Toiteakude arengusuund, kuidas liitiumitööstus valib?

Päikeseenergiat on alati peetud keskkonnasõbralikuks energiaallikaks. Päikesepaneelide ja tuuleturbiinide hind on viimase kümnendi jooksul järsult langenud, muutes need söe ja maagaasi suhtes üha konkurentsivõimelisemaks. Kuid elektrit kandvate akude arendamine ja suund mõjutab selle tehnoloogiaprojekti arengut.

Nüüd toimub sama asi akudega, mis muudavad elektrisõidukid odavamaks ja võimaldavad võrku salvestada üleliigset energiat, et seda vajadusel pakkuda. Hinnanguliselt kasvab nõudlus akude järele transporditööstuses 40. aastaks ligi 2040 korda, mis avaldab üha suuremat survet tooraine tarneahelale. Elektrisõidukite arvu kasv maailmas suurendab nõudlust elektri järele. Probleemiks võib saada liitiumakude tooraine tarnimine.

Erinevalt päikesepaneelidest ei piisa uute elementide tootmisest ainuüksi jätkuva hinnalanguse tagamiseks ilma kriitilise tähtsusega tooraine nappuse lahendamiseta. Liitiumakud sisaldavad haruldasi metalle, näiteks koobaltit, mille hind on viimase kahe aasta jooksul kahekordistunud, tõstes akude tootmiskulusid.

Liitiumioonakude maksumus, mõõdetuna toodetud elektrienergia kilovatt-tunni kohta, on viimase kaheksa aasta jooksul langenud 75 protsenti. Kuid hinnatõus avaldab tooraine tarneahelale üha suuremat survet. Selle tulemusena on autotootjad pöördunud liitiumakude poole, mis kasutavad 75 protsenti vähem koobaltit kui praegune tehnoloogia.

Hea uudis on see, et akutööstus ei ürita mitte ainult sama koguse toorainega akude energiasalvestusvõimet suurendada, vaid üritab minna üle ka ohtrale metallivarule.

Investorid on raha pannud idufirmadesse, mis suudavad välja töötada paljutõotavaid uusi akutehnoloogiaid, ja kommunaalettevõtted, kes soovivad arendada staatilise elektri salvestusseadmeid, kaaluvad ka niinimetatud vooluakusid, mis kasutavad taaskasutatavaid materjale, nagu vanaadium.

Pärast enam kui 20-aastast arengut on vanaadiumivoolupatareist saanud küps energiasalvestustehnoloogia. Selle rakendussuund on MWh-tasemel uute energiaelektrijaamade ja elektrivõrkude suuremahulised energiasalvestuselektrijaamad. Liitiumakud on energiapankade jaoks olulised, võrreldes nendega on need nagu lusikad ja labidad. on üksteise jaoks asendamatud. Täisvanaadiumi vooluakude olulised konkurendid on suuremahulised energiasalvestustehnoloogiad, nagu hüdroenergia salvestamine, suruõhuenergia salvestamine ja muude süsteemide vooluakud.

Energiaettevõtted hakkavad kasutama vooluakusid, mis salvestavad elektrienergiat suurtes eraldiseisvates mahutites, mis on täidetud vedela elektrolüüdiga, mis seejärel akusse pumbatakse. Sellised akud võivad kasutada erinevaid tooraineid, näiteks praegu terasetööstuses kasutatavat metallvanaadiumi.

Vanaadiumpatareide eeliseks on see, et need ei kaota laetust nii kiiresti kui liitiumakud (seda nimetatakse laengu lagunemiseks). Vanadiini on ka lihtne taaskasutada.

Võrreldes liitiumakudega on vanaadiumi redoksvooluakudel kolm olulist eelist:

Esiteks mugavus. Süsteem võib olla sama suur kui teie külmik või sama suur kui alajaam teie piirkonnas. Elektrit on piisavalt, et teie kodu toita päevast kuni aastani, nii et saate selle kujundada nii, nagu soovite.

2. Pikk kasutusiga. Teil võib vaja minna pool sajandit.

3. Hea turvalisus. Suure voolu ja ülelaadimise korral pole survet, mis on liitiumakude jaoks tabu, ning tulekahju ja plahvatust ei toimu üldse.

Hiina domineerib vanaadiumi tootmises ja moodustab poole ülemaailmsest tarnest. Kuna Hiina akutootjate arv kasvab, on tõenäoline, et enamik akusid toodetakse järgmistel aastakümnetel Hiinas. Benchmark Mineral Intelligence’i andmetel võib pool maailma akude toodangust 2028. aastaks olla minu riigis.

Kui vanaadiumakusid kasutatakse laialdaselt päikesepatareide salvestusseadmetes, siis elektrisõidukite liitiumakude laadimiseks on võimalik kasutada taastuvenergiat. Samuti võimaldab see kasutada märkimisväärseid liitiumiressursse autotööstuse ja elektroonikatehnoloogia akude jaoks.