Натрієві-іонні елементи батареї вже близькі до літій-іонного паритету вартості, готові стати дешевшими

Будь-яка технологія, яка прагне конкурувати з літій-іонними батареями (LIB), стикається з проблемою швидкого зниження вартості цієї вже всюдисущої технології. Оскільки LIB продовжують розширювати своє домінування на ринку, натрієві-іонні батареї (SIB) все ще чекають свого моменту, щоб засяяти.

Однак нове дослідження, проведене дослідниками з фінського Університету LUT у співпраці з німецьким Технологічним інститутом Карлсруе та іспанським університетом Алькала, виявило, що, хоча SIB ще не досягли широкого впровадження на ринку, їхні клітини вже наближаються до паритету вартості з LIB.

"Іонні-натрієві батареї (SIB) ще не в повному обсязі-впроваджені в електромобілі, оскільки щільність енергії залишається обмежувальним фактором. Хоча SIB вже{3}}конкурентоспроможні з літій-іонними батареями (LIB), їхня гравіметрична щільність енергії все ще відстає. Цей розрив може закритися, коли твердо-SIB вийдуть на ринок ринку", - розповідає ESS News Домінік Кейнер, молодший науковий співробітник LUT School of Energy Systems.

Проте зараз будуються та вводяться в експлуатацію перші комерційні{0}}акумуляторні накопичувачі енергії, включаючи проекти потужністю 100 МВт·год. «Це свідчить про те, що SIB знаходяться на порозі повномасштабного-виходу на ринок. Після створення ланцюжків постачання та ефекту економії масштабу фактично ніщо не завадить натрієвим-іонним батареям повністю захопити ринок, за умови, що існуючі блокування LIB-є керованими», — говорить він.

У той час як попередні оцінки привели до суперечливих результатів щодо економічної конкурентоспроможності SIB і залишили недослідженим потенційний вплив SIB на ширшу енергетичну систему, нове дослідження поєднує моделювання витрат ізнизу-вгору, включаючи майбутні зміни продуктивності на матеріальному рівні для SIB з моделлю глобальної енергетичної системи до 2050 року.

Результати показують, що з урахуванням останніх змін у вартості та кривих навчання батареї більше не є-критично важливим компонентом в енергетичній системі з прогнозованими капітальними витратами-масштабної акумуляторної системи на рівні 28,5–51,9 євро/кВт-год до 2050 року. Сьогодні SIB потенційно перевершує LIB у середньостроковій перспективі та менш схильний до стрибків цін і дефіциту поставок.

Оскільки натрієві-іонні батареї (SIB) є так званою -додатковою-технологією, вони можуть виготовлятися на існуючих літій-іонних батареях (LIB) виробничих лініях лише з незначними модифікаціями. Як наслідок, занепокоєння щодо дефіциту поставок або стрибків цін значною мірою зменшуються, оскільки будь-який збій у постачанні LIB може просто спровокувати перехід до SIB, відзначають дослідники.

Крім того, дослідження показує, що нижчі витрати на батареї в першу чергу сприяють збільшенню ємності батареї, а не додатковому розгортанню сонячної фотоелектричної системи. Загалом структура енергетичної системи залишається в основному незмінною з однаковою часткою сонячних фотоелектричних елементів, хоча більша ємність батареї забезпечує ефективнішу роботу процесів живлення-to-X за підвищеного навантаження. У цьому контексті електрохімічне накопичення енергії не є обмежуючим фактором для глобального енергетичного переходу. Відповідно, дослідження прогнозує потенційно найвищий попит на стаціонарні батареї, зареєстрований на сьогоднішній день – коливається від 67,9 до 106,5 ТВт-год до 2050 року – перевершуючи оцінки з попередніх аналізів-оптимізованих енергетичних систем.

«Підсумовуючи, з точки зору вартості та продуктивності SIB вже є зрілими і можуть навіть перевершувати LIB у певних аспектах, таких як робочий температурний діапазон. Щільність енергії залишається останньою перешкодою, але паритет вартості вже досягнутий. Перевищення продуктивності LIB у масштабі залежить насамперед від створення надійних маршрутів постачання – це питання часу та інвестицій», – каже Кейнер.

Передбачається, що до 2050 року вирівняна вартість зберігання (LCOS) буде нижчою для натрієвих-іонних акумуляторів із високими темпами навчання, ніж для літій-іонних акумуляторів із низькими темпами навчання, як з перевищуючими стандартними значеннями в літературі, так і з нижчими-сценаріями вартості також мають вищі-співвідношення-потужності, зберігаючи високу кількість циклів.

«Дивлячись до 2050 року, ми оцінюємо вирівняну вартість зберігання (LCOS) у діапазоні від 11,2–13,6 євро/МВт-год у сценарії MIN-Sh (тільки SIB, з високими темпами навчання) до 15,8–22,1 євро/МВт-год у сценарії MAX-Ll (лише LIB, із низькими темпами навчання). Для порівняння, наш Довідковий сценарій LUT-LitRef дає 19,5–29,4 євро/МВт-год. Ці цифри включають витрати на інтерфейс (ідентичні для SIB та LIB), але не враховують витрати на електроенергію-також мають вищі співвідношення енергії-до-потужності (6–7 год проти. 4–6 год). циклів залишається високим у всіх випадках (300+)", - каже Кейнер.