانائی کے نقصان کا سبب بنتا ہے۔ توانائی کو ذخیرہ کرنے کے دیگر طریقوں کے مقابلے میں ایس ایم ای ایس توانائی کو ذخیرہ کرنے کے عمل میں سب سے کم بجلی کھو دیتا ہے۔ ایس ایم ای ایس سسٹم انتہائی موثر ہیں ؛ راؤنڈ ٹرپ کی کارکردگی 95 فیصد سے زیادہ ہے۔ سپر کنڈکٹر کی زیادہ قیمت اس توانائی ذخیرہ کرنے کے طریقہ کار کے تجارتی استعمال کے لیے بنیادی حد ہے۔ ریفریجریشن کی توانائی کی ضروریات، اور ذخیرہ کرنے کے قابل کل توانائی کی حدود کی وجہ سے، ایس ایم ای ایس فی الحال مختصر مدت کے توانائی ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ لہذا، ایس ایم ای ایس عام طور پر بجلی کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے وقف ہے۔ اگر ایس ایم ای ایس کو یوٹیلیٹیز کے لیے استعمال کیا جائے تو یہ ایک روزانہ ذخیرہ کرنے والا آلہ ہوگا، جو رات کے وقت بیس لوڈ پاور سے چارج ہوتا ہے اور دن کے وقت چوٹی کے بوجھ کو پورا کرتا ہے۔ سپر کنڈکٹنگ مقناطیسی توانائی کے ذخیرے کو عملی بنانے کے لیے ابھی تک اہم تکنیکی چیلنجز کو حل کرنا باقی ہے۔ تھرمل ڈنمارک میں بجلی کا براہ راست ذخیرہ بہت بڑے پیمانے پر استعمال کے لیے بہت مہنگا سمجھا جاتا ہے، حالانکہ موجودہ ناروے ہائیڈرو کا نمایاں استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کے بجائے، ڈسٹرکٹ ہیٹنگ اسکیموں سے منسلک موجودہ گرم پانی کے ذخیرہ کرنے والے ٹینکوں کا استعمال، جسے الیکٹروڈ بوائیلرز یا ہیٹ پمپوں کے ذریعے گرم کیا جاتا ہے، ایک ترجیحی نقطہ نظر کے طور پر دیکھا جاتا ہے۔ اس کے بعد ذخیرہ شدہ حرارت کو ڈسٹرکٹ ہیٹنگ پائپوں کا استعمال کرتے ہوئے رہائش گاہوں میں منتقل کیا جاتا ہے۔ پگھلے ہوئے نمک کا استعمال شمسی توانائی کے ٹاور کے ذریعے جمع کی گئی حرارت کو ذخیرہ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے تاکہ اسے خراب موسم یا رات میں بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکے۔ عمارت کے بڑے پیمانے پر یا وقف شدہ تھرمل اسٹوریج ٹینکوں میں تھرمل توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے بلڈنگ ہیٹنگ اور کولنگ سسٹم کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ یہ تھرمل اسٹوریج آف پیک اوقات کے دوران بجلی کی کھپت (اسٹوریج کو چارج کرنے) میں اضافہ کرکے اور زیادہ قیمت والے پیک اوقات کے دوران بجلی کی کھپت (اسٹوریج کو خارج کرنے) کو کم کرکے لوڈ شفٹنگ یا اس سے بھی زیادہ پیچیدہ ذیلی خدمات فراہم کر سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، آف چوٹی بجلی کو پانی سے برف بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اور برف کو ذخیرہ کیا جا سکتا ہے۔ ذخیرہ شدہ برف کو ایک بڑی عمارت میں ہوا کو ٹھنڈا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جس میں عام طور پر برقی اے سی کا استعمال ہوتا، اس طرح برقی بوجھ کو آف پیک اوقات میں منتقل کیا جاتا ہے۔ دوسرے نظاموں پر ذخیرہ شدہ برف کا استعمال گیس ٹربائن جنریٹر کی انٹیک ہوا کو ٹھنڈا کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، اس طرح آن پیک جنریشن کی صلاحیت اور آن پیک کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔ پمپڈ ہیٹ الیکٹرک اسٹوریج سسٹم دو اسٹوریج برتنوں کے درمیان گرمی پمپ کرنے کے لیے ایک انتہائی ریورسیبل ہیٹ انجن/ہیٹ پمپ کا استعمال کرتا ہے، ایک کو گرم کرتا ہے اور دوسرے کو ٹھنڈا کرتا ہے۔ برطانیہ میں قائم انجینئرنگ کمپنی آئزنٹروپک جو اس نظام کو تیار کر رہی ہے وہ 72-80% کی ممکنہ بجلی سے باہر نکلنے والی راؤنڈ ٹرپ کارکردگی کا دعوی کرتی ہے۔ کارنوٹ بیٹری ایک قسم کا توانائی ذخیرہ کرنے کا نظام ہے جو حرارت کے ذخیرے میں بجلی کو ذخیرہ کرتا ہے اور ذخیرہ شدہ حرارت کو تھرموڈینامکس سائیکلوں کے ذریعے دوبارہ بجلی میں تبدیل کرتا ہے۔ اس تصور کی تحقیق اور اسے حال ہی میں بہت سے تحقیقی منصوبوں کے ذریعے تیار کیا گیا ہے۔ اس قسم کے نظام کا ایک فائدہ یہ ہے کہ تھرمل اسٹوریج کی بڑے پیمانے پر اور طویل مدت پر لاگت دیگر اسٹوریج ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں بہت کم ہو سکتی ہے۔ جسمانی بیٹری ؛ ٹھوس کمیتوں کے ساتھ کشش ثقل کی ممکنہ توانائی کا ذخیرہ متبادل میں کشش ثقل کے خلاف بڑے ٹھوس کمیتوں کو اوپر کی طرف منتقل کرکے توانائی کا ذخیرہ کرنا شامل ہے۔ یہ پرانے کان کے شافٹ کے اندر یا خاص طور پر تعمیر شدہ ٹاوروں میں حاصل کیا جا سکتا ہے جہاں توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے بھاری وزن کو بڑھایا جاتا ہے اور اسے آزاد کرنے کے لیے ایک کنٹرول شدہ نزول کی اجازت دی جاتی ہے۔ ریل توانائی کے ذخیرے میں، بڑے وزن والی ریل کاروں کو مائل ریل ٹریک کے ایک حصے میں اوپر یا نیچے منتقل کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں توانائی کو ذخیرہ یا خارج کیا جاتا ہے۔ غیر استعمال شدہ تیل کے کنویں کے ممکنہ توانائی کے ذخیرے میں، وزن کو گہرے، ڈیکومیشن شدہ تیل کے کنویں میں اٹھایا یا کم کیا جاتا ہے۔ معاشیات بجلی کو ذخیرہ کرنے کی سطح پر لاگت کا انحصار اسٹوریج کی قسم اور مقصد پر بہت زیادہ ہوتا ہے۔ بطور سب سیکنڈ اسکیل فریکوئنسی ریگولیشن، منٹ/آور اسکیل پیکر پلانٹس، یا ڈے/ویک اسکیل سیزن اسٹوریج۔ کہا جاتا ہے کہ بیٹری اسٹوریج کا استعمال کرنے کی قیمت $120 سے $170 فی میگاواٹ ہے۔ اس کا موازنہ اوپن سائیکل گیس ٹربائنز سے ہوتا ہے جن کی قیمت 2020 تک تقریبا $151-198 فی MWh ہے۔ عام طور پر، توانائی کا ذخیرہ تب کفایتی ہوتا ہے جب بجلی کی معمولی لاگت توانائی کو ذخیرہ کرنے اور بازیافت کرنے کے اخراجات کے علاوہ اس عمل میں ضائع ہونے والی توانائی کی قیمت سے زیادہ ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، فرض کریں کہ ایک پمپڈ اسٹوریج ریزروائر اپنے اوپری ریزروائر میں پانی کا ایک حجم پمپ کر سکتا ہے جو 1,200 میگاواٹ فی گھنٹہ پیدا کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے جب کہ تمام نقصانات کا سبب بنتا ہے (ریزروائر میں بخارات اور رساو، کارکردگی کے نقصانات وغیرہ)۔ اگر آف پیک اوقات کے دوران بجلی کی معمولی لاگت 15 ڈالر فی میگاواٹ فی گھنٹہ ہے، اور ریزروائر 75 فیصد کارکردگی پر کام کرتا ہے (یعنی 1,500 میگاواٹ فی گھنٹہ استعمال ہوتا ہے اور 1,200 میگاواٹ فی گھنٹہ توانائی حاصل کی جاتی ہے)، تو ریزروائر کو بھرنے کی کل لاگت 22,500 ڈالر ہے۔ اگر تمام ذخیرہ شدہ توانائی اگلے دن پیک آورس کے دوران اوسطا $40 فی میگاواٹ فی گھنٹہ میں فروخت کی جاتی ہے، تو ذخائر کو دن کے لیے $48,000 کی آمدنی نظر آئے گی، جس کا مجموعی منافع $25,500 ہوگا۔ تاہم، بجلی کی معمولی لاگت مختلف قسم کے جنریٹرز کے مختلف آپریشنل اور ایندھن کے اخراجات کی وجہ سے مختلف ہوتی ہے۔ ایک انتہا پر، بیس لوڈ پاور پلانٹس جیسے کوئلے سے چلنے والے پاور پلانٹس اور نیوکلیئر پاور پلانٹس کم معمولی لاگت والے جنریٹر ہیں، کیونکہ ان میں زیادہ سرمایہ اور دیکھ بھال کے اخراجات ہوتے ہیں لیکن ایندھن کے اخراجات کم ہوتے ہیں۔ دوسری انتہا پر، گیس ٹربائن قدرتی گیس پلانٹس جیسے پیکنگ پاور پلانٹس مہنگے ایندھن کو جلاتے ہیں لیکن تعمیر، چلانے اور برقرار رکھنے کے لیے سستے ہوتے ہیں۔ بجلی پیدا کرنے کی کل آپریشنل لاگت کو کم کرنے کے لیے، بیس لوڈ جنریٹر زیادہ تر وقت روانہ کیے جاتے ہیں، جبکہ پیک پاور جنریٹر صرف ضرورت پڑنے پر روانہ کیے جاتے ہیں، عام طور پر جب توانائی کی طلب عروج پر ہوتی ہے۔ اسے "اقتصادی ترسیل" کہا جاتا ہے۔ دنیا کے مختلف گرڈوں سے بجلی کی طلب دن کے دوران اور موسم در موسم مختلف ہوتی ہے۔ زیادہ تر حصے کے لیے، برقی طلب میں تغیر کو بنیادی ذرائع سے فراہم کی جانے والی برقی توانائی کی مقدار میں فرق کرکے پورا کیا جاتا ہے۔ تاہم، آپریٹرز تیزی سے رات کو پیدا ہونے والی کم لاگت والی توانائی کو ذخیرہ کر رہے ہیں، پھر اسے دن کے چوٹی کے اوقات میں گرڈ میں چھوڑ رہے ہیں جب یہ زیادہ قیمتی ہوتا ہے۔ ان علاقوں میں جہاں پن بجلی ڈیم موجود ہیں، رہائی میں اس وقت تک تاخیر کی جا سکتی ہے جب تک کہ مانگ زیادہ نہ ہو۔ ذخیرہ کرنے کی یہ شکل عام ہے اور موجودہ ذخائر کا استعمال کر سکتی ہے۔ یہ کہیں اور پیدا ہونے والی "اضافی" توانائی کو ذخیرہ نہیں کر رہا ہے، لیکن خالص اثر ایک جیسا ہے-حالانکہ کارکردگی کے نقصانات کے بغیر۔ متغیر پیداوار کے ساتھ قابل تجدید فراہمی، جیسے ہوا اور شمسی توانائی، برقی بوجھ میں خالص تغیر میں اضافہ کرتی ہے، جس سے گرڈ انرجی اسٹوریج کے مواقع میں اضافہ ہوتا ہے۔ غیر استعمال شدہ بجلی کے لیے متبادل بازار تلاش کرنا زیادہ اقتصادی ہو سکتا ہے، بجائے اس کے کہ اسے ذخیرہ کرنے کی کوشش کی جائے۔ ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ بجلی کی ترسیل کی اجازت دیتا ہے، جس سے فی 1000 کلومیٹر صرف 3 فیصد نقصان ہوتا ہے۔ یونائیٹڈ سٹیٹس ڈیپارٹمنٹ آف انرجی کا انٹرنیشنل انرجی اسٹوریج ڈیٹا بیس گرڈ انرجی اسٹوریج پروجیکٹس کی ایک مفت فہرست فراہم کرتا ہے، جن میں سے بہت سے فنڈنگ کے ذرائع اور رقوم کو ظاہر کرتے ہیں۔ لوڈ لیولنگ صارفین اور صنعت کی طرف سے بجلی کی طلب مسلسل تبدیل ہو رہی ہے، بڑے پیمانے پر مندرجہ ذیل زمروں میں: موسمی (تاریک سردیوں کے دوران زیادہ برقی روشنی اور حرارتی نظام کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ دیگر موسموں میں گرم موسم ایئر کنڈیشنگ کی ضرورت کو بڑھاتا ہے) ہفتہ وار (زیادہ تر صنعت ہفتے کے آخر میں بند ہو جاتی ہے، مانگ کو کم کرتی ہے) روزانہ (جیسے صبح کے وقت دفاتر کھلتے ہیں اور ایئر کنڈیشنر آن ہو جاتے ہیں) گھنٹہ وار (برطانیہ میں ٹیلی ویژن دیکھنے کے اعداد و شمار کا اندازہ لگانے کا ایک طریقہ اشتہار کے وقفوں کے دوران یا پروگراموں کے بعد جب ناظرین کیٹل آن کرنے جاتے ہیں تو پاور اسپائکس کی پیمائش کرنا ہے) عارضی (فرد کے اعمال کی وجہ سے اتار چڑھاؤ، پاور ٹرانسمیشن کی کارکردگی میں فرق اور دیگر چھوٹے عوامل جن کا حساب کتاب کرنے کی ضرورت ہے) اس وقت نمٹنے کے تین اہم طریقے ہیں۔ پاور پلانٹس کو ان کی معمول کی پیداوار سے نیچے چلایا جا سکتا ہے، اس سہولت کے ساتھ کہ وہ تقریبا فوری طور پر پیدا ہونے والی مقدار میں اضافہ کر سکیں۔ اسے 'اسپائننگ ریزرو' کہا جاتا ہے۔ اضافی نسل کو آن لائن لایا جا سکتا ہے۔ عام طور پر، یہ ہائیڈرو الیکٹرک یا گیس ٹربائنز ہوں گی، جنہیں منٹوں میں شروع کیا جا سکتا ہے۔ اسٹینڈ بائی گیس ٹربائنوں کا مسئلہ زیادہ لاگت ہے ؛ مہنگا پیدا کرنے والا سامان زیادہ تر وقت غیر استعمال ہوتا ہے۔ اسپننگ ریزرو بھی ایک قیمت پر آتا ہے ؛ زیادہ سے زیادہ پیداوار سے نیچے چلنے والے پودے عام طور پر کم موثر ہوتے ہیں۔ گرڈ انرجی اسٹوریج کا استعمال پیداوار کو پیک لوڈ کے اوقات سے آف پیک اوقات میں منتقل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ پاور پلانٹس راتوں اور اختتام ہفتہ کے دوران اپنی اعلی کارکردگی پر چلنے کے قابل ہوتے ہیں۔ سپلائی-ڈیمانڈ لیولنگ حکمت عملیوں کا مقصد چوٹی بجلی کی فراہمی کی لاگت کو کم کرنا یا ہوا اور شمسی توانائی کی وقفے وقفے سے پیداوار کی تلافی کرنا ہو سکتا ہے۔ پورٹیبلٹی موجودہ توانائی ذخیرہ کرنے والی ٹیکنالوجیز کے لیے یہ سب سے بڑی کامیابی کا شعبہ ہے۔ ایک بار استعمال ہونے والی اور ریچارج ہونے والی بیٹریاں ہر جگہ موجود ہیں، اور ڈیجیٹل گھڑیاں اور کاروں جیسے متنوع مطالبات والے آلات کے لیے طاقت فراہم کرتی ہیں۔ بیٹری ٹیکنالوجی میں ترقی عام طور پر سست رہی ہے، تاہم، بیٹری کی زندگی میں زیادہ تر پیشرفت کے ساتھ جو صارفین کو اسٹوریج کی صلاحیت میں اضافے کے بجائے موثر پاور مینجمنٹ سے منسوب ہوتا ہے۔ پورٹیبل کنزیومر الیکٹرانکس نے مور کے قانون سے وابستہ سائز اور طاقت میں کمی سے بہت فائدہ اٹھایا ہے۔ بدقسمتی سے، مور کا قانون لوگوں اور مال برداری پر لاگو نہیں ہوتا ہے ؛ نقل و حمل کے لیے توانائی کی بنیادی ضروریات معلومات اور تفریحی ایپلی کیشنز کے مقابلے میں بہت زیادہ ہیں۔ بیٹری کی گنجائش ایک مسئلہ بن گئی ہے کیونکہ کاروں، ٹرکوں، بسوں، ٹرینوں، جہازوں اور ہوائی جہازوں میں اندرونی دہن انجنوں کے متبادل کے لیے دباؤ بڑھتا ہے۔ ان استعمال کے لیے موجودہ بیٹری ٹیکنالوجی کے مقابلے میں کہیں زیادہ توانائی کی کثافت (دی گئی مقدار یا وزن میں ذخیرہ شدہ توانائی کی مقدار) کی ضرورت ہوتی ہے۔ مائع ہائیڈرو کاربن ایندھن (جیسے پٹرول/پٹرول اور ڈیزل) کے ساتھ ساتھ الکحل (میتھانول، ایتھنول، اور بیوٹینول) اور لپڈ (سیدھے سبزیوں کے تیل، بائیو ڈیزل) میں توانائی کی کثافت بہت زیادہ ہوتی ہے۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ اور پانی کو مائع ہائیڈرو کاربن یا الکحل ایندھن میں کم کرنے کے لیے بجلی کے استعمال کے لیے مصنوعی راستے ہیں۔ یہ راستے ہائیڈروجن پیدا کرنے کے لیے پانی کے برقی تجزیہ سے شروع ہوتے ہیں، اور پھر ریورس واٹر گیس شفٹ رد عمل کی مختلف حالتوں میں اضافی ہائیڈروجن کے ساتھ کاربن ڈائی آکسائیڈ کو کم کرتے ہیں۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ کے غیر فوسل ذرائع میں خمیر پلانٹس اور سیوریج ٹریٹمنٹ پلانٹس شامل ہیں۔ برقی توانائی کو کاربن پر مبنی مائع ایندھن میں تبدیل کرنے میں ہائیڈروجن یا کسی دوسرے غیر ملکی توانائی کیریئر سے نمٹنے کی مشکلات کے بغیر موٹر گاڑیوں اور انجن سے چلنے والے دیگر آلات کے بڑے موجودہ اسٹاک کے ذریعے پورٹیبل انرجی اسٹوریج فراہم کرنے کی صلاحیت ہے۔ یہ مصنوعی راستے ان ممالک میں توانائی کی حفاظت کو بہتر بنانے کی کوششوں کے سلسلے میں توجہ مبذول کر سکتے ہیں جو درآمد شدہ پٹرولیم پر انحصار کرتے ہیں، لیکن قابل تجدید یا جوہری بجلی کے بڑے ذرائع رکھتے ہیں یا تیار کر سکتے ہیں، نیز مستقبل میں درآمد کے لیے دستیاب پٹرولیم کی مقدار میں ممکنہ کمی سے نمٹنے کے لیے۔ چونکہ نقل و حمل کا شعبہ پیٹرولیم سے حاصل ہونے والی توانائی کو بہت غیر موثر طریقے سے استعمال کرتا ہے، اس لیے موبائل توانائی کے لیے پیٹرولیم کو بجلی سے تبدیل کرنے کے لیے کئی سالوں میں بہت بڑی سرمایہ کاری کی ضرورت نہیں ہوگی۔ وشوسنییتا عملی طور پر بجلی پر چلنے والے تمام آلات اپنی بجلی کی فراہمی کو اچانک ہٹانے سے بری طرح متاثر ہوتے ہیں۔ یو پی ایس (بلاتعطل بجلی کی فراہمی) یا بیک اپ جنریٹر جیسے حل دستیاب ہیں، لیکن یہ مہنگے ہیں۔ پاور اسٹوریج کے موثر طریقے آلات کو بجلی کی کٹوتیوں کے لیے بلٹ ان بیک اپ رکھنے کی اجازت دیں گے، اور جنریٹنگ اسٹیشن میں ناکامی کے اثرات کو بھی کم کریں گے۔ اس کی مثالیں فی الحال فیول سیل اور فلائی وہیل کا استعمال کرتے ہوئے دستیاب ہیں۔ بیٹری الیکٹرک گاڑیاں بیٹری سے گرڈ تک بجلی کی لاگت بذریعہ منبع تقسیم شدہ نسل توانائی کی طلب کا انتظام توانائی ذخیرہ توانائی ذخیرہ بطور خدمت (ای ایس اے اے ایس) فیول سیل گاڑی گرڈ سے جڑا ہوا برقی نظام ہائبرڈ الیکٹرک گاڑی ہائیڈروجن اکانومی توانائی ذخیرہ کرنے کے منصوبوں کی فہرست آف پیک پاور ٹو ایکس ریچارج ایبل بیٹری شمسی گاڑی شمسی توانائی سے چلنے والی کشتیاں یو ایس ڈیپارٹمنٹ آف انرجی انٹرنیشنل انرجی اسٹوریج ڈیٹا بیس، گرڈ انرجی اسٹوریج منصوبوں کی فہرست ونیڈیم ریڈوکس بیٹری، ڈسپیچ ایبل گرڈ انرجی اسٹوریج وہیکل ٹو گرڈ ورچوئل پاور پلانٹ ونڈ فارم حوالہ جات شان ڈیوس کے ذریعہ ای اینڈ ٹی میگزین جلد 5 کے شمارے 9 میں ونڈ لیس ڈے کے لیے بچت