Натриево-йонни акумулаторни клетки вече са близо до литиево-йонния паритет на разходите, готови да станат по-евтини

Всяка технология, целяща да се конкурира с литиево-йонните батерии (LIB), е изправена пред предизвикателството на бързото намаляване на разходите за тази вече повсеместна технология. Тъй като LIB продължават да разширяват пазарното си господство, натриево-йонните батерии (SIB) все още чакат своя момент, за да блеснат.

Въпреки това, ново проучване, ръководено от изследователи от финландския университет LUT, в сътрудничество с германския Технологичен институт Карлсруе и испанския университет в Алкала, установява, че въпреки че SIB все още не са постигнали широко разпространение на пазара, техните клетки вече се доближават до паритета на разходите с LIB.

„Натриево-йонните батерии (SIB) все още не са въведени-пълно за приложения за електрически превозни средства, тъй като енергийната плътност остава ограничаващ фактор. Въпреки че SIB вече са ценово-конкурентни с литиево-йонните батерии (LIB), тяхната гравиметрична енергийна плътност все още изостава. Тази празнина може да се затвори, след като SIB в твърдо-състояние навлязат в пазар“, казва Доминик Кейнер, младши изследовател в LUT School of Energy Systems, пред ESS News.

Но сега се изграждат и пускат в експлоатация първите-съоръжения за акумулаторна енергия с търговско предназначение, включително проекти с мощност от 100 MWh. „Това показва, че батериите SIB са на ръба на пълно{3}}навлизане на пазара. След като се установят веригите за доставки и икономиите от мащаба влязат в сила, по същество няма нищо, което да попречи на натриево-йонните батерии да завладеят напълно пазара, при условие че съществуващите блокировки-на LIB са управляеми“, казва той.

Въпреки че предишните оценки стигнаха до противоречиви резултати по отношение на икономическата конкурентоспособност на SIB и оставиха неизследвани потенциалните въздействия на SIB върху по-широката енергийна система, новото проучване съчетава моделиране на разходите отдолу-нагоре, включително бъдещо развитие на производителността на материално ниво за SIB с модел на глобалната енергийна система до 2050 г.

Резултатите показват, че с неотдавнашното развитие на разходите и кривите на обучение, батериите вече не са-критичен за разходите компонент в енергийната система с прогнозирани капиталови разходи-в мащаб на батерийната система от 28,5–51,9 €/kWh до 2050 г. Днес, почти паритет на разходите, SIB потенциално надминава LIB в средносрочен план и е по-малко склонен към скокове на цените и недостиг на доставки.

Като т. нар. -drop{1}}технология, натриево-йонните батерии (SIB) могат да се произвеждат на съществуващи производствени линии за литиево-йонни батерии (LIB) само с незначителни модификации. В резултат на това притесненията за недостиг на доставки или скокове на цените са до голяма степен облекчени, тъй като всяко прекъсване на доставките на LIB може просто да предизвика преминаване към SIB, отбелязват изследователите.

Освен това проучването установява, че по-ниските разходи за батерии водят предимно до увеличаване на капацитета на батерията, а не до допълнително внедряване на слънчева фотоволтаична енергия. Като цяло структурата на енергийната система остава до голяма степен непроменена, със сходни дялове на слънчевите фотоволтаици, въпреки че по-големият капацитет на батерията позволява по-добра работа на процесите на мощност-to-X при повишено натоварване. В този контекст електрохимичното съхранение на енергия не представлява ограничаващ фактор за глобалния енергиен преход. Съответно, проучването предвижда потенциално най-високото търсене на стационарни батерии, докладвано до момента – вариращо от 67,9 до 106,5 TWh до 2050 г. – надминавайки прогнозите от предишни анализи на-оптимизирани разходи за енергийна система.

„В обобщение, по отношение на разходите и производителността, SIB вече са зрели и дори могат да надминат LIB в определени аспекти, като диапазон на работна температура. Енергийната плътност остава последното препятствие, но паритетът на разходите вече е достигнат. Превъзходството на LIB в мащаб зависи основно от установяването на стабилни маршрути за доставка – въпрос на време и инвестиция“, казва Кейнер.

До 2050 г. се предвижда изравнената цена на съхранение (LCOS) да бъде по-ниска за натриево-йонни батерии с високи темпове на обучение, отколкото за литиево-йонни батерии с ниски темпове на обучение, както с превъзхождащи литературните референтни стойности, така и сценариите с по-ниски-разходи също така включват по-високи съотношения-към{-енергия, като същевременно поддържат висок брой цикли.

„Поглеждайки към 2050 г., ние оценяваме равните разходи за съхранение (LCOS) да варират от 11,2–13,6 €/MWh в сценария MIN-Sh (само SIB, с високи нива на обучение) до 15,8–22,1 €/MWh в сценария MAX-Ll (само LIB, с ниски нива на обучение). За сравнение, нашите Референтният сценарий на LUT-LitRef дава 19,5–29,4 €/MWh. Тези цифри включват разходи за интерфейс (идентични за SIB и LIB), но по-специално, сценариите с по-ниски{13}}разходи включват по-високи съотношения-към-мощност (6–7 часа срещу. 4–6 часа), докато броят на пълните разходи. цикъла остава висок във всички случаи (300+)", казва Кейнер.