Технология аккумуляторов вышла в центр глобального энергетического перехода, поскольку правительства ускоряют усилия по замене ископаемого топлива. Хотя литий-ионные системы по-прежнему доминируют как в электромобилях, так и в накопителях энергии, все больше внимания привлекает новый конкурент: натрий-ионные батареи — по сути, производные обычной поваренной соли. Натрий относится к числу самых распространенных элементов в земной коре, и его широкая доступность давно делает его привлекательным кандидатом для химии аккумуляторов, способной избежать ценового давления и ограничений поставок, характерных для лития, который требуется добывать из ограниченных рассольных месторождений или твердых пород.

Ранее в этом месяце китайские СМИ сообщили, что первый в мире карьерный грузовик на натрий-ионной батарее был доставлен в шахту, где он будет работать. Согласно Car News China, батарея имеет емкость 676 kWh и энергетическую плотность 165 Wh/kg — все еще ниже диапазона, характерного для коммерческих литий-ионных элементов, которые обычно достигают 200–300 Wh/kg, но достаточно для тяжелых условий эксплуатации, где масса менее критична, чем стоимость и долговечность. Производитель, компания Hina Battery, заявила, что система может быть заряжена за 20–25 минут. В сообщении также отмечалось, что батарея рассчитана на 8,000 циклов заряда-разряда, что сопоставимо со средним сроком службы обычного карьерного грузовика.

Параллельно компании в США развивают собственные программы в области натрий-ионных батарей, стремясь не только создать жизнеспособную альтернативу литий-ионной технологии, но и выстроить цепочки поставок, независимые от Китая. Китай в настоящее время доминирует в мировом производстве аккумуляторов и перерабатывает значительную долю критически важных аккумуляторных минералов мира, включая литий, кобальт и графит, что уже вызвало ответные меры как в США, так и в Европейском союзе. В Wall Street Journal технический обозреватель Кристофер Мимс назвал натрий-ионные батареи «China-free» и заявил, что эта технология «has the potential to help every country on earth break its dependence on China for batteries, and the critical minerals that go into them.»

Несмотря на оптимизм, технология натрий-ионных батарей остается относительно новой и сталкивается с заметными техническими трудностями. Недавний материал PV Magazine выделил энергетическую плотность как ключевой недостаток, а также более короткий срок службы по сравнению с литий-ионными аналогами. Согласно сообщению, более крупный ионный радиус натрия «places greater mechanical stress on electrode materials and can accelerate degradation.»

Именно эти ограничения объясняют, почему Мимс в Wall Street Journal писал, что натрий-ионные батареи лишь «potentially» способны заменить литий-ионную технологию — потенциал очевиден, но сначала необходимо устранить или минимизировать недостатки. На данный момент натрий-ионные системы обычно считаются более подходящими для стационарных накопителей и тяжелой техники, где более низкая энергетическая плотность является приемлемым компромиссом ради меньшей стоимости материалов и более низкого риска возгорания.

Китай продолжает лидировать в коммерческом внедрении натрий-ионных альтернатив, однако прогресс идет и в других странах. В статье Wall Street Journal была упомянута компания Peak Energy, американский стартап, нацеленный на рынок сетевых систем хранения энергии, который сейчас доминирует Tesla. Компания делает ставку на натрий-ионную технологию, чтобы предложить батареи, которые потенциально дешевле, надежнее и менее подвержены возгоранию — одному из самых серьезных рисков литий-ионных систем из-за возможности теплового разгона.

Другие компании в США также разрабатывают собственные натрий-ионные батареи, что указывает на восприятие высокого спроса на такие альтернативы. Во многом этот спрос, похоже, связан с быстрым ростом числа дата-центров по стране. Это, разумеется, связано с потребностью дата-центров в надежном электроснабжении в любое время, а также с их стремлением использовать низкоуглеродную энергию. Есть и проблема задержек подключения к сети, из-за которых операторы дата-центров обращаются к локальным системам солнечной генерации с накопителями, чтобы получить электроэнергию быстрее, как вновь сообщал в этом месяце PV Magazine.

Создание батарей, которые одновременно надежны, долговечны, дешевы и безопасны, уже много лет остается нерешенной задачей для технологической отрасли. Тем не менее прогресс идет, и альтернативные аккумуляторные технологии постепенно бросают вызов доминированию литий-ионных систем. Вероятно, пройдет еще немало времени, прежде чем этот вызов действительно начнет угрожать их лидерству — если это вообще произойдет, — но технологическая диверсификация в сфере аккумуляторов всегда является разумным направлением.

Ирину Слав для Oilprice.com

Еще больше важных материалов от Oilprice.com

Поток через Ормуз упал до шести судов в понедельник, поскольку переговоры с Ираном снова застопорились

Добыча ОПЕК снова растет, но по-прежнему отстает от целевых квот

ADNOC размещает восьмую спотовую заявку с июня, поскольку ОАЭ наращивают экспорт сырой нефти