A nátrium-ion akkumulátorcellák már közel vannak a lítium-ionos költségparitáshoz, olcsóbbak

Minden olyan technológia, amely versenyezni kíván a lítium{0}}ion akkumulátorokkal (LIB), azzal a kihívással néz szembe, hogy a már mindenütt elterjedt technológia gyorsan csökkennek a költségei. Miközben a LIB-k tovább növelik piaci dominanciájukat, a nátrium{2}}ion akkumulátorok (SIB) továbbra is várják a pillanatot, hogy ragyogjanak.

Egy új tanulmány azonban, amelyet a finn LUT Egyetem kutatói vezettek a német Karlsruhei Technológiai Intézettel és a spanyol Alcalá Egyetemmel együttműködve, arra a következtetésre jutottak, hogy bár a SIB-ek még nem értek el széles körű piaci bevezetést, sejtjeik már közelítenek a LIB-ekkel való költségparitáshoz.

"A nátrium{0}}ion akkumulátorok (SIB) még nincsenek teljesen kiépítve az elektromos járművek alkalmazására, mivel az energiasűrűség továbbra is korlátozó tényező. Míg az SIB-ek már most is versenyképesek a lítium-ion akkumulátorokkal (LIB), a gravimetrikus energiasűrűségük még mindig elmarad. fiatal kutatók a LUT School of Energy Systems-ben, mondja az ESS News.

Azonban az első kereskedelmi, közüzemi{0}}méretű akkumulátoros energiatároló létesítmények építése és üzembe helyezése folyamatban van, beleértve a 100 MWh-s projekteket is. "Ez azt mutatja, hogy a SIB-ek a teljes körű piacra lépés küszöbén állnak. Miután az ellátási láncok létrejöttek, és a méretgazdaságosság érvényesül, lényegében semmi sem akadályozza meg a nátrium--ion akkumulátorok teljes uralmát a piacon, feltéve, hogy a meglévő LIB-lezárások kezelhetők" - mondja.

Míg a korábbi értékelések ellentmondásos eredményekre jutottak a SIB-ek gazdasági versenyképességével kapcsolatban, és feltáratlanul hagyták a SIB potenciális hatásait a tágabb energiarendszerre, az új tanulmány az alulról{0}}felfelé építkező költségmodellezést, beleértve a SIB anyagi szintű teljesítményének jövőbeli alakulását, egy 2050-ig tartó globális energiarendszer-modellel kombinálja.

Az eredmények azt mutatják, hogy a közelmúltban bekövetkezett költségfejlődések és tanulási görbék miatt az akkumulátorok már nem számítanak költségkritikus összetevőnek az energiarendszerben, 2050-re 28,5–51,9 euró/kWh-ra becsült hasznossági-skála szerinti akkumulátorrendszer. A közel költségparitáson ma a SIB potenciálisan felülmúlja a LIB-t középtávon, és kevésbé hajlamos a kínálati kiugrásokra.

A technológiában -úgynevezett csepp-lévén a nátrium-ion akkumulátorok (SIB) a meglévő lítium-ion akkumulátor (LIB) gyártósorokon is gyárthatók, csak kisebb módosításokkal. Ennek eredményeként a kínálati hiányokkal vagy az árcsúcsokkal kapcsolatos aggodalmak nagymértékben enyhülnek, mivel a LIB-ellátás bármely zavara egyszerűen a SIB-re való átállást válthatja ki, jegyzik meg a kutatók.

Ezenkívül a tanulmány megállapítja, hogy az alacsonyabb akkumulátorköltségek elsősorban az akkumulátor kapacitásának növekedéséhez vezetnek, nem pedig a napelemek további telepítéséhez. Összességében az energiarendszer szerkezete nagyrészt változatlan marad, a napelemes fotovoltaikus elemek aránya hasonló, bár a nagyobb akkumulátorkapacitás nagyobb teljesítményű-to-X folyamatokat tesz lehetővé megnövekedett terhelés mellett. Ebben az összefüggésben az elektrokémiai energiatárolás nem korlátozza a globális energiaátmenetet. Ennek megfelelően a tanulmány előrevetíti az eddig jelentett, potenciálisan legmagasabb helyhez kötött akkumulátor-igényt – 67,9 és 106,5 TWh között 2050-re –, amely meghaladja a korábbi költségoptimalizált energiarendszer-elemzések becsléseit.

"Összefoglalva, a költségek és a teljesítmény tekintetében a SIB-k már érettek, és bizonyos szempontok, például a működési hőmérséklet-tartományban még felülmúlhatják a LIB-ket. Az energiasűrűség továbbra is a végső akadály, de a költségparitást már elértük. A LIB-ek méretarányos felülteljesítése elsősorban a robusztus ellátási útvonalak kialakításától függ – idő és befektetés kérdése" – mondja Keiner.

Az előrejelzések szerint 2050-re a kiegyenlített tárolási költség (LCOS) alacsonyabb lesz a magas tanulási sebességű nátrium-ion akkumulátorok esetében, mint az alacsony tanulási arányú lítium-ion akkumulátorok esetében, mivel a szakirodalmi referenciaértékek felülmúlják a teljesítményt, és az alacsonyabb költségű forgatókönyvek is magasabb energia-/{5}}teljesítményarányt mutatnak, miközben magas ciklusszámot tartanak fenn.

"2050-re tekintve, a kiegyenlített tárolási költség (LCOS) becsléseink szerint 11,2–13,6 €/MWh a MIN-Sh forgatókönyvben (csak SIB-k, magas tanulási aránnyal) és 15,8-22,1 €/MWh a MAX-L-es forgatókönyvben, az alacsony LIBss-es forgatókönyvben (Csak a mi tanulási rátánk). LUT-A LitRef irodalmi referencia forgatókönyv 19,5–29,4 €/MWh. Ezek a számok tartalmazzák az interfészköltségeket (a SIB-ek és a LIB-k esetében megegyeznek), de nem tartalmazzák a villamosenergia-költségeket. Figyelemre méltó, hogy az alacsonyabb{13}}költségű forgatókönyvek magasabb energia{14}}/{15}}teljesítmény-arányt mutatnak, míg a teljes óraszám ({6–7}) marad. minden esetben (300+)” – mondja Keiner.