هزاران ساختمان در سراسر ایالات متحده با کمک باتری‌های پیشرفته ساخته شده از یکی از ساده‌ترین مواد جهان، خنک می‌مانند: یخ.
هنگامی که برق ارزان است، باتری‌ها آب را منجمد می‌کنند. هنگامی که هزینه‌های انرژی افزایش می‌یابد، مدیران ساختمان چیلرهای گران قیمت خود را خاموش می‌کنند و از یخ برای خنک نگه داشتن فضا استفاده می‌کنند.
به گفته آژانس بین‌المللی انرژی، یک ساختمان معمولی حدود یک پنجم برق خود را برای خنک‌سازی مصرف می‌کند. بزرگ‌ترین ساختمان‌ها با انتقال مصرف انرژی خود به زمان‌های ارزان‌تر روز، می‌توانند سالانه صدها هزار دلار در قبوض برق خود صرفه‌جویی کنند. آن‌ها همچنین می‌توانند از استفاده از برق نیروگاه‌های سوخت فسیلی آلوده‌تر اجتناب کنند.
کارشناسان می‌گویند در مکان‌هایی که هوا گرم است و قیمت انرژی در طول روز به شدت نوسان دارد — به عنوان مثال، تگزاس، جنوب کالیفرنیا و بیشتر مناطق جنوب غربی آمریکا — ساختمان‌ها می‌توانند قبوض برق و انتشار کربن خود را تا یک سوم کاهش دهند.
نیرا جاین، دانشیار مهندسی مکانیک در دانشگاه پردو، می‌گوید: «این بسیار زیاد است و قطعاً ارزش انجام دادن دارد، وقتی در نظر بگیرید که چه تعداد ساختمان وجود دارد که نیاز به خنک‌سازی دارند.»
تا کنون، باتری‌های یخی بیشتر به ساختمان‌های تجاری بزرگ با سیستم‌های خنک‌کننده مرکزی و فضای ذخیره‌سازی اضافی برای یک مخزن غول‌پیکر یخ محدود شده‌اند. اما طرح‌های جدید می‌توانند باتری‌ها را به ساختمان‌های کوچکتر و حتی خانه‌ها وارد کنند.
باتری‌های یخی یک بازگشت های‌تک به یکی از قدیمی‌ترین اشکال تهویه مطبوع و تبرید در تاریخ بشر هستند.
مردم هزاران سال است که یخ می‌سازند یا برداشت می‌کنند و آن را برای خنک کردن غذا، نوشیدنی‌ها و ساختمان‌ها ذخیره می‌کنند. کشتی‌های سریع تجارت یخ را در قرن نوزدهم به یک صنعت جهانی تبدیل کردند، زمانی که یخ دریاچه‌های یخ‌زده آمریکا به دومین صادرات بزرگ ایالات متحده پس از پنبه تبدیل شد.
اما در طول قرن گذشته، ذخایر یخ جای خود را به تهویه‌های مطبوع و یخچال‌های مکانیکی داده‌اند که یک دهم برق جهان را مصرف می‌کنند. بیشتر ساختمان‌های بزرگ اکنون دارای چیلر هستند، ماشین‌های پرمصرف انرژی که آب را خنک می‌کنند و سپس آن را در سراسر ساختمان پمپ می‌کنند تا دما را پایین بیاورند.
باتری‌های یخی بخشی از این قدرت خنک‌کننده را می‌گیرند و آن را برای بعد ذخیره می‌کنند. هنگامی که انرژی ارزان است، باتری یخ می‌سازد — مانند یک نسخه غول‌پیکر از دستگاه یخ‌سازی که ممکن است در فریزر یا راهروی هتل خود پیدا کنید. هنگامی که قیمت برق افزایش می‌یابد، ساختمان چیلر خود را خاموش می‌کند و در عوض از یخ برای خنک کردن آبی که در ساختمان در گردش است، استفاده می‌کند.
باتری‌ها زمان‌هایی را که ساختمان‌ها از انرژی استفاده می‌کنند، تغییر می‌دهند، که به آن‌ها کمک می‌کند در هزینه‌ها صرفه‌جویی کنند و بار روی شبکه برق را کاهش دهند. هنگامی که هر ساختمان در یک لحظه در یک روز گرم تهویه مطبوع خود را روشن می‌کند، شرکت‌های برق اغلب ژنراتورهای پشتیبان را روشن می‌کنند که به عنوان نیروگاه‌های اوج شناخته می‌شوند و معمولاً بسیار گران و آلاینده هستند.
اگر شرکت‌های برق از استفاده از نیروگاه‌های اوج خودداری کنند، کمتر آلوده می‌کنند و در هزینه‌ها صرفه‌جویی می‌کنند. سال گذشته، وزارت انرژی یک توافق وام مشروط 306 میلیون دلاری با شرکت سازنده باتری یخی Nostromo Energy منعقد کرد تا سیستم‌های خود را در 193 ساختمان کالیفرنیا نصب کند تا انرژی را ارزان‌تر و پاک‌تر کند و در عین حال خطر خاموشی در ایالت را کاهش دهد.
یورام آشری، مدیر عامل Nostromo Energy، می‌گوید: «اگر بتوانیم هزینه‌ها را برای شرکت برق کاهش دهیم، به این معنی است که نرخ‌های مصرف‌کننده کاهش می‌یابد و ما برق را مقرون به صرفه‌تر می‌کنیم.»
پس از اینکه دولت ترامپ تقریباً تمام وام‌های وزارت انرژی را مسدود کرد، سرنوشت پروژه Nostromo Energy نامشخص است.
تا کنون، باتری‌های یخی بیشتر به برج‌های اداری، بیمارستان‌ها، هتل‌ها و سایر ساختمان‌های بزرگ با تهویه مطبوع مرکزی محدود شده‌اند، زیرا خود باتری‌ها بسیار بزرگ هستند.
به گفته هالی پپر، رئیس بخش HVAC تجاری Trane Technologies در قاره آمریکا، شرکتی که باتری‌های یخی را در 4000 ساختمان در 60 کشور نصب کرده است، یک سیستم ساخته شده در زیرزمین یک برج بانکی در نیویورک شامل 100 مخزن است که هر کدام به اندازه یک جای پارک هستند که در مجموع هر شب به اندازه 3 میلیون مارگاریتا یخ تولید می‌کنند.
اما این در حال تغییر است. Nostromo Energy باتری‌های باریک «آجر یخی» خود را طراحی کرده است تا در فضاهای تنگ‌تر قرار گیرند. Ice Energy مستقر در کالیفرنیا هزاران باتری خرس یخی خود را در فروشگاه‌های یک طبقه نصب کرده است و قصد دارد نسخه کوچکتری به نام Ice Cub را در اواخر امسال به صاحبان خانه‌ها ارائه دهد.
کارشناسان می‌گویند باتری‌های یخی هر کجا که بتوانند وارد بازار شوند، می‌توانند گزینه ارزان‌تر و بادوام‌تری نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی باشند که تلفن‌ها، خودروها و برخی ساختمان‌ها را تغذیه می‌کنند، زیرا ماده اصلی آن‌ها آب است. مواد شیمیایی گران قیمت در یک سلول لیتیوم یونی ممکن است پس از 10 سال تخریب شوند، اما آب هرگز فرسوده نمی‌شود.
آلیسون ماهوی، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه ویسکانسین در مدیسون، می‌گوید: «از نظر تئوری، شما باید بتوانید چیزی را برای همیشه منجمد و ذوب کنید.» تنها محدودیت عملی، عمر پمپ‌ها، شیرها و مبدل‌های حرارتی باتری است که می‌توانند برای دهه‌ها دوام بیاورند.
شرکت‌های سازنده باتری یخی ادعا می‌کنند که محصولات آن‌ها در طول عمر طولانی خود حدود نیمی از قیمت سلول‌های لیتیوم یونی هزینه دارند. جنبه منفی: باتری‌های یخی فقط برای خنک کردن کار می‌کنند. آن‌ها انرژی را برای هیچ چیز دیگری که از برق در یک ساختمان استفاده می‌کند، ذخیره نمی‌کنند.
جو راش، مدیر ارشد عملیات در Ice Energy، می‌گوید: «شما هرگز نمی‌توانید یک لامپ را با یخ ذخیره شده روشن کنید.» اما تهویه مطبوع معمولاً بالاترین مصرف کننده [انرژی] برای ساختمان‌ها است.»
محدودیت‌های اصلی در رشد این فناوری، آب و هوای محلی و شبکه برق است. ساختمان‌ها در مکان‌های سرد ممکن است آنقدر از تهویه مطبوع خود استفاده نکنند که خرید باتری یخی را توجیه کند. و اگر شرکت‌های برق قیمت‌های خود را در طول روز تغییر ندهند — یا به مشتریان خود برای استفاده کمتر از برق در ساعات معینی پول ندهند — در آن صورت باتری‌های یخی هیچ پولی برای ساختمان‌ها پس انداز نمی‌کنند.
اما در مکان‌هایی که منطقی هستند، باتری‌های یخی می‌توانند با سایر اشکال ذخیره انرژی ترکیب شوند تا به شبکه برق کمک کنند تا با افزایش تقاضا برای برق همگام بماند در حالی که بیشتر به انرژی بادی و خورشیدی متکی است که با آب و هوا افزایش و کاهش می‌یابد.
ماهوی گفت: «روزی امیدوارم که بتوانیم آن را بیشتر در انواع مختلف ساختمان‌ها ادغام کنیم، بنابراین آن را در آپارتمان خود خواهید دید، یا آن را در خانه خود خواهید دید. تجمیع همه این‌ها با هم می‌تواند تأثیر زیادی بر توانایی استفاده از انرژی تجدیدپذیر داشته باشد.»