Natrio jonų baterijos tampa vis patrauklesne alternatyva ličio jonų technologijai – ypač sprendimuose, kuriuose prioritetas teikiamas kainai, saugumui ir tvarumui, o ne maksimaliam kompaktiškumui.
Nors ši technologija vis dar susiduria su iššūkiais, ypač dėl kol kas nedidelių gamybos mastų ir žemo energijos tankio (t.y., jų kaupiamos energijos kiekis svorio vienetui paprastai yra mažesnis nei populiarių ličio jonų baterijų), spartus technologinis progresas ir augantis populiarumas rinkose skatina jos plėtrą.
Šiais metais publikuotose Stanfordo, Prinstono ir kitų tarptautiniu mastu pripažįstamų universitetų mokslininkų studijose pripažįstama, kad natrio jonų baterijos gali tapti patraukliu sprendimu elektrinėms transporto priemonėms. Jų taikymas stacionariam elektros energijos saugojimui taip pat galėtų dar labiau paskatinti atsinaujinančių išteklių energetikos plėtrą ir prisidėti prie elektros tinklų stabilumo užtikrinimo.
Maža kaina ir saugumas
Remiantis nepriklausomo tyrimų centro „IDTechEx“ 2025 metų prognozėmis, pasaulinė natrio jonų baterijų paklausa turėtų augti nuo 4 GWh pernai iki daugiau nei 90 GWh 2035 metais – tiek energijos galėtų patenkinti kelių tūkstančių vidutinių namų ūkių metinius elektros poreikius. Tikimasi, kad jų rinka 2035-aisiais pasieks 99,5 mlrd. eurų vertę. Vienas reikšmingiausių natrio jonų baterijų pranašumų – natrio gausa ir prieinamumas, taigi, šios baterijos vis dažniau pasirenkamos dėl mažos kainos ir atsparumo tiekimo grandinių sutrikimams, kadangi natris yra gerokai lengviau prieinamas.
Kadangi natris yra vienas gausiausiai prieinamų elementų, natrio jonų baterijų technologija nesusiduria su šiuo metu itin aktualiomis išteklių stygiaus ar kainų svyravimų grėsmėmis, kas yra kritiškai svarbu energetiniam saugumui ir tiekimo grandinių stabilumui. Ši technologija ypač patraukli ir efektyviai pritaikoma stacionariems energijos kaupimo sprendimams (pavyzdžiui, stacionarioms elektros saugojimo baterijoms), kadangi šiuo atveju svarbiausi parametrai yra kaina, saugumas ir ilgaamžiškumas, o ne svoris ir/ar dydis. Dėl gebėjimo veikti plačiame temperatūrų diapazone, natrio jonų technologija gali būti ypač efektyviai pritaikoma iš atsinaujinančių išteklių pagamintos elektros saugojimui, taip užtikrinant elektros tinklų stabilumą.
Natrio jonų baterijos taip pat vis plačiau naudojamos elektrinio transporto sektoriuje, kur svarbiausia yra kaina ir saugumas, taigi, ši technologija ypač tinkama mažesniems miesto elektromobiliams, kuriems nereikia nuvažiuoti itin didelių atstumų, taip pat – dviratėms elektrinėms transporto priemonėms. Dėl šių privalumų natrio jonų baterijos vis daugiau populiarumo įgauna besivystančių šalių rinkose – ypatingai Azijoje, kur šių baterijų rinka sparčiai plečiasi.
Tvaresnis sprendimas
Natrio jonų baterijos pasaulinio dėmesio vis dažniau sulaukia ne tik dėl savo technologinių privalumų, bet ir kaip tvari, aplinkai draugiška ir su žiedinės ekonomikos principais suderinama alternatyva įprastoms ličio jonų baterijoms. Gaminant natrio jonų baterijas įprastai naudojama mažiau toksiškų medžiagų, o tai padeda sumažinti teršalų kiekį. Šios baterijos įprastai taip pat nenaudoja sunkiųjų metalų, kurie dažnai siejami su aplinkos tarša ir pavojingomis kasybos sąlygomis, todėl natrio jonų baterijos yra saugesnės aplinkai visame jų gyvavimo cikle.
Vietoje ličio jonų šiose baterijose migruoja natrio jonai, ir kaip elektrolitas naudojamas koncentruotas druskos tirpalas (sūrus vanduo arba natrio sulfatas, sumaišytas su vandeniu). Vienai tonai natrio išgauti reikia 682 kartus mažiau vandens, palyginti su viena tona ličio, taigi natrio jonų technologija yra gerokai priimtinesnė tvarumo aspektu. Dar vienas natrio jonų baterijų privalumas yra tai, kad jose galima naudoti kitas pigesnes medžiagas.
Natrio jonų baterijų įkrovimas trunka trumpiau, jos yra nedegios, nesprogios ir draugiškesnės aplinkai, kadangi jose nėra toksiškų medžiagų ir jas lengva perdirbti, tačiau ličio jonų baterijos gali sukaupti daugiau energijos vienam tūrio ar svorio vienetui, todėl labiau tinka technologijoms, kuriose reikalingas kompaktiškumas. Visgi, vystant tyrimus ir inovacijas, natrio jonų baterijos turi nemažai potencialo tvarių energijos sistemų ir aplinkai draugiško transporto sektoriuose, mažinant žalą aplinkai, plėtojant atsinaujinančių išteklių energetiką ir skatinant žiedinę ekonomiką.
Lyderė – Kinija
Komercinėje natrio jonų baterijų gamyboje šiuo metu užtikrintai pirmauja Kinija. Siekiant į tinklus efektyviai integruoti didžiulius atsinaujinančių išteklių elektros kiekius, šalies tinklų operatoriai neseniai pradėjo statyti natrio jonų baterijų elektros energijos kaupimo stotis. Tokios Kinijos kompanijos kaip CATL ar „HiNa Battery“ jau kuris laikas taip pat gamina ir integruoja natrio jonų baterijas į elektromobilius.
Kinijos automobilių gamintojai pirmieji pasaulyje pradėjo gaminti elektromobilius su natrio jonų baterijomis, tačiau iki šiol jie rinkoje sudarė tik nedidelę dalį, kadangi iš esmės tai buvo nedideli, riboto nuvažiuojamo atstumo modeliai, tačiau visai neseniai didžiausia pasaulyje elektromobilių baterijų gamintoja CATL paskelbė apie planus pradėti masinę natrio jonų baterijų gamybą ne tik lengviesiems automobiliams, bet ir sunkiajam transportui.
Diegiant natrio jonų baterijas plataus vartojimo rinkoje, šiuo metu Kinija taip pat ypatingai sparčiai siekia išnaudoti jų potencialą elektrinių motorolerių sektoriuje – stambi elektrinių dviračių transporto priemonių gamintoja „Yadea“ šių metų pradžioje pristatė naują tokių transporto priemonių liniją ir įkrovimo infrastruktūrą – kompanijos teigimu, natrio jonų baterijas nuo nulio iki 80 proc. galima įkrauti vos per 15 minučių, o panaudotas baterijas galima pakeisti jau įkrautomis, nuskenavus QR kodą. Dviračių transporto priemonių rinka Kinijoje auga ypatingai sparčiai – elektriniai dviračiai ir motoroleriai Azijoje yra itin populiarūs, o didžiulis jų kiekis sudaro palankias sąlygas masto ekonomijai.
Vejasi JAV ir Europa
Į natrio jonų technologiją taip pat investuoja ir Europa bei Šiaurės Amerika, bet kol kas mažesniu mastu. Tačiau dėl technologinio proveržio, vietinių gamybos iniciatyvų ar tvarumo siekių tiek Europos Sąjungoje, tiek JAV natrio jonų baterijos sparčiai pereina iš mokslinių tyrimų laboratorijų į komercinės gamybos etapą.
Europa daugiausia dėmesio skiria žaliavų ekologiškumui ir žiedinei ekonomikai – tuo tarpu JAV investuoja į gamybos mastų didinimą ir technologijos pritaikymą elektros tinkluose.
Europoje šią technologiją vysto britų kompanija „Faradion“, Švedijos bendrovė „Altris“, Prancūzijoje įsikūręs startuolis „Tiamat SA“, JAV – kompanija „Natron energy“ ir kt. Dėl aplinkosauginių ir ekonominių pranašumų prieš tradicinę ličio jonų technologiją natrio jonų baterijos ateityje turi nemenką potencialą tapti vienu pagrindinių tvarių pasirinkimų įvairiuose sektoriuose.
Parašyti komentarą