נתרן-תאי סוללת יון כבר קרובים לליתיום- שוויון עלות יון, אמור להיות זול יותר

כל טכנולוגיה שמטרתה להתחרות בסוללות ליתיום-יון (LIBs) עומדת בפני האתגר של ירידה מהירה בעלויות עבור טכנולוגיה זו שכבר נמצאת בכל מקום. בעוד LIBs ממשיכים להרחיב את הדומיננטיות שלהם בשוק, סוללות נתרן-יון (SIBs) עדיין מחכות לרגע שלהן לזרוח.

עם זאת, מחקר חדש בראשות חוקרים מאוניברסיטת LUT בפינלנד, בשיתוף עם המכון הטכנולוגי של קרלסרוהה בגרמניה ואוניברסיטת אלקלה בספרד, מגלה שלמרות ש-SIBs עדיין לא הגיעו לאימוץ נרחב בשוק, התאים שלהם כבר מתקרבים לשוויון עלויות עם LIBs.

"סוללות נתרן-יון (SIB) עדיין לא נמצאות-במלאות עבור יישומי רכב חשמלי, מכיוון שצפיפות האנרגיה נותרה גורם מגביל. בעוד שסוללות SIB כבר-מתחרות במחיר עם סוללות ליתיום-יון (LIBs), צפיפות האנרגיה הגרבימטרית שלהן עדיין מפגרת ברגע שהפער הזה ייכנס לשוק ה-SIB{6}.{{6} חוקרים זוטרים בבית הספר למערכות אנרגיה LUT, מספרים לחדשות ESS.

עם זאת, מתקני אחסון האנרגיה של סוללות-הראשונים נבנים ומופעלים כעת, כולל פרויקטים בקנה מידה של 100 MWh. "זה מוכיח ש-SIBs נמצאים על סף כניסה לשוק בקנה מידה מלא. ברגע ששרשרת אספקה ​​מתבססת ויתרונות לגודל נכנסים לתוקף, אין למעשה שום דבר שימנע מסוללות נתרן-יון להשתלט באופן מלא על השוק, בתנאי שהנעילות הקיימות של LIB-ניתנות לניהול", הוא אומר.

בעוד שהערכות קודמות הגיעו לתוצאות שנויות במחלוקת לגבי התחרותיות הכלכלית של SIB, והותירו את ההשפעות הפוטנציאליות של SIB על מערכת האנרגיה הרחבה יותר בלתי נחקרה, המחקר החדש משלב מודל עלויות מלמטה -כולל התפתחויות עתידיות בביצועים ברמת החומר עבור SIB עם מודל של מערכת אנרגיה גלובלית עד 2050.

התוצאות מראות שעם התפתחויות עלות ועקומות למידה האחרונות, סוללות אינן עוד מרכיב-קריטי במערכת האנרגיה עם עלות צפויה של מערכת סוללות-תועלת של 28.5-51.9 אירו/קוט"ש עד 2050. קרוב לשוויון עלות כיום, SIB עשויה לעלות על ה-LIB בטווח הקצר, והיא מועדת פחות לעליות מחירים ולהיצע.

בהיותן-נפילה-בטכנולוגיה, ניתן לייצר סוללות נתרן-יון (SIB) בקווי ייצור קיימים של סוללות ליתיום-יון (LIB) עם שינויים קלים בלבד. כתוצאה מכך, החששות ממחסור באספקה ​​או זינוקים במחירים מוקלים במידה רבה, מכיוון שכל שיבוש באספקת ה-LIB יכול פשוט לעורר מעבר ל-SIB, מציינים החוקרים.

יתר על כן, המחקר מגלה שעלויות נמוכות יותר של סוללות מניעות בעיקר עלייה בקיבולת הסוללה ולא פריסה נוספת של PV סולארי. בסך הכל, מבנה מערכת האנרגיה נותר ללא שינוי במידה רבה, עם נתחים דומים של סוללות פוטו-וולטאיות, אם כי קיבולת סוללה גבוהה יותר מאפשרת הפעלה רבה יותר של כוח-ל-X תהליכים בעומס מוגבר. בהקשר זה, אגירת אנרגיה אלקטרוכימית אינה מהווה גורם מגביל למעבר האנרגיה העולמי. בהתאם לכך, המחקר מציג את הביקוש הגבוה ביותר לסוללות נייחות שדווחו עד כה - נע בין 67.9 ל-106.5 TWh עד 2050 - העולה על ההערכות מניתוחי מערכות אנרגיה אופטימליות-קודמים.

"לסיכום, מבחינת עלות וביצועים, SIBs כבר בשלים ויכולים אפילו להתעלות על LIB בהיבטים מסוימים, כמו טווח טמפרטורות תפעולי. צפיפות האנרגיה נותרה המכשול האחרון, אבל שוויון עלויות כבר הושג. ביצועים טובים יותר של LIBs בקנה מידה תלוי בעיקר בהקמת נתיבי אספקה ​​חזקים - עניין של זמן והשקעה", אומר קינר.

עד שנת 2050, עלות האחסון המפולסת (LCOS) צפויה להיות נמוכה יותר עבור סוללות -נתרן עם שיעורי למידה גבוהים מאשר עבור סוללות ליתיום-יון עם שיעורי למידה נמוכים, עם ערכי ייחוס ספרותיים עם ביצועים טובים יותר, וגם תרחישי עלות-נמוכים כוללים גם מספרי אנרגיה-למחזור גבוהים יותר תוך שמירה על יחסי הספק גבוהים יותר.

"במבט ל-2050, אנו מעריכים את עלות האחסון המפולסת (LCOS) לנוע בין 11.2-13.6 €/MWh בתרחיש MIN-Sh (SIBs בלבד, עם קצבי למידה גבוהים) ל-15.8-22.1 €/MWh בתרחיש MAX-Ll, בתרחישי למידה נמוכים בלבד (LIBs השוואת למידה). LUT-תרחיש עזר של LitRef נותן 19.5–29.4 €/MWh נתונים אלה כוללים עלויות ממשק (זהות עבור SIBs ו-LIBs) אך לא כוללים עלויות חשמל-תרחישי העלות הנמוכים כוללים גם יחסי אנרגיה- עד{15}}הספקים מלאים של 6-{18 שעות. גבוה בכל המקרים (300+)," אומר קיינר.