Sodyum-iyon Pil Hücreleri Zaten Lityum-iyon Maliyet Paritesine Yakın, Ucuzlayacak

Lityum-iyon pillerle (LIB'ler) rekabet etmeyi amaçlayan her teknoloji, halihazırda her yerde bulunan bu teknolojinin maliyetlerinin hızla düşmesi sorunuyla karşı karşıyadır. LIB'ler pazar hakimiyetlerini genişletmeye devam ederken, sodyum-iyon piller (SIB'ler) hâlâ parlama anlarını bekliyor.

Bununla birlikte, Finlandiya'nın LUT Üniversitesi'ndeki araştırmacıların, Almanya'nın Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü ve İspanya'nın Alcalá Üniversitesi ile işbirliği içinde yürüttüğü yeni bir çalışma, SIB'lerin henüz yaygın bir pazar benimsemesine ulaşamamasına rağmen, hücrelerinin halihazırda LIB'lerle maliyet eşitliğine yaklaştığını ortaya koyuyor.

LUT Enerji Okulu'ndan kıdemsiz araştırmacı Dominik Keiner, "Sodyum-iyon piller (SIB'ler), enerji yoğunluğu sınırlayıcı bir faktör olmaya devam ettiğinden elektrikli araç uygulamaları için henüz tam-kullanıma sunulmadı. SIB'ler, lityum-iyon piller (LIB'ler) ile maliyet açısından-rekabetçi olsa da, gravimetrik enerji yoğunlukları hala geride kalıyor. Bu boşluk katı-hal SIB'ler pazara girdiğinde kapanabilir," diye belirtiyor LUT Enerji Okulu'ndan Dominik Keiner Systems, ESS News'e şunları söylüyor:

Ancak, 100 MWh ölçeğindeki projeler de dahil olmak üzere, ilk ticari şebeke{0}}ölçekli pil enerjisi depolama tesisleri şu anda inşa ediliyor ve devreye alınıyor. "Bu, SIB'lerin tam-ölçekli pazar girişinin eşiğinde olduğunu gösteriyor. Tedarik zincirleri oluşturulduktan ve ölçek ekonomileri yürürlüğe girdikten sonra, mevcut LIB kilitlenmelerinin yönetilebilir olması koşuluyla, sodyum-iyon pillerin pazarı tamamen ele geçirmesini engelleyecek hiçbir şey yoktur" diyor.

Önceki değerlendirmeler SIB'nin ekonomik rekabetçiliğine ilişkin tartışmalı sonuçlara ulaşmış ve SIB'nin daha geniş enerji sistemi üzerindeki potansiyel etkilerini keşfetmeden bırakmış olsa da, yeni çalışma, SIB için maddi düzeyde gelecekteki performans gelişmelerini içeren aşağıdan yukarıya maliyet modellemesini 2050'ye kadar küresel bir enerji sistemi modeliyle birleştiriyor.

Sonuçlar, son maliyet gelişmeleri ve öğrenme eğrileriyle birlikte, pillerin artık enerji sisteminde maliyet-kritik bir bileşeni olmadığını ve 2050 yılına kadar 28,5–51,9 €/kWh olacağı öngörülen şebeke-ölçekli pil sistemi yatırım harcamalarının artık olmadığını gösteriyor. Günümüzde maliyet paritesine yakın olan SIB, orta vadede potansiyel olarak LIB'den daha iyi performans gösteriyor ve fiyat artışlarına ve arz kıtlıklarına daha az eğilimli.

Teknolojide-düşüş-olarak adlandırılan bir gelişme olan sodyum-iyon piller (SIB'ler), yalnızca küçük değişikliklerle mevcut lityum-iyon pil (LIB) üretim hatlarında üretilebilir. Araştırmacılar, sonuç olarak, LIB arzındaki herhangi bir kesintinin SIB'ye geçişi tetikleyebileceğinden, arz kıtlığı veya fiyat artışlarına ilişkin endişelerin büyük ölçüde azaldığını belirtiyor.

Ayrıca çalışma, daha düşük pil maliyetlerinin, ek güneş enerjisi dağıtımından ziyade öncelikle pil kapasitesinde bir artışa yol açtığını ortaya koyuyor. Genel olarak enerji sistemi yapısı, güneş fotovoltaiklerinin benzer paylarıyla büyük ölçüde değişmeden kalıyor, ancak daha yüksek pil kapasitesi, artan yük altında güç--X-işlemlerinin daha iyi çalışmasını mümkün kılıyor. Bu bağlamda elektrokimyasal enerji depolama, küresel enerji dönüşümü için sınırlayıcı bir faktör teşkil etmemektedir. Buna göre, çalışma potansiyel olarak şimdiye kadar rapor edilen en yüksek sabit pil talebini (2050 itibarıyla 67,9 ila 106,5 TWh arasında) öngörüyor ve önceki maliyet-optimize edilmiş enerji sistemi analizlerinden elde edilen tahminleri geride bırakıyor.

"Özetle, maliyet ve performans açısından SIB'ler zaten olgunlaşmış durumda ve hatta operasyonel sıcaklık aralığı gibi belirli açılardan LIB'lerden daha iyi performans gösterebilirler. Enerji yoğunluğu nihai engel olmaya devam ediyor, ancak maliyet paritesine zaten ulaşıldı. LIB'lerin ölçekte daha iyi performans göstermesi öncelikle sağlam tedarik yollarının oluşturulmasına bağlıdır; bu bir zaman ve yatırım meselesidir" diyor.

2050 yılına gelindiğinde, seviyelendirilmiş depolama maliyetinin (LCOS), yüksek öğrenme oranlarına sahip sodyum-iyon piller için, düşük öğrenme oranlarına sahip lityum-iyon pillere kıyasla daha düşük olacağı öngörülüyor; hem daha iyi literatür referans değerlerine sahip, hem de daha düşük-maliyet senaryoları aynı zamanda yüksek çevrim sayılarını korurken daha yüksek enerji{{-güç oranlarına da sahip.

"2050 yılına baktığımızda, seviyelendirilmiş depolama maliyetinin (LCOS) MIN-Sh senaryosunda (yalnızca SIB'ler, yüksek öğrenme oranlarına sahip) 11,2–13,6 €/MWh ile MAX-Ll senaryosunda (yalnızca LIB'ler, düşük öğrenme oranlarına sahip LIB'ler) 15,8–22,1 €/MWh arasında değişeceğini tahmin ediyoruz. Karşılaştırma için LUT-LitRef literatür referansımız senaryo 19,5–29,4 €/MWh verir. Bu rakamlara arayüz maliyetleri dahildir (SIB'ler ve LIB'ler için aynıdır), ancak elektrik maliyetleri hariçtir. Özellikle, daha düşük{13}}maliyet senaryoları aynı zamanda daha yüksek enerji-güç oranlarına (6–7 saate karşı. 4-6 saat) sahipken, tam döngü sayısı tüm durumlarda yüksek kalır (300+).