4 dni temu
Zapotrzebowanie na baterie gwałtownie rośnie, a rynek pokonuje ważne przełomowe punkty. Do sukcesu potrzebne są m.in. wydajna produkcja na dużą skalę i gwałtownie wprowadzane innowacje.
Choć znane od dawna baterie ołowiowe przez cały czas mają najważniejsze znaczenie, to gwałtownie rośnie rola akumulatorów litowych, a na znaczeniu będą zyskiwały nowe, lepsze technologie. Coraz większe zasoby baterii potrzebne będą w elektronice użytkowej, rosnącej flocie pojazdów, maszynach przemysłowych, systemach gromadzących energię z OZE czy wreszcie centrach przechowywania danych.
Świat coraz bardziej potrzebuje baterii
EUROBAT – europejskie stowarzyszenie reprezentujące producentów, dostawców i podmioty zajmujące się recyklingiem akumulatorów i baterii – opublikowało niedawno prognozy dotyczące rozwoju technologii baterii. Jak zwracają uwagę eksperci, kolejne dziedziny codziennego życia i przemysłu wymagają rosnących zasobów energii elektrycznej. Coraz lepsze baterie potrzebne będą dla elektroniki użytkowej, magazynowania energii pozyskiwanej ze źródeł odnawialnych, zasilania wszelkiego rodzaju pojazdów lądowych, wodnych i powietrznych, zarówno prywatnych, jak i przemysłowych czy wojskowych. Mowa już nie tylko o samochodach, ale np. o różnego rodzaju maszynach, pociągach, statkach, jednostkach powietrznych.
W raporcie zespół z EUROBAT przypomina wdrażane już strategie:
- Fit-for-55 – do 2030 roku emisje gazów cieplarnianych mają być zmniejszone o 55 proc. w odniesieniu do poziomu z roku 1990,
- RePowerEU Initiative – Europa ma stać się niezależna od paliw kopalnych;
- dotyczący stricte baterii Green Deal Industrial Plan – ma zostać zwiększony zasięg czystych technologii, ulepszony ma zostać system recyklingu oraz technologie magazynowania energii w europejskiej sieci elektrycznej.
Innowacje uzupełniają stare, sprawdzone technologie – rodzaje dostępnych na rynku baterii i akumulatorów
Specjaliści EUROBAT wskazują, iż w tej chwili rynek zdominowany jest przez 4 technologie.
Silną pozycję mają znane już od ponad wieku akumulatory ołowiowe stosowane m.in. w tradycyjnych samochodach. Jak podkreślają specjaliści, akumulatory takie są niedrogie i łatwe w przetwarzaniu (w Europie odzyskiwanych jest aż 99 proc. tych akumulatorów).
Kolejna popularna grupa to baterie litowe. To właśnie one najczęściej zasilają pojazdy elektryczne. Znajdziemy je także w przedmiotach codziennego użytku. Według specjalistów razem z akumulatorami ołowiowymi baterie litowo-jonowe będą dominowały na rynku do 2035 roku.
Trzeci rodzaj to akumulatory oparte na niklu (niklowo-kadmowe i hybrydowe baterie niklowo-metalowe). Ich mocna pozycja wynika z dużej wytrzymałości, którą zawdzięczają możliwości pracy w szerokim zakresie temperatur. Odporne są przy tym na przeciążenia elektryczne i mechaniczne, więc wykorzystuje się je nierzadko w wymagających zastosowaniach przemysłowych, głównie jako zapasowe źródło energii, np. w elektrowniach nuklearnych, sieciach kolejowych, centrach danych, szpitalach.
Czwarty rodzaj to baterie sodowe. Oferują one relatywnie wysoką gęstość energetyczną przy niskiej masie. Działają podobnie do baterii litowych, przy czym sód jest dużo tańszy i występuje na całej Ziemi – prawie 3 proc. skorupy ziemskiej to właśnie sód, podczas gdy lit obejmuje jej zaledwie 0,0065 proc.
Obiecujące drogi rozwoju dla technologii baterii
Eksperci z EUROBAT wskazują także najbardziej obiecujące drogi rozwoju dla technologii baterii. Po pierwsze przez cały czas mają być rozwijane akumulatory ołowiowe. Autorzy opracowania przewidują wzrost żywotności tych akumulatorów, ich gęstości energetycznej, a także oszczędniejsze zużycie materiałów niezbędnych do ich wytworzenia. Z czasem baterie litowo-jonowe mają być zastępowane przez akumulatory oparte na innych, bardziej przyjaznych środowisku metalach.
Eksperci podkreślają, iż jednym z największych wyzwań jest tutaj opracowanie trwałych i stabilnych elektrod o wysokiej gęstości energii, które jednocześnie umożliwiają szybkie ładowanie i rozładowywanie baterii. Baterie sodowe mają natomiast zyskać możliwość pracy w temperaturze pokojowej. Eksperci przewidują, iż będą zasilać 2/3 elektrycznych pojazdów.
Przyszłość eksperci wiążą też z jeszcze innym rozwiązaniem – bateriami przepływowymi redoks (RFB), które mają znaleźć zastosowanie w wielkoskalowych urządzeniach, np. w dużych systemach do gromadzenia energii. W akumulatorach typu redoks wykorzystuje się elektrolity w postaci ciekłych roztworów chemicznych, co po pierwsze pozwala na uzyskanie długiej żywotności, a po drugie łatwej skalowalności.
Nie przegap najważniejszych trendów w technologiach!
Zarejestruj się, by otrzymywać nasz newsletter!
Globalny rynek będzie gwałtownie rósł
Autorzy tego samego opracowania wskazali też przeszły i prognozowany rozwój globalnego wykorzystania baterii różnego rodzaju. Na przykład wprowadzone na rynek w 2020 roku baterie ołowiowe miały łączną pojemność 545 GWh, a litowe – 291 GWh. W 2025 roku sytuacja już mocno się zmieniła. Pojemność baterii ołowiowych wyniosła 664 GWh, a litowych wzrosła aż do 1381 GWh. W 2030 roku różnice mają być jeszcze większe — eksperci szacują wielkość baterii ołowiowych na 774 GWh, a litowych aż na 5300 GWh. Jednocześnie baterie sodowe mają mieć łączną pojemność 150 GWh. W 2035 roku wielkości te mają wynieść, odpowiednio – 750 GWh, 7810 GWh oraz 870 GWh.
Pokonywane są kolejne progi rozwoju technologii baterii i akumulatorów
Tymczasem, według opracowania udostępnionego na początku marca przez International Energy Agency (IEA), przemysł związany z bateriami „wkroczył w nową fazę”. To wynik, jak podkreślają specjaliści, przede wszystkim dwóch czynników – rosnącego zapotrzebowania oraz spadku cen. Eksperci przywołują statystyki dotyczące samochodów elektrycznych, których sprzedaż w 2024 roku wzrosła o 25 proc. – do 17 mln. W „historycznym” przełomie roczne zapotrzebowanie na baterie przekroczyło 1 TWh. Jednocześnie, jeżeli chodzi o akumulatory do elektrycznych samochodów, cena za kilowatogodzinę spadła do wartości poniżej 100 dol. To próg, który, jak uważa wielu specjalistów, oznacza konkurencyjność względem pojazdów benzynowych.
Eksperci z IEA podają, iż jednym z głównych motorów napędzających te zmiany jest spadek cen surowców, szczególnie litu (o 85 proc. w stosunku do szczytowych cen w 2022 roku). Jednocześnie zadziałał szybki rozwój technologii produkcji baterii. Po latach licznych inwestycji globalna zdolność ich produkcji osiągnęła w 2024 roku 3 TWh. jeżeli wszystkie zapowiedziane projekty zostaną zrealizowane, to w ciągu następnych pięciu lat ta liczba może się potroić, podaje Agencja. Jednocześnie wyraźnie widać inny istotny aspekt ewolucji rynku baterii – jego globalizacja doprowadziła do ich wysokiej standaryzacji.
Specjaliści przewidują również, iż na rynku baterii będzie ważne, zachowanie konkurencyjności. Wymieniają tutaj spadek kosztów jednostkowych uzyskany dzięki zwiększeniu skali produkcji, współpracę na całym łańcuchu dostaw, wysoką wydajność produkcji i zdolność do szybkiego wprowadzania na rynek innowacji. Przewidują, iż będzie to prowadziło do rosnącej konsolidacji tego sektora. Jednocześnie dodają, iż na rynek wyraźny wpływ mają inicjatywy rządowe nakierowane na geograficzną dywersyfikację łańcuchów dostaw baterii. Zwracają jednocześnie uwagę na przodującą rolę Chin w produkcji baterii. Kraj ten wytwarza ponad 75 proc. wszystkich baterii i robi to o 30 proc. taniej niż np. Europa.
Europa potrzebuje odważnych ruchów
Jeśli chodzi o rynek europejski, to ma on właśnie przechodzić przez kluczowy, decydujący o jego przyszłości, moment. IEA zwraca uwagę, iż wielu producentów baterii w Europie odkłada lub anuluje plany ekspansji z powodu niepewności co do przyszłej rentowności swoich inwestycji. Koszty produkcji na Starym Kontynencie są przy tym o ok. 50 proc. wyższe niż w Chinach, a ekosystem łańcucha dostaw baterii przez cały czas pozostaje stosunkowo słaby. Dają się też odczuć braki wykwalifikowanej kadry. Eksperci widzą jednak wiele możliwości rozwoju. istotny będzie miejscowy popyt, który ma pomóc w rozwinięciu procesów produkcyjnych i rozwoju silnych regionalne ekosystemów przemysłowych. Niezbędna ma być w tym przejrzysta polityka, która będzie sygnalizowała dalszy wzrost popytu i zmniejszała ryzyko inwestycyjne. Dobrze, aby Europa się w tej sytuacji odnalazła, bo świat w coraz większym stopniu będzie „działał na bateriach”.
Obraz Brian Dorff z Pixabay
