Celulele bateriei cu ioni de sodiu-se apropie deja de paritatea costurilor cu-ion de litiu, se pregătesc să devină mai ieftine

Orice tehnologie care urmărește să concureze cu bateriile litiu-ion (LIB) se confruntă cu provocarea costurilor în scădere rapidă pentru această tehnologie deja omniprezentă. Pe măsură ce LIB-urile continuă să-și extindă dominația pe piață, bateriile-ion de sodiu (SIB) încă așteaptă momentul lor să strălucească.

Cu toate acestea, un nou studiu condus de cercetători de la Universitatea LUT din Finlanda, în cooperare cu Institutul de Tehnologie Karlsruhe din Germania și Universitatea Alcalá din Spania, constată că, deși SIB-urile nu au obținut încă o adoptare pe scară largă pe piață, celulele lor se apropie deja de paritatea costurilor cu LIB-urile.

„Bateriile de sodiu-ion (SIB) nu sunt încă în plină lansare-pentru aplicațiile pentru vehicule electrice, deoarece densitatea energiei rămâne un factor limitator. În timp ce SIB-urile sunt deja competitive cu costurile-cu bateriile-litiu-ion (LIB), densitatea lor gravimetrică de energie rămâne încă în urmă. Keiner, cercetători juniori la LUT School of Energy Systems, spune ESS News.

Cu toate acestea, primele instalații comerciale de stocare a energiei din baterii la scară-de utilități comerciale sunt acum construite și puse în funcțiune, inclusiv proiecte la scara de 100 MWh. „Acest lucru demonstrează că SIB-urile sunt pe punctul de a intra pe piață la scară completă-. Odată ce lanțurile de aprovizionare sunt stabilite și economiile de scară au intrat în vigoare, în esență, nu există nimic care să împiedice bateriile cu ioni de sodiu-să preia pe deplin piața, cu condiția ca blocările LIB-existente să fie gestionabile", spune el.

În timp ce evaluările anterioare au ajuns la rezultate controversate în ceea ce privește competitivitatea economică a SIB și au lăsat neexplorate impacturile potențiale ale SIB asupra sistemului energetic mai larg, noul studiu combină o modelare a costurilor de jos-în sus, inclusiv evoluțiile viitoare ale performanței la nivel de material pentru SIB cu un model de sistem energetic global până în 2050.

Rezultatele arată că, odată cu evoluțiile recente ale costurilor și curbele de învățare, bateriile nu mai sunt o componentă-critică a costurilor în sistemul energetic, cu un capital estimat al sistemului de baterii la scară de utilitate-de 28,5–51,9 EUR/kWh până în 2050. Aproape de paritatea costurilor în prezent, SIB poate depăși LIB pe termen mediu și sunt mai puțin predispuse la prețuri și oferte scurte.

Fiind o așa-numită scădere a tehnologiei, bateriile cu ioni de sodiu (SIB) ar putea fi fabricate pe liniile de producție existente de baterii cu litiu-ion (LIB) cu doar modificări minore. Ca urmare, preocupările legate de lipsa de aprovizionare sau de creșterile de preț sunt în mare măsură atenuate, deoarece orice întrerupere a aprovizionării LIB ar putea pur și simplu declanșa o trecere la SIB, notează cercetătorii.

În plus, studiul constată că costurile mai mici ale bateriei conduc în primul rând la o creștere a capacității bateriei, mai degrabă decât la implementarea suplimentară a energiei solare PV. În general, structura sistemului energetic rămâne în mare parte neschimbată, cu cote similare de energie solară fotovoltaică, deși o capacitate mai mare a bateriei permite o funcționare mai mare a energiei-la-X procese sub sarcină crescută. În acest context, stocarea energiei electrochimice nu constituie un factor limitativ pentru tranziția energetică globală. În consecință, studiul proiectează cea mai mare cerere de baterii staționare raportată până în prezent – ​​variind de la 67,9 la 106,5 TWh până în 2050 – depășind estimările din analizele anterioare ale sistemelor energetice optimizate de cost-.

„În rezumat, în ceea ce privește costul și performanța, SIB-urile sunt deja mature și pot chiar depăși LIB-urile în anumite aspecte, cum ar fi intervalul de temperatură operațional. Densitatea energiei rămâne obstacolul final, dar paritatea costurilor a fost deja atinsă. Depășirea LIB-urilor la scară depinde în primul rând de stabilirea unor rute robuste de aprovizionare – o chestiune de timp și de investiții”, spune Keiner.

Până în 2050, se estimează că costul nivelat de stocare (LCOS) va fi mai mic pentru bateriile-ion de sodiu cu rate de învățare ridicate decât pentru bateriile cu-litiu cu rate scăzute de învățare, atât cu valorile de referință din literatură care depășesc valorile de referință din literatura de specialitate, cât și scenariile cu costuri mai mici-să includă, de asemenea, rapoarte mai mari de energie-la{5}, menținând în același timp rapoarte mari ale ciclului de putere.

„Privind către 2050, estimăm că costul nivelat al stocării (LCOS) va varia de la 11,2–13,6 €/MWh în scenariul MIN-Sh (numai SIB-uri, cu rate de învățare ridicate) până la 15,8–22,1 €/MWh în scenariul MAX{-Ll). Scenariul de referință al literaturii LUT-LitRef oferă 19,5–29,4 EUR/MWh Aceste cifre includ costurile de interfață (identice pentru SIB și LIB), dar exclud costurile cu energie electrică, în special, scenariile cu costuri mai scăzute prezintă, de asemenea, un raport de energie-la{{15}-{15}-{15}-{15}-{15}-{15}-{15}-{15}-{1} {1} {6} mai mare. rămâne ridicat în toate cazurile (300+)," spune Keiner.