Η τεχνολογία ροής σιδήρου από το ESS αναπτύσσεται σε κλίμακα στις ΗΠΑ
Τα ηλεκτρικά δίκτυα του κόσμου τρίζουν κάτω από την πίεση των ασταθών τιμών των ορυκτών καυσίμων και την επιτακτική ανάγκη να απομακρύνουμε τον κόσμο από τις ρυπογόνες πηγές ενέργειας. Μια λύση μπορεί να υπάρχει, χάρη σε μια καινοτόμο μπαταρία που είναι μια φθηνότερη εναλλακτική λύση στην τεχνολογία ιόντων λιθίου.
Η SB Energy Corp., μια αμερικανική εταιρεία ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που είναι ο βραχίονας της ιαπωνικής SoftBank Group Corp., πραγματοποιεί ρεκόρ αγοράς μπαταριών που κατασκευάζονται από την ESS Inc. Η εταιρεία του Όρεγκον λέει ότι διαθέτει νέα τεχνολογία που μπορεί να αποθηκεύσει ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και βοηθούν στην υπέρβαση ορισμένων προβλημάτων αξιοπιστίας που έχουν προκαλέσει διακοπή της λειτουργίας της στην Καλιφόρνια και υψηλές τιμές ρεκόρ ενέργειας στην Ευρώπη.
Οι μονάδες, οι οποίες βασίζονται σε κάτι που ονομάζεται "χημεία ροής σιδήρου", θα χρησιμοποιηθούν σε ηλιακά έργα κοινής ωφέλειας διασκορπισμένα στις ΗΠΑ, επιτρέποντας σε αυτούς τους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για ώρες μετά τη δύση του ήλιου. Η SB Energy θα αγοράσει αρκετές μπαταρίες τα επόμενα πέντε χρόνια για να τροφοδοτήσει 50,000 αμερικανικά σπίτια για μια ημέρα.
"Η αποθήκευση ενέργειας μεγάλης διάρκειας, όπως αυτή η μπαταρία ροής σιδήρου, είναι το κλειδί για την προσθήκη περισσότερων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο δίκτυο", δήλωσε ο Venkat Viswanathan, ειδικός στη μπαταρία και αναπληρωτής καθηγητής μηχανολογίας στο Πανεπιστήμιο Κάρνεγκυ Μέλλον.
Το ESS ιδρύθηκε το 2011 από τον Craig Evans, τώρα πρόεδρο, και την Julia Song, την επικεφαλής τεχνολογία. Αναγνώρισαν ότι ενώ οι μπαταρίες ιόντων λιθίου θα διαδραματίσουν βασικό ρόλο στην ηλεκτροδότηση της μεταφοράς, η αποθήκευση ενέργειας μεγαλύτερης διάρκειας σε δίκτυο απαιτούσε διαφορετική μπαταρία. Αυτό συμβαίνει επειδή ενώ η τιμή των μπαταριών ιόντων λιθίου μειώθηκε κατά 90% την τελευταία δεκαετία, τα συστατικά τους, τα οποία μερικές φορές περιλαμβάνουν ακριβά μέταλλα όπως το κοβάλτιο και το νικέλιο, περιορίζουν πόσο χαμηλά μπορεί να πέσει η τιμή.
Η συμφωνία για 2 γιγαβατώρες μπαταρίες αξίζει τουλάχιστον 300 εκατομμύρια δολάρια, σύμφωνα με την ESS. Ο Rich Hossfeld, διευθύνων σύμβουλος της SB Energy, δήλωσε ότι η ιδιοφυΐα των μονάδων έγκειται στην απλότητά τους.
«Η μπαταρία είναι φτιαγμένη από αλάτι και νερό σιδήρου», είπε ο Χόσφελντ. "Σε αντίθεση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι μπαταρίες ροής σιδήρου είναι πραγματικά φθηνές στην κατασκευή".
Κάθε μπαταρία έχει τέσσερα συστατικά: δύο ηλεκτρόδια μεταξύ των οποίων τα φορτισμένα σωματίδια ανακατεύονται καθώς η μπαταρία φορτίζεται και αποφορτίζεται, ηλεκτρολύτης που επιτρέπει στα σωματίδια να ρέουν ομαλά και ένας διαχωριστής που εμποδίζει τα δύο ηλεκτρόδια να σχηματίσουν βραχυκύκλωμα.
Οι μπαταρίες ροής, ωστόσο, δεν μοιάζουν καθόλου με την μπαταρία στα smartphones ή τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Αυτό συμβαίνει επειδή ο ηλεκτρολύτης πρέπει να μετακινηθεί φυσικά χρησιμοποιώντας αντλίες καθώς η μπαταρία φορτίζεται ή αποφορτίζεται. Αυτό κάνει αυτές τις μπαταρίες μεγάλες, με το κύριο προϊόν της ESS να πωλείται μέσα σε ένα δοχείο αποστολής.
Ό, τι καταλαμβάνουν στο διάστημα, μπορούν να καλύψουν το κόστος. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου για αποθήκευση σε πλέγμα μπορούν να κοστίσουν έως και 350 δολάρια ανά κιλοβατώρα. Ωστόσο, η ESS λέει ότι η μπαταρία της θα κοστίζει $ 200 ανά kWh ή λιγότερο έως το 2025.
Βασικά, η προσθήκη χωρητικότητας αποθήκευσης για κάλυψη μεγαλύτερων διακοπών σε ηλιακό ή αιολικό εργοστάσιο μπορεί να μην απαιτεί αγορά μιας εντελώς νέας μπαταρίας. Οι μπαταρίες ροής απαιτούν μόνο επιπλέον ηλεκτρολύτη, ο οποίος στην περίπτωση του ESS μπορεί να κοστίσει μόλις 20 $ ανά κιλοβατώρα.
"Αυτό είναι μια μεγάλη, μεγάλη υπόθεση", δήλωσε ο Eric Toone, επικεφαλής επιστήμης στην Breakthrough Energy Ventures, η οποία έχει επενδύσει στο ESS. "Μιλούσαμε για μπαταρίες ροής για πάντα και τώρα και τώρα συμβαίνει στην πραγματικότητα".
Η Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος των ΗΠΑ κατασκεύασε μια μπαταρία ροής ήδη από το 1980Το Επειδή αυτές οι μπαταρίες χρησιμοποιούσαν νερό, παρουσίασαν μια πολύ πιο ασφαλή επιλογή για εφαρμογές στο διάστημα από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου που αναπτύχθηκαν εκείνη την εποχή, οι οποίες ήταν διαβόητες για να πάρουν φωτιά. Ο Χόσφελντ λέει ότι μπόρεσε να πάρει άδειες για μπαταρίες ESS, ακόμη και στην Καλιφόρνια με τάση πυρκαγιάς, που δεν θα είχε δοθεί σε εκδόσεις ιόντων λιθίου.
Ωστόσο, υπήρχε πρόβλημα με τις μπαταρίες ροής σιδήρου. Κατά τη φόρτιση, η μπαταρία μπορεί να παράγει μια μικρή ποσότητα υδρογόνου, το οποίο είναι ένα σύμπτωμα αντιδράσεων που, αν δεν ελεγχθούν, μειώνουν τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Η κύρια καινοτομία της ESS, είπε ο Song, ήταν ένας τρόπος να διατηρηθεί οποιοδήποτε υδρογόνο παράγεται μέσα στο σύστημα και έτσι να παραταθεί εξαιρετικά η διάρκεια ζωής του.
"Μόλις κλείσετε τον βρόχο στο υδρογόνο, μετατρέπετε ξαφνικά ένα πρωτότυπο εργαστηρίου σε μια εμπορικά βιώσιμη επιλογή μπαταρίας", δήλωσε ο Viswanathan. Η μπαταρία ροής σιδήρου του ESS μπορεί να αντέξει περισσότερα από 20 χρόνια καθημερινής χρήσης χωρίς να χάσει μεγάλη απόδοση, δήλωσε ο Hossfeld.
Στο εργοστάσιο της εταιρείας κοντά στο Πόρτλαντ, κίτρινα ρομπότ καλύπτουν πλαστικά φύλλα με χημικά και τα κολλούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν τους πυρήνες της μπαταρίας. Μέσα στα δοχεία αποστολής, δοχεία γεμάτα ηλεκτρολύτες τροφοδοτούνται σε κάθε ηλεκτρόδιο μέσω αντλιών - επιτρέποντας στην μπαταρία να κάνει τη δουλειά της απορροφώντας την ανανεώσιμη ενέργεια όταν λάμπει ο ήλιος και την απελευθερώνει όταν σκοτεινιάσει.
Είναι ένα πολλά υποσχόμενο πρώτο βήμα. Η μπαταρία του ESS είναι μια φθηνή λύση που μπορεί σήμερα να προσφέρει περίπου 12 ώρες αποθήκευσης, αλλά τα βοηθητικά προγράμματα θα χρειαστούν τελικά μπαταρίες που θα αντέξουν πολύ περισσότερο καθώς προστίθενται περισσότερες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στο δίκτυο. Νωρίτερα αυτόν τον μήνα, για παράδειγμα, η έλλειψη αποθηκευτικού χώρου συνέβαλε σε μια αύξηση ρεκόρ των τιμών της ενέργειας σε ολόκληρο το Ηνωμένο Βασίλειο, όταν οι ταχύτητες του ανέμου παρέμειναν χαμηλές για εβδομάδες. Οι νεοσύστατες εταιρείες όπως η Form Energy Inc. χρησιμοποιούν επίσης σίδηρο, ένα άφθονο και φθηνό υλικό, για να δημιουργήσουν νεότερες μορφές μπαταριών που θα μπορούσαν να κερδίσουν την ESS σε τιμή.
Μέχρι στιγμής, η ESS έχει αναπτύξει εμπορικά 8 μεγαβατώρες μπαταρίες ροής σιδήρου. Την περασμένη εβδομάδα, μετά από εξαμηνιαία αξιολόγηση, η ισπανική εταιρεία παροχής ενέργειας Enel Green Power SpA υπέγραψε μια ενιαία συμφωνία για την ESS για την παραγωγή ισοδύναμου ποσού. Ο Hossfeld της SB Energy, ο οποίος επίσης συμμετέχει στο διοικητικό συμβούλιο της ESS, δήλωσε ότι η εταιρεία πιθανότατα θα αγοράσει ακόμη περισσότερη χωρητικότητα μπαταρίας από την ESS τα επόμενα πέντε χρόνια.
Ακόμα και όταν γεμίζουν τα βιβλία παραγγελιών του, το ESS αντιμετωπίζει έναν δύσκολο δρόμο μπροστά του. Η διάθεση νέων μπαταριών στην αγορά είναι πολύ δύσκολη και ο τομέας είναι γεμάτος αποτυχημένες νεοσύστατες επιχειρήσεις. Είναι σημαντικό ότι η τεχνολογία ιόντων λιθίου ξεκίνησε και οι πελάτες είναι πιο εξοικειωμένοι με τα υπέρ και τα κατά της. Η ESS θα πρέπει να αποδείξει ότι οι μπαταρίες της μπορούν να ικανοποιήσουν τις αυστηρές απαιτήσεις των φορέων εκμετάλλευσης ηλεκτρικής ενέργειας.
Η νέα παραγγελία πρέπει να βοηθήσει την ESS καθώς φαίνεται να δημοσιοποιηθεί εντός εβδομάδων μέσω μιας εταιρείας εξαγοράς ειδικού σκοπού σε αξία 1.07 δισεκατομμυρίων δολαρίων. Ο κατάλογος θα κερδίσει την εταιρεία 465 εκατομμύρια δολάρια, τα οποία σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει για να αυξήσει τις δραστηριότητές της.
Συνεισφορές του Tom Metcalf
Πλάτωνας. Επανεκτίμησε το Web3. Ενισχυμένη ευφυΐα δεδομένων.
Κάντε κλικ εδώ για πρόσβαση.
