Naatrium-ioonakuelemendid on juba lähedal liitium-ioonide kulupariteedile, odavam

Iga tehnoloogia, mille eesmärk on konkureerida liitium{0}}ioonakudega (LIB), seisab silmitsi selle niigi üldlevinud tehnoloogia kulude kiire langusega. Kuna LIB-id jätkavad oma turgu valitseva seisundi laiendamist, ootavad naatrium-ioonakud (SIB) ikka veel oma hetke särada.

Soome LUT ülikooli teadlaste koostöös Saksamaa Karlsruhe Tehnoloogiainstituudi ja Hispaania Alcalá ülikooliga läbiviidud uus uuring aga leiab, et kuigi SIB-d ei ole veel turul laialdast kasutusele võtnud, on nende rakud juba lähenemas kulupariteedile LIB-idega.

"Naatrium{0}}ioonakud (SIB) ei ole elektrisõidukite rakenduste jaoks veel täielikult kasutusele võetud, kuna energiatihedus jääb piiravaks teguriks. Kuigi SIB-d on juba praegu liitium-ioonakudega (LIB-dega) konkurentsivõimelised, jääb nende gravimeetriline energiatihedus endiselt maha. See tühimik võib turule siseneda. LUT Energiasüsteemide Kooli nooremteadurid, vahendab ESS News.

Kuid praegu ehitatakse ja võetakse kasutusele esimesi kaubanduslikke utiliitide -mastaabis aku energiasalve, sealhulgas projekte 100 MWh ulatuses. "See näitab, et SIB-id on täismahus turule sisenemise äärel. Kui tarneahelad on loodud ja mastaabisääst jõustub, ei takista sisuliselt miski naatrium-ioonakudel turgu täielikult üle võtmast, eeldusel, et olemasolevad LIB-i lukustus{6}} on hallatavad," ütleb ta.

Kuigi varasemad hinnangud on jõudnud vastuoluliste tulemusteni SIB-i majandusliku konkurentsivõime kohta ja jätnud SIB potentsiaalsed mõjud laiemale energiasüsteemile uurimata, ühendab uus uuring alt ülespoole suunatud kulude modelleerimise, sealhulgas SIB materjalitaseme tulevase jõudluse arengu ja ülemaailmse energiasüsteemi mudeli kuni 2050. aastani.

Tulemused näitavad, et hiljutiste kulude ja õppimiskõverate tõttu ei ole akud enam energiasüsteemi kulu-kriitiline komponent, mille kasuliku-skaala akusüsteemi prognoositav maksumus on 2050. aastaks 28,5–51,9 €/kWh. Praeguse kulupariteedi lähedal ületab SIB keskmises perspektiivis LIB-i ning on vähem altid pakkumishindade hüppelistele.

Kuna tegemist on tehnoloogia nn Selle tulemusel on mure tarnepuuduse või hinnatõusude pärast suuresti leevendatud, kuna LIB-i tarnimise häired võivad lihtsalt vallandada ülemineku SIB-ile, märgivad teadlased.

Lisaks leitakse uuringus, et madalamad akukulud suurendavad peamiselt aku mahtuvust, mitte täiendavat päikeseenergia kasutuselevõttu. Üldiselt jääb energiasüsteemi struktuur suures osas muutumatuks ja päikese fotogalvaanika osakaal on sarnane, kuigi suurem aku mahutavus võimaldab suurema koormuse korral toita -to{2}}X protsesse. Selles kontekstis ei kujuta elektrokeemiline energia salvestamine ülemaailmset energia üleminekut piiravaks teguriks. Sellest lähtuvalt prognoosib uuring potentsiaalselt suurimat seni teatatud statsionaarse aku nõudlust – 2050. aastaks 67,9–106,5 TWh –, mis ületab eelmiste kulu{8}}optimeeritud energiasüsteemide analüüside hinnanguid.

"Kokkuvõtlikult võib öelda, et kulude ja jõudluse osas on SIB-d juba küpsed ja võivad teatud aspektides, näiteks töötemperatuurivahemikus, isegi ületada LIB-sid. Energiatihedus jääb viimaseks takistuseks, kuid kulupariteet on juba saavutatud. LIB-de mastaabis parem jõudlus sõltub eelkõige tugevate tarneteede loomisest – aja ja investeeringute küsimus," ütleb Keiner.

Prognoositakse, et 2050. aastaks on ühtlustatud salvestuskulud (LCOS) kõrge õppimiskiirusega naatrium-ioonakude puhul madalamad kui madala õppimisvõimega liitium-ioonakude puhul, kusjuures nii kirjanduse võrdlusväärtused on paremad kui ka madalamate{3}}kulustsenaariumide puhul on kõrgem energia-ja{5}}võimsuse tsüklite arv.

"2050. aasta poole vaadates jääb meie hinnangul ühtlustatud salvestuskulu (LCOS) vahemikku 11,2–13,6 €/MWh stsenaariumi MIN-Sh (ainult SIB-d, kõrge õppimiskiirusega) kuni 15,8–22,1 €/MWh stsenaariumis MAX-L, võrdluseks ainult meie madalate õppimismääradega (LIBss). LUT-LitRef kirjanduse võrdlusstsenaarium annab 19,5–29,4 €/MWh. Need arvud sisaldavad liidese kulusid (identsed SIB-de ja LIB-de puhul), kuid ei sisalda elektrikulusid. Eelkõige on madalamate kuludega stsenaariumid ka suuremad energia{14}}-{15}}suhtarvud, samas kui tsüklite arv on kõrgem ({6–7}). kõigil juhtudel (300+)," ütleb Keiner.