Натрий-ионные аккумуляторы нового типа пошли в серию

Натрий-ионные аккумуляторы нового типа пошли в серию

Нет, мы не будем снова объяснять, почему без решения проблемы хранения энергии возобновляемая энергетика не победит тепловую: устали. Вариант «исцеления», предложенный Aquion Energy, которую основали выходцы из научной среды, весьма заинтересовал инвесторов, включая Билла Гейтса (всего на $55 млн) — и вот пожалуйста: компания запустила в Пенсильвании линию по производству своих натрий-ионных аккумуляторов.

При КПД в 85–90% эти аккумуляторы можно полностью зарядить за час–два. Одна секция батареи на 1,5 кВт•ч по габаритам и весу напоминает чемодан, а их стопка, укладывающаяся на стандартный поддон, хранит в себе до 180 кВт•ч. Комплект размером со стандартный контейнер накапливает до 2,9 МВт•ч, так что подобное хранилище действительно может быть интересным даже для энергетиков. Поэтому уже сейчас завод Aquion Energy «настраивают» на производство 200 Мвт•ч накопителей в год — и при повышенном спросе эта цифра может быть «значительно увеличена».

Это всё замечательно, скажете вы, но как быть с малым жизненным циклом таких батарей, что долгое время мешало их внедрению? Разработчики отвечают так: живучести действительно есть куда расти: она всего вдвое лучше автомобильных аккумуляторов на свинце, то есть выше 1 000–1 500 циклов. А на сайте компании говорится и о 5 000 циклов зарядки-разрядки «без существенной потери качества», что фантастично для большинства натриевых аккумуляторов нашего времени. Опять же по стоимости на единицу ёмкости «натрий-ионники» примерно равны свинцово-кислотным батареям (правда, другие представители компании говорят даже о $250 за кВт•ч ёмкости), но при этом примерно впятеро превосходят их в скорости реакции на изменение нагрузки.

Основатель компании Джей Уитакр (Jay Whitacre) подчёркивает ещё одно различие: свинцовые АКБ токсичны, как и серная кислота в них, в то время как натриевую вы может буквально есть — правда, предупреждает он, вкус отвратительный. Мы же добавим, что оксид марганца, также имеющийся в новых батареях, тоже не назовёшь дико полезным для здоровья.

И всё же несколько экономических преимуществ налицо. Электролитом, по сути, может быть солёная вода, которая натурально не горит и не взрывается, как электролиты литиевых аналогов; нет нужды и в охлаждении. В то же время, поскольку ёмкость новинок на единицу веса и объёма не столь хороша, как у литиевых, то для использования в электромобилях и гибридах, и так страдающих от громоздкости и тяжести батарей, натриевые накопители не годятся. И то же самое, увы, пока относится к портативной электронике.

Но для большой энергетики это не проблема, поскольку её интересует именно цена накопления и хранения энергии, и как раз поэтому GE два года назад запустила идеологически сходное производство натрий-никелевых батарей, нацеленных на тот же сегмент, хотя и чуть отличающихся технологически. Вопросом жизни и смерти для новых технологий Aquion Energy является то, удастся ли ей поддерживать цены на приемлемом уровне, около обещанных $250 за киловатт-час при массовом производстве. В этом случае она вполне может «откусить» довольно большую долю рынка энергонакопительных мощностей, который в ближайшие годы испытает сильнейший бум как Европе, так и в США.

Напомним: почти все страны западного мира не имеют действительно скоординированных крупномасштабных сетей, способных перебросить энергию на несколько тысяч километров без огромных потерь. А ещё им свойственна психологически обусловленная неприязнь к гидроаккумулирующим электростанциям и вообще любым крупным плотинам. С учётом бурного развития солнечной и ветровой энергетики в последние годы всё это делает вышеупомянутый бум неизбежным — правда, какая именно технология победит на этом быстроразвивающемся рынке, станет ясно далеко не сразу.

Тем не менее кто бы это ни был — Aquion Energy, GE или один из их конкурентов, — нам, сторонним наблюдателям очередного технологического прорыва, от этого будет только польза. Да, строго с экономических позиций ГАЭС пока не менее эффективны, чем батареи-накопители, а в некоторых местах даже превосходят их. Но непрерывный рост потребностей в мощных и компактных химических накопителях обязательно выведет на рынок изделия, что по размерам, массе и стоимости запросто могут быть использованы и для аварийного питания серверов, и для ночной подпитки целых домовладений с солнечными батареями на крыше. А судя по истории с Aquion Energy, это уже происходит.

Подготовлено по материалам Technology Review.