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钠离子电池将引发可再生能源革命

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发表于 2024-7-23 09:13:54 | 显示全部楼层 |阅读模式 IP归属地:亚太地区
  可再生能源应在多大程度上主导澳大利亚的能源网络是科学和政治领域的一个重大问题。太阳能和风能显然是目前最便宜的电力形式。但这些技术的限制可能会削弱仅使用可再生能源的电力结构。
  太阳能和风力发电机带来的挑战是真实存在的。它们本质上是多变的,只有在阳光充足、风力强劲时才会发电。为了确保可靠的能源供应,以可再生能源为主的电网需要“稳固”的容量:能够按需供电的备用技术。
  包括阿尔巴尼斯政府在内的一些人认为,需要燃气发电机来填补这一缺口。联盟党等其他人则表示,可再生能源根本无法“维持电力供应”,澳大利亚应该转而发展核能。
  但一种巩固世界电网的新方法正在快速发展:钠离子电池。这种新兴的储能技术可能会改变游戏规则——使我们的电网能够 100% 使用可再生能源。
  钠离子电池:优点和缺点
  储能系统收集可再生能源产生的多余能源,然后根据需要释放,以确保可靠的供应。此类设施可提供短期或长期(超过 100 小时)的储能。
  目前,锂离子电池是主要的储能技术,但最适合短期储能。钠离子电池现在几乎可以填补长期储能的空白。
  顾名思义,钠离子电池含有钠(符号 Na),一种存在于盐中的元素。该技术涉及钠离子在正极和负极之间的移动,从而产生电荷。
  钠离子电池使用的技术与锂离子电池类似。事实上,正如其他人所指出的,目前生产锂电池的工厂可以轻松且廉价地转向钠电池。
  钠是一种比锂更为丰富的物质,而且提取起来可能更便宜。
  有些类型的锂矿开采需要消耗大量的水和能源,并导致了局部污染,例如南美洲的高山湖泊。然而,澳大利亚硬岩锂矿的污染问题要少得多。
  锂电池的回收和处理具有挑战性——尽管比回收化石燃料中的碳容易得多。
  在性能方面,钠电池的充电时间比锂电池长得多。
  但与任何技术一样,钠离子电池也面临挑战。钠离子比锂离子更大更重。这意味着钠离子电池的能量密度低于锂电池,因此需要更多的空间和材料来存储相同数量的电量。
  但这种情况正在改善。一项分析显示,2022 年钠基电池的能量密度与十年前低端锂离子电池的能量密度相当。
  持续的研究和开发意味着它们的能量密度持续增加。
  进入市场
  与所有有前景的技术一样,钠离子电池的一个关键问题是它们何时能够实现广泛商业化。
  为了回答这个问题,我们可以参考麻省理工学院开发的方法的最新分析。结果表明,钠离子电池的成本竞争力越来越强,因此最早可能在 2027 年进入全球市场。
  分析表明,钠离子电池作为一种稳定的能源,其成本很快就会与燃气发电的成本相当。
  同样,美国能源部去年9月的一项评估发现,钠离子电池“预计到2030年将占据相当大的市场份额”。
  该公司表示,该技术可以成为小型汽车电气化和“电表后”应用(例如备份家用太阳能电池板系统)中铅酸电池或磷酸铁锂电池的有竞争力的替代品。
  分析发现,目前和计划中的钠离子电池制造集中在中国和欧洲,几家大型电池生产商“计划在不久的将来建立大规模生产设施”。
  其中包括中国电动汽车公司比亚迪,据报道,该公司已开始在徐州建设钠离子电池工厂。
  在澳大利亚,总部位于英国的电池公司 Faradion于 2022 年在维多利亚州的雅拉河谷安装了小型固定模块。
  保持开放的选择
  澳大利亚能源市场运营商 (AEMO) 最近制定的一项计划表明,到 2035 年,燃煤发电将被逐步淘汰。但该计划表明,电网中仍将保留大量天然气。
  AEMO 的分析并未考虑长时储能与天然气竞争的潜力。然而,钠离子电池等技术的发展表明,我们应该质疑 AEMO 未来对天然气需求的假设。
  颠覆性创新发展迅速,且呈指数级增长。我们只需看看现有清洁能源技术的年增长率,例如太阳能(29%)、风能(14%)、电动汽车(54%)和电池储能(52%)。
  气候变化管理局目前正在评估澳大利亚潜在的技术转型和排放路径,以实现 2050 年净零排放的目标。审查范围包括研究每个部门可以部署哪些技术来支持减排。
  钠离子电池的潜力表明,当局提出的政策不应将电力行业的污染选项锁定在燃气发电等发电上。更清洁的替代能源很可能在几年内实现商业化——而我们气候的稳定取决于对这些能源的规划。

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