Nowa technologia magazynów energii wchodzi do Europy z przytupem
Baterie sodowo-jonowe to szansa na tańsze przechowywanie energii i alternatywa dla baterii litowo-jonowych, które zdominowały globalny rynek magazynów energii. Szerokie zastosowanie baterii sodowo-jonowych w stacjonarnych magazynach energii jest coraz bliżej – także w Europie, o czym świadczy ogromne zamówienie pozyskane przez chińskiego lidera w rozwoju tej technologii.
Technologia sodowo-jonowa (Na-ion) wykonuje kolejny duży krok, aby zadomowić się na rynku magazynów energii i stworzyć alternatywę dla technologii litowo-jonowej (Li-Ion). Największy na świecie producent baterii – chiński CATL – podpisał umowę na dostawę do Europy magazynów energii bazujących na ogniwach sodowo-jonowych o łącznej mocy 5 GWh. Magazyny z ogniwami Na-ion na rynku europejskim będzie rozwijać holenderski Alfen, który wcześniej współpracował z CATL w zakresie budowy magazynów energii bazujących na ogniwach litowo-jonowych.
Michael Colijn, CEO Alfen, podkreśla, że baterie sodowo-jonowe to kolejny krok w rozwoju magazynowania energii – bardziej zdywersyfikowany, odporny i dostosowany do kierunku, w którym zmierza rynek. – Współpraca z CATL stawia nas w awangardzie tego trendu – komentuje CEO holenderskiej firmy.
– Dzięki lepszym parametrom bezpieczeństwa oraz przewagom w zakresie zrównoważonego cyklu życia, baterie sodowo-jonowe zapewnią unikalną wartość europejskim klientom i wesprą transformację regionu w kierunku czystszej, bardziej odpornej przyszłości energetycznej – dodaje Tan Libin, Chief Customer Officer w CATL.
Chiński CATL, będący największym na świecie producentem baterii stosowanych w pojazdach elektrycznych i magazynach energii, wyraźnie stawia na rozwój rozwiązań opartych na technologii sodowo-jonowej.
Europejska premiera magazynu Tener Sodium
Kilka tygodni temu CATL zaprezentował europejskiemu rynkowi podczas targów Intersolar swój system Tener Sodium, czyli wielkoskalowy magazyn energii oparty na technologii sodowo-jonowej, który ma zapewniać nawet ponad 30 MWh pojemności znamionowej w architekturze modułowej.
Budowa magazynu o pojemności 1 GWh wymaga 34 jednostek Tener Sodium. Pojedynczy moduł waży około 42 ton. System ma umożliwiać konfigurację pod różne czasy pracy: 1, 2, 4, 6 oraz 8 godzin dzięki rozdzieleniu bloków energii i mocy. Więcej na temat tego magazynu energii pisaliśmy w artykule: Koniec dominacji litu? CATL komercjalizuje baterie nowej generacji
Wcześniej w tym roku CATL podpisał pierwszą dużą umowę na dostawy ogniw sodowo-jonowych na rynek chiński. CATL zdobył zamówienie na ogniwa o łącznej pojemności aż 60 GWh, które w swoich magazynach energii wykorzysta firma HyperStrong Technology.
Dlaczego baterie sodowo-jonowe to szansa dla magazynów energii?
Baterie sodowo-jonowe działają na dokładnie tej samej zasadzie co baterie litowo-jonowe: jony wędrują między katodą a anodą przez elektrolit podczas ładowania i rozładowania. Różnica polega na tym, że nośnikiem ładunku jest jon sodu (Na) zamiast jonu litu (Li).
Przewaga baterii sodowo-jonowych to potencjalnie niższy koszt. Sód jest znacznie łatwiej dostępnym surowcem, a tona węglanu sodu to koszt kilkadziesiąt razy niższy niż koszt węglanu litu. Do tego dochodzi możliwość użycia aluminium zamiast miedzi po stronie anody oraz brak konieczności stosowania kobaltu i niklu, wykorzystywanych na przykład w bateriach litowo-jonowych typu NCA. To zmniejsza podatność łańcuchów dostaw dla technologii Na-ion na czynniki geopolityczne i podażowe.
Kolejna przewaga technologii sodowo-jonowej to większe bezpieczeństwo eksploatacji dzięki lepszej stabilności termicznej. W zakresie baterii Na-ion CATL deklarował wcześniej brak zjawiska ucieczki cieplnej (thermal runaway) między innymi w testach przebicia gwoździem, zgniatania czy przeładowania.
Dodatkowa zaleta to żywotność baterii sodowo-jonowych. Według CATL baterie bazujące na ogniwach Na-ion mogą zapewniać nawet minimum 15-20 tys. cykli ładowania, znacznie przewyższając w tym zakresie baterie litowo-jonowe. Do tego dochodzi możliwość efektywnej pracy w bardzo niskich temperaturach – baterie sodowo-jonowe radzą sobie w czasie mrozów znacznie lepiej niż ich litowo-jonowe odpowiedniki.
W czym baterie sodowo-jonowe ustępują litowo-jonowym?
Jakie są wady? Baterie i magazyny energii bazujące na technologii sodowo-jonowej są nadal na wczesnym etapie rozwoju i komercjalizacji. To przekłada się na brak doświadczenia w długoterminowej eksploatacji magazynów wykorzystujących te baterie. Do tego dochodzą wciąż słabo rozwinięte łańcuchy dostaw.
Na razie technologia sodowo-jonowa oferuje mniejszą gęstość energii na poziomie około 100-170 Wh/kg wobec około 150–250 Wh/kg dla Li-ion. W przypadku stacjonarnych magazynów energii ma to jednak mniejsze znaczenie niż dla zastosowań w pojazdach elektrycznych, gdzie dużo ważniejsze są waga i gabaryty baterii.
Jaka jest różnica w kosztach? Okazuje się, że już obecnie – mimo wciąż niskich wolumenów produkcji i wczesnego etapu komercjalizacji technologii Na-ion – koszty obu technologii mogą być zbliżone. Ceny ogniw sodowo-jonowych w 2026 r. szacowane są na około 45-70 dolarów/kWh, w zależności od formatu, podczas gdy ogniwa litowo-jonowe LFP (w najpopularniejszej chemii dla tego typu zastosowań) kosztują około 50–60 dolarów/kWh. CATL zapowiadał już, że do końca 2026 r. koszt ogniw sodowo-jonowych ma zrównać się z kosztem ogniw LFP.
Baterie sodowo-jonowe w pierwszych elektrykach
CATL chce zastosować technologię sodowo-jonową nie tylko w stacjonarnych magazynach energii, ale także w elektromobilności – mimo większej wagi i gabarytów samochodowych baterii Na-ion niż w przypadku baterii litowo-jonowych. Kilka miesięcy temu chiński gigant we współpracy z koncernem Changan Automobile ogłosił wprowadzenie do masowej produkcji pierwszych na świecie samochodów osobowych wyposażonych w baterie sodowo-jonowe.
Więcej na ten temat pisaliśmy w artykule: Sodowo-jonowe magazyny energii w skali giga. Rekordowe zamówienie CATL
Piotr Pająk
piotr.pajak@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy E-Magazyny Sp. z o.o.
A co robią europejskie uczelnie ? Dlatego nie mają technologii którą europejski przemysł by wdrożył ?
Do TTTT: ,,Tryb AI
Wszystko
Grafika
Wideo
Wiadomości
Produkty
Książki
Finanse
12 witryn
Prace badawcze na Politechnice Częstochowskiej (konkretnie na Wydziale Elektrycznym) koncentrują się wokół opracowania ultracienkich i ultrawydajnych nanostrukturalnych superkondensatorów kwantowych oraz tworzenia zaawansowanych stanowisk pomiarowych i algorytmów zarządzania energią w hybrydowych magazynach.
Facebook
·Politechnika Częstochowska
+1
Uczelnia od lat dynamicznie rozwija autorskie Laboratorium Superkondensatorów i Magazynów Energii. Do najważniejszych, bezpośrednich efektów ich prac należą:
Politechnika Częstochowska
1. Innowacyjna technologia druku elektrod (Projekt z Diprinter)
Naukowcy z Częstochowy (m.in. zespół pod kierownictwem Piotra Chabeckiego) nawiązali współpracę z przemysłem w celu stworzenia modułu reaktora do aplikacji cienkich warstw.
Facebook
·Politechnika Częstochowska
Efekt: Opracowano technologię precyzyjnego nanoszenia materiałów aktywnych i funkcjonalnych przy użyciu technik zbliżonych do druku atramentowego (głowicami piezoelektrycznymi) oraz utrwalania UV.
Facebook
·Politechnika Częstochowska
Zastosowanie: Umożliwia to w przyszłości seryjną produkcję elastycznych i wydajnych superkondensatorów bezpośrednio na płaskich powierzchniach.
Facebook
·Politechnika Częstochowska
2. Modyfikacja komponentów za pomocą plazmy
W ramach badań nad poprawą parametrów pracy hybrydowych zasobników energii (gdzie superkondensator wspomaga tradycyjny akumulator), inżynierowie podjęli próby modyfikowania elementów strukturalnych urządzeń.
Instytut Naukowo-Wydawniczy „Spatium”
Efekt: Zastosowanie niskotemperaturowej plazmy do modyfikacji separatorów jonowych oraz elektrod (okładek) superkondensatorów.
Zastosowanie: Zmiana właściwości fizykochemicznych powierzchni pozwala na szybszy transport jonów, co przekłada się na wyższą gęstość mocy całego układu hybrydowego i lepszą współpracę z klasyczną chemią bateryjną.
Instytut Naukowo-Wydawniczy „Spatium”
3. Sukcesy międzynarodowe i rozwój nanomateriałów
Projekty badawcze Politechniki dotyczące wykorzystania zaawansowanych struktur (m.in. węglowych oraz struktur opartych o biomasę) regularnie zyskują uznanie.
Instagram
·politechnikaczestochowska
+1
Efekt: Prezentowane rozwiązania dotyczące nanomateriałów w magazynowaniu energii (tworzenie wydajniejszych, szybciej ładujących się komponentów hybrydowych) zdobyły uznanie m.in. na prestiżowych Międzynarodowych Targach Wynalazków i Innowacji INTARG.
Instagram
·politechnikaczestochowska
4. Zaawansowana infrastruktura laboratoryjna i pomiarowa
Budowanie teoretycznych modeli hybrydowych wymagało stworzenia autorskiego zaplecza testowego.
Efekt: W Katedrze Elektroenergetyki PCz wdrożono wyspecjalizowane stanowiska badawcze wyposażone w zaawansowane potencjostaty/galwanostaty i systemy spektroskopii impedancyjnej. Pozwalają one badać efekty przyelektrodowe oraz stabilność pracy ogniw w standardach guzikowych (CR2016, CR2032) i przemysłowych.
Dzięki tym badaniom uczelnia dostarcza unikalne rozwiązania zwiększające żywotność baterii w pojazdach elektrycznych i systemach OZE, chroniąc je przed zgubnym wpływem szczytowych impulsów prądowych (np. podczas gwałtownego przyspieszania czy rekuperacji prądu z hamowania)”