Καθώς η εξάπλωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας συνεχίζει να αυξάνεται σε όλο τον κόσμο, η εξεύρεση πιο αποδοτικών και οικονομικά προσιτών τεχνολογιών για την αποθήκευση ενέργειας έχει καταστεί ζήτημα υψηλής προτεραιότητας για την παγκόσμια ενεργειακή ασφάλεια.
Ενώ η προσθήκη αποθήκευσης ενέργειας σημειώνει τεράστια πρόοδο σε όλο τον κόσμο, οι κορυφαίες τεχνολογίες – κυρίως οι μπαταρίες ιόντων λιθίου – έχουν ορισμένα κρίσιμα μειονεκτήματα.
Ως αποτέλεσμα, ο αγώνας για την εξεύρεση της τεχνολογικής καινοτομίας που θα αντικαταστήσει τις μπαταρίες ιόντων λιθίου βρίσκεται σε πλήρη εξέλιξη, καθώς η «επόμενη δραστηριότητα της καθαρής ενέργειας των τρισ.» κερδίζει έδαφος.
Μία από τις πιο πρόσφατες επαναστατικές ανακαλύψεις σε αυτόν τον αγώνα έρευνας και ανάπτυξης είναι ένα νέο είδος υλικού υπερπυκνωτή με βάση το γραφένιο – όπως υποστηρίζει σε ανάλυσή του το oilprice.com- το οποίο θα μπορούσε να έχει ενεργειακή πυκνότητα συγκρίσιμη με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, αλλά θα φορτίζεται με δραματικά ταχύτερο ρυθμό.
Ερχονται τα συστήματα της επόμενης γενιάς;
Η καμπύλη και προσβάσιμη φύση του νέου σχεδιασμού του δικτύου γραφενίου επέτρεψε στην επιστημονική ομάδα να σπάσει τα ρεκόρ ενεργειακής και ισχύος πυκνότητας, «ανοίγοντας ενδεχομένως το δρόμο για συστήματα επόμενης γενιάς στον τομέα των ηλεκτρικών μεταφορών, της υποστήριξης δικτύων και των ηλεκτρονικών συσκευών καθημερινής χρήσης», σύμφωνα με πρόσφατη έκθεση του ScienceDaily.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications, σημείωσε ότι το νέο μοντέλο τους είναι πολύ ελπιδοφόρο όσον αφορά την ανθεκτικότητα σε πραγματικές εφαρμογές. «Η μακροπρόθεσμη σταθερότητα παρατηρείται ακόμη και υπό ακραίες συνθήκες δοκιμών», αναφέρει η μελέτη. Αυτό επίσης είναι πολύ ελπιδοφόρο για τον ανταγωνισμό με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι οποίες είναι ανθεκτικές και έχουν καλή απόδοση σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών και θερμοκρασιών, όλα τα οποία είναι κρίσιμα για λύσεις αποθήκευσης ενέργειας σε κλίμακα δικτύου.
Το πρόβλημα με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι ότι, αν και έχουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και είναι εξαιρετικά επεκτάσιμες, μπορούν να διατηρήσουν την ενέργεια μόνο για περίπου τέσσερις ώρες το πολύ. Αυτό αποτελεί κρίσιμο πρόβλημα για τις μακροπρόθεσμες ανάγκες αποθήκευσης ενέργειας. Επιπλέον, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου συνδέονται με ορισμένα κρίσιμα ζητήματα ασφάλειας που απορρέουν από τη θερμική εκτροπή. Επιπλέον, η προμήθεια λιθίου έχει ορισμένα σοβαρά μειονεκτήματα. Η εξόρυξη λιθίου έχει υψηλό κόστος για το περιβάλλον και τη δημόσια υγεία, ενώ οι αλυσίδες εφοδιασμού κυριαρχούνται από την Κίνα, γεγονός που δημιουργεί κρίσιμες γεωπολιτικές αντισταθμίσεις και ευπάθειες.
Προς εκτοπισμό του λιθίου
Για το λόγο αυτό, ένας αυξανόμενος αριθμός startup επιχειρήσεων αγωνίζεται να κατακτήσει την αγορά με την επόμενη γενιά μπαταριών που θα μπορούσε να εκτοπίσει το λίθιο από τη δεσπόζουσα θέση του στην κατασκευή μπαταριών. Ωστόσο, υπάρχει αμφιβολία ως προς το αν αυτές οι επιχειρήσεις είναι πραγματικά οικονομικά βιώσιμες. Ενώ οι κατασκευαστές μπαταριών ιόντων λιθίου παράγουν γενικά για ηλεκτρικά οχήματα καθώς και για αποθήκευση ενέργειας, πολλές εναλλακτικές startups μπαταριών επικεντρώνονται αποκλειστικά στην αποθήκευση ενέργειας, πράγμα που σημαίνει ότι η αγορά-στόχος τους είναι μικρότερη και λιγότερο διαφοροποιημένη.
«Αυτή η έλλειψη διαφοροποίησης των εσόδων αποτελεί σημαντικό κίνδυνο και καθιστά τις εταιρείες πιο ευάλωτες στις αλλαγές της αγοράς», σημειώνει μια πρόσφατη έκθεση του Energy Storage News. Επιπλέον, «η μη παραδοσιακή χημεία που χρησιμοποιείται σημαίνει ότι επί του παρόντος η τελική αγορά είναι σημαντικά μικρότερη από αυτή του λιθίου-ιόντων». Το οικονομικό μέλλον των κορυφαίων εταιρειών εναλλακτικών μπαταριών, συμπεριλαμβανομένων των Invinity Energy Systems (ροή βαναδίου), Eos Energy Enterprises Inc. (ψευδάργυρος) και ESS Tech Inc. (ροή σιδήρου) είναι επομένως αβέβαιο, αλλά υπάρχουν λόγοι για (προσεκτικό) αισιοδοξία.
Σε ανοδική πορεία η αποθήκευση ενέργειας
Η αγορά αποθήκευσης ενέργειας βρίσκεται σε τεράστια ανοδική πορεία, κάτι που αποτελεί εξαιρετική είδηση για τους παραγωγούς μπαταριών κάθε είδους. Παρά το ασταθές πολιτικό περιβάλλον, η αγορά ανανεώσιμων πηγών ενέργειας συνεχίζει να αναπτύσσεται με ταχείς ρυθμούς σε παγκόσμια κλίμακα, καθώς η ηλιακή και η αιολική ενέργεια έχουν γίνει τόσο φθηνές που είναι αδύνατο να αποτύχουν.
Η ώθηση που λαμβάνουν οι εταιρείες εναλλακτικών μπαταριών από τον ταχέως αναπτυσσόμενο τομέα της αποθήκευσης «υποστηρίζεται από την αυξανόμενη τάση προς την αποθήκευση ενέργειας μακράς διάρκειας (LDES), για την οποία οι χημικές ιδιότητες των μπαταριών που παρέχουν αυτές οι εταιρείες είναι ιδανικές», συνεχίζει το Energy Storage News. Η μακροπρόθεσμη αποθήκευση ενέργειας αναμένεται να αποτελέσει κρίσιμο στοιχείο της παγκόσμιας ενεργειακής ασφάλειας και έναν τεράστιο βιομηχανικό τομέα στο μέλλον, καθώς τα δίκτυα που εξαρτώνται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα πρέπει να εξισορροπούν τη ζήτηση ενέργειας και το πλεόνασμα σε εβδομάδες, μήνες και εποχές, αντί για ώρες.
