Pin natri{0}}ion đã gần ngang bằng với chi phí của ion lithium-, sẽ rẻ hơn

Bất kỳ công nghệ nào nhằm cạnh tranh với pin lithium{0}}ion (LIB) đều phải đối mặt với thách thức là chi phí giảm nhanh chóng đối với công nghệ vốn đã phổ biến này. Khi LIB tiếp tục mở rộng sự thống trị thị trường của mình, pin ion natri- (SIB) vẫn đang chờ thời điểm tỏa sáng.

Tuy nhiên, một nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu tại Đại học LUT của Phần Lan dẫn đầu, hợp tác với Viện Công nghệ Karlsruhe của Đức và Đại học Alcalá của Tây Ban Nha, nhận thấy rằng, mặc dù SIB vẫn chưa đạt được sự chấp nhận rộng rãi trên thị trường, nhưng các tế bào của họ đã tiến gần đến mức chi phí ngang bằng với LIB.

"Pin natri{0}}ion (SIB) vẫn chưa được triển khai đầy đủ-cho các ứng dụng xe điện vì mật độ năng lượng vẫn là một yếu tố hạn chế. Mặc dù SIB đã có khả năng cạnh tranh về mặt chi phí với pin lithium-ion (LIB), nhưng mật độ năng lượng trọng lượng của chúng vẫn tụt lại phía sau. Khoảng cách này có thể thu hẹp khi các SIB trạng thái rắn-gia nhập thị trường," Dominik Keiner, nhà nghiên cứu cấp dưới tại Trường Hệ thống Năng lượng LUT, cho biết Tin tức ESS.

Tuy nhiên, cơ sở lưu trữ năng lượng pin ở quy mô tiện ích thương mại{0}}đầu tiên hiện đang được xây dựng và vận hành, bao gồm các dự án ở quy mô 100 MWh. "Điều này chứng tỏ rằng SIB đang trên đà thâm nhập thị trường-quy mô đầy đủ. Một khi chuỗi cung ứng được thiết lập và tính kinh tế nhờ quy mô có hiệu lực, về cơ bản không có gì có thể ngăn cản pin ion natri-tiếp quản hoàn toàn thị trường, miễn là các khóa LIB-hiện tại có thể quản lý được,” ông nói.

Mặc dù các đánh giá trước đây đã đưa ra những kết quả gây tranh cãi liên quan đến khả năng cạnh tranh kinh tế của SIB và chưa khám phá được những tác động tiềm ẩn của SIB đối với hệ thống năng lượng rộng hơn, nhưng nghiên cứu mới này kết hợp mô hình chi phí từ dưới lên-bao gồm cả những phát triển về hiệu suất trong tương lai ở cấp độ vật chất cho SIB với mô hình hệ thống năng lượng toàn cầu cho đến năm 2050.

Kết quả cho thấy rằng với sự phát triển chi phí và đường cong học tập gần đây, pin không còn là thành phần-quan trọng về mặt chi phí trong hệ thống năng lượng với chi phí vốn cho hệ thống pin-quy mô tiện ích dự kiến ​​là €28,5–51,9/kWh vào năm 2050. Gần như có chi phí ngang bằng hiện nay, SIB có khả năng hoạt động tốt hơn LIB trong trung hạn và ít bị tăng giá và thiếu hụt nguồn cung hơn.

Là một-được gọi là công nghệ thả{1}}, pin natri-ion (SIB) có thể được sản xuất trên dây chuyền sản xuất pin lithium-ion (LIB) hiện có chỉ với những sửa đổi nhỏ. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng, do đó, những lo ngại về tình trạng thiếu nguồn cung hoặc giá tăng đột biến phần lớn đã giảm bớt, vì bất kỳ sự gián đoạn nào trong nguồn cung LIB có thể đơn giản dẫn đến sự chuyển dịch sang SIB.

Hơn nữa, nghiên cứu cho thấy chi phí pin thấp hơn chủ yếu thúc đẩy tăng công suất pin hơn là triển khai bổ sung quang điện mặt trời. Nhìn chung, cấu trúc hệ thống năng lượng hầu như không thay đổi, với tỷ lệ quang điện mặt trời tương tự, mặc dù dung lượng pin cao hơn cho phép vận hành các quy trình năng lượng-đến{2}X X lớn hơn khi tải tăng. Trong bối cảnh này, việc lưu trữ năng lượng điện hóa không phải là yếu tố hạn chế cho quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu. Theo đó, nghiên cứu dự đoán nhu cầu pin cố định có khả năng cao nhất được báo cáo cho đến nay – dao động từ 67,9 đến 106,5 TWh vào năm 2050 – vượt qua ước tính từ các phân tích hệ thống năng lượng tối ưu hóa chi phí-trước đó.

Keiner cho biết: "Tóm lại, về mặt chi phí và hiệu suất, SIB đã trưởng thành và thậm chí có thể hoạt động tốt hơn LIB ở một số khía cạnh nhất định, chẳng hạn như phạm vi nhiệt độ hoạt động. Mật độ năng lượng vẫn là rào cản cuối cùng, nhưng mức chi phí ngang bằng đã đạt được. Hiệu suất vượt trội của LIB trên quy mô lớn phụ thuộc chủ yếu vào việc thiết lập các tuyến cung ứng mạnh mẽ - vấn đề thời gian và đầu tư".

Đến năm 2050, chi phí lưu trữ quy dẫn (LCOS) dự kiến ​​sẽ thấp hơn đối với pin natri{1}}ion có tốc độ học cao hơn so với pin lithium-ion có tốc độ học thấp, với cả giá trị tham chiếu tài liệu vượt trội và các kịch bản-chi phí thấp hơn cũng có tỷ lệ năng lượng-trên-năng lượng cao hơn trong khi vẫn duy trì số chu kỳ cao.

"Hướng tới năm 2050, chúng tôi ước tính chi phí lưu trữ được quy dẫn (LCOS) sẽ dao động từ 11,2–13,6 €/MWh trong kịch bản MIN-Sh (chỉ SIB, với tốc độ học tập cao) đến 15,8–22,1 €/MWh trong kịch bản MAX-Ll (chỉ LIB, với tốc độ học tập thấp). Để so sánh, kịch bản tham khảo tài liệu LUT-LitRef của chúng tôi đưa ra 19,5–29,4 €/MWh. Những số liệu này bao gồm chi phí giao diện (giống với SIB và LIB) nhưng không bao gồm chi phí điện năng. Đáng chú ý,-các kịch bản có chi phí thấp hơn cũng có tỷ lệ năng lượng-trên-công suất cao hơn (6–7 giờ so với. 4–6 giờ), trong khi số lượng chu kỳ đầy đủ vẫn ở mức cao trong tất cả các trường hợp (300+)," Keiner nói.