Baterije za vozila, kuću i električnu mrežu: brzi razvoj, bitka za pozicije na tržištu

Električne baterije velikih kapaciteta, za električna vozila i stacionarne, posljednjih nekoliko godina područje su intenzivnih istražianja i razvoja na sva tri nivoa:

  • istraživanje (tehnologije i dizajni bitno različiti od današnjih),
  • razvoj (unapređenje postoječih tehnologija) i
  • industrijska primjena (širenje zrelih tehnologija uz praktična poboljšanja i pad cijena zbog ekonomije obima).

Konkurencija je intenzivna i podsjeća na situaciju u industriji fotonaponskih panela prije deset godina. Povezana je s očekivanom ekspanzijom primjene električnih vozila, kao i isprekidanih obnovljivih izvora energije (vjetar i sunce). Velike kompanije sad se bore za pozicije na budućim tržištima (vidi popis 43 kompanije koje treba držati na oku).

Bosch najavljuje znatan napredak baterija za EV

BOSCH BateriesJedan od ključnih problema je mala gustoća energije po jedinici mase, zbog čega su baterije vrlo teške.

Kompanija Bosch najavljuje razvoj baterije za električna vozila, kapaciteta 50 kilovastsati, koja bi težila samo 190 kilograma.

Bosch ulaže 400 milijuna eura godišnje u razvoj “elektro-mobilnosti”. U kolovozu su kupili obećavajući startup tvrtku Seeo, koja se bavi čvrstim baterijama.

Današnje litij-ionske baterije težine 230 kg mogu skladištiti 18 do 30 kWh. Boschovi znanstvenici i inženjeri smatraju da mogu postići znatno poboljšanje. I razni drugi timovi u svijetu rade na tim istraživanjima. Tako je u lipnju grupa istraživača s Massachusetts Institute of Technology (MIT) izvjestila o svojem istraživanju poboljšanih metoda proizvodnje baterija, koje bi moglo prepoloviti troškove, poboljšati performanse i olakšati recikliranje.

Drugi problem je dugo vrijeme punjenja baterije. Dr. sc. Trorsten Ochs, direktor istraživanja i razvoja u odjelu za tehnologije baterija u novom Boschovom istraživačkom kampusu u Renningenu, najavljuje da će njihove nove baterije biti kadre napuniti se do 75% kapaciteta u roku kraćem od 15 minuta.

DISKLAJMER: Hrvatski čitatelj mora imati na pameti da ovakve aktivnosti nemaju nikakve veze s nama. Ulagati novac u istraživanje i razvoj naprosto je glupo. Treba mirno čekati da drugi razviju tehnologije i onda kupiti patente. Mi tako radimo posljednjih 50 godina i super nam ide.

Projekcija tržišta baterija za EV do 2024.

Uz ovu konkretnu industrijsku najavu, spomenimo jednu globalnu analizu tržišne situacije i trendova, objavljenu prošlog mjeseca.

Prodaja električnih vozila (EV) na globalnom tržištu raste sporije nego što se prije nekoliko godina predviđalo; rast je ipak brz i opće je očekivanje da će EV doživjeti značajan bum u slijedećim godinama i desetljećima. Za baterije, u stadiju R&D su razne druge tehnologije, ali klasične litij-ionske (Li-ion) baterije izgleda da će i dalje dominirati bar u slijedećih desetak godina.

Savjetnička tvrtka za analize globalnih tržišta Navigant Research predviđa da će se vrijednost tržišta za Li-ion baterije do 2024. učetverostručiti. Proizvođači automobila nastavljaju napore za proizvodnju više električnih vozila. Proizvođači automobila su fokusirani na smanjenje troškova uz povećanje energetske gustoće i dometa. Globalno tržište za Li-ion taterije za vozila, porast će sa 7,8 milijardi USD godine 2015. na 30,6 milijardi 2024..

Svojedobno sam, prenoseći jednu sličnu vijest, rekao kako se u načelu lakše probiti na tržištu koje tek nastaje, nego onom etabliranom. A mi imamo nekakvu tradiciju u elektroindustriji, imamo kvalitetan FER itd.. Pa, recimo, ne bismo li mogli postaviti strateški cilj da zautzmemo jedan posto globalnoga tržišta u nekom području?

Bio sam šokiran jer ama baš nitko od desetak ljudi koji su se našli ponukanim reagirati nije bio ni minimalno pozitivan. Rekli su, neki vrlo žučljivo, da je to nemoguće, hrvatska industrija je uništena i ostat će uništena i za deset godina, ne treba se zanositi takvim nebuloznim fantazijama, čak i pokušati tako nešto bilo bi suludo gubljenje vremena, kako mogu biti toliko glup da takve ideje spominjem…

Pa, oni su, naravno, u pravu.

Prognoza razvoja tržišta stacionarnih mrežnih baterija

Dodajmo jedan sličan izvještaj, također objavljen tijekom prošloga mjeseca, o stacionarnim baterijama na nivou mreže (utility scale), povodom jedanaestog Energy Storage World Foruma u Sidneyu (Australija).

Energy Storage World Forum 2015Savjetnička tvrtka Frost & Sullivan objavila je procjenu poslovnih izgleda industrije stacionarnih baterija (i energetskih spremnika generalno), vezanih uz elektrodistribucijske mreže.

Procjenjuju da je u tijeku period “dinamičnog rasta”, tehnologije koja još nije posve komercijalna, ali će se komercijalizacija ubrzavati od 2017..

Procjenjuju da će instalirani kapacitet “utility-scale grid connected battery energy storage systems” (BESS) godine 2024. doseći između 10.000 i 12.000 MW (danas je 430 MW), uz godišnje prihode industrije oko 8,44 milijardi USD (sada 0,46 milijardi). Lider će biti SAD, a za njima Kina, Japan i Njemačka.

Glavni razlog povećanje tražnje je nužnost modernizacije i veće fleksibilnosti mreže da se prilagodi povećanom udjelu vjetro i solarnih elektrana, a također razvoj “consumer electronics markets” (upravljanje potrošnjom) i očekivani rast broja električnih vozila.

Postoje međutim i ozbiljni tržišni izazovi koje će trebati prevladati da se to ostvari. Izgledi su veliki za kompanije koje imaju tehnološki kapacitet.

Današnje litij-ionske baterije će još neko vrijeme dominirati tržištem, ali je moguće da se kroz nekoliko pojava pojave kao komercijalne druge tehnologije.

Napetost na tržištu kućnih baterija

I na tom tržištu danas vlada žestoka bitka za zauzimanje startnih pozicija. Baterije na nivou kućanstva atraktivne su i privlače veću pažnju šire publike.

Karizmatički biznismen Elon Musk prije nekoliko je mjeseci izazvao senzaciju u svjetskim medijima promovirajući kućnu bateriju “Powerwall”, koja donosi napredak u tehnici i padu cijena.

Usprkos tome ona još nije posve komercijalna, pa će ju, kao i nekadašnji automobil “Tesla Roadstar”, kupovati vjerojatno tek odabrana bogatija klijentala – olakšavajući tako razvoj modela pristupačnih široj publici.

Tesla Motors je 2014. prvi put iskazala profit, na osnovu prodaje Modela S, kao rezultat deset godina razvoja, a danas je tržišna vrijednost kompanije više od polovice vrijednosti General Motorsa.

Druge velike tvrtke ne zaostaju. Mercedes-Benz predstavio svoju kućnu bateriju početkom lipnja. Njemačke kompanije Sonnenbatterie i IBC Solar već ih prodaju, a druge kompanije rade na razvoju svoje ponude.

Jedna britanska start-up tvrtka ponudila je u lipnju svoj sustav ‘Powervault’. Kompanija je u nekoliko dana prikupila 700.000 funti na investment crowdfunding platformi Crowdcube.

Za takve spremnike energije mogu biti zainteresirana ona domaćisntva koja imaju solarne panele. U Ujedinjenom kraljevstvu danas ih ima 670.000, a očekuje se da će do 2020. g. broj narasti na dva milijuna. Oko polovicu proizvedene elektrike ta domaćinstva danas predaju mreži tijekom dana, te kupuju navečer, kad je struja skuplja; baterije, ako cijena dovoljno padne, mogu donijeti uštedu.

Projekcija razvoja tržišta kućnih baterija

Jedna analiza mogućnosti na globalnom tržištu bila je objavljena prošle godine, nakon što je Muskova kompanija Tesla Motors najavila ulaganje pet milijardi dolara u gigantsku tvornicu litij-ionskih baterija. Planiraju da današnju cijenu baterija od oko 400 USD/KWh kapaciteta smanje na oko 150 do 2020. g..

Nakon objave te vijesti, Investicijska banka Morgan Stanley objavila je analizu i prognozu tržišnih kretanja. Do 2018. g. moglo bi, za prosječnog korisnika u SAD, biti realno da instalira fotonaponski sustav i baterije i isključi se s mreže, uz smanjenje ukupnih troškova. Cijena po kilovatsatu potrošnje (LCOE) mogla bi biti svega 10 do 12 US centi, odnosno oko polovicu cijene koja se danas plaća za struju iz mreže (uz instalaciju baterija od 38 kWh, dovoljnih za dva dana).

Ova analiza izazvala je lavinu komentara. Investitori, kažu bančini analitičari, nisu svjesni koliko je blizu spomenuta “točka preokreta”, kad postaje isplativo isključiti se s električne mreže. (Treba međutim imati na umu da to i nije neki stvarni cilj, jer mreža će sigurno i dalje biti korisna; ali riječ je svakako o dramatičnoj promjeni.)

Morgan Stanley predviđa da su tržišne mogućnosti za distribuiranu solarnu proizvodnju u SAD 240.000 MW u slijedećih pet godina, čak i ako se ukinu današnji federalni poticaji, a 415.000 MW uz današnje poticaje. Danas je instalirano ukupno svega 6.200 MW.

Analiziraju razne scenarije, uz zaključak da se elektroprivredne kompanije (utilities) hitno moraju prilagoditi novim uvjetima, ako ne žele da njihov model poslovanja doživi potpuni kolaps.

(Ove analize i predviđanja odnose se na SAD. U Europi, Njemačka u svojem Energiewende ima jasnije perspektive, o čemu smo pisali u članku Izranjajuća harmonija velikog i malog u elektroenergetici.)

Da se za kraj od područja industrijskih proizvoda, gdje se bitan kriterij komercijalnost, vratimo jednom primjeru istraživanja mogućih budućih tehnologija, također objavljenom u lipnju o.g..

Jedan primjer istraživanja budućih tehnologija

Mogu li se solarna ćelija i baterija integrirati u jedinstveni sustav!? Članak objavljen u časopisu “Science”, prikazuje rezultate grupe istraživača s Kalifornijskog sveučilišta Los Angelos (UCLA).

Materijali od kojih su napravljeni današnji solarni paneli mogu skladištiti energiju samo nekoliko mikrosekundi. Istraživači su razvili sintetski organski materijal, inspiriran fotosintezom, za koji kažu da može skladištiti solarnu energiju nekoliko tjedana.

Sistem koji su razvili zasniva se na polimerskom donoru, koji apsorbira solarne fotone i ispušta elektrone, koje apsorbira fulerenski akceptor. Ali problem je spriječiti obrnuti proces.

Razvili su razmještaj donora i akceptora da to spriječe. Fulereni unutar strukture predaju elektrone drugim fularenima koji su izvan veze s donorima, te ih mogu učinkovito čuvati tjednima.

No, sad tek treba povezati tu tehnologiju sa solarnim ćelijama.

Treba imati na umu, čitajući izvještaje o istraživanju i razvoju, a većina obećavajući istraživanja, iz raznih razloga, na kraju ne dovede to praktične i komercijalne tehnologije. Ali to je dio znanosti, jer na neuspjesima se uči. Oni koji ulažu u istraživanja, napreduju, iako izgleda pametnije pustiti da se drugi gnjave i kupovati gotove patente.

O autoru Zoran Oštrić

Osobni blog: http://zoranostric.blog.hr
Ovaj unos je objavljen u elektrika, promet. Bookmarkirajte stalnu vezu.

Odgovori

Popunite niže tražene podatke ili kliknite na neku od ikona za prijavu:

WordPress.com Logo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš WordPress.com račun. Odjava / Izmijeni )

Twitter picture

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Twitter račun. Odjava / Izmijeni )

Facebook slika

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Facebook račun. Odjava / Izmijeni )

Google+ photo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Google+ račun. Odjava / Izmijeni )

Spajanje na %s