Виробництво батарей скоро потребуватиме енергії всієї Швеції: вчені знайшли рішення проблеми

Вчені з німецького Університету Мюнстера підрахували, що до 2040 року для покриття попиту на різні елементи живлення (батареї та акумулятори) знадобляться витрати енергії в 130 000 гігават-годин, що дорівнює річному споживанню Норвегії або Швеції. З результатами дослідження ділиться портал Heise.

У своїй опублікованій роботі фахівцям довелося мати справу з кількома постійно мінливими змінними, включно з еволюцією попиту, тенденціями в галузі акумуляторних технологій і досягненнями у виробничих процесах. Прогноз ускладнила поява на ринку альтернативних акумуляторів, крім популярних літій-іонних батарей (LIB). Вчені узагальнили їх в один сегмент — пост-літій-іонні батареї (PLIB).

Важливо

Гаджети більше не вибухатимуть: вчені розробили інноваційний елемент для батарей

Крім констатації проблеми, що насувається, дослідники запропонували її вирішення. Вони бачать його в поліпшенні енергетичного балансу в щільності енергії акумуляторних осередків. Наприклад, твердотільні елементи вимагають відносно великої кількості енергії під час виробництва щодо площі електрода. Через високу щільність енергії їхнє виробництво, як і раніше, більш енергоефективне, ніж звичайні літій-іонні батареї. Що вища їхня майбутня частка ринку, то кращий енергетичний баланс усієї галузі. Однак для елементів з відносно низькою щільністю енергії, як-от фосфат літію-заліза або іони натрію, ситуація зворотна.

Утім, самі вчені попереджають, що їхнє дослідження не ідеальне: там не враховано енергію, яка необхідна для видобутку, транспортування та перероблювання сировини для виробництва батарей, а ці дані важко підрахувати — потрібні додаткові дослідження. Утім, можна зробити своєрідні припущення залежно від використовуваного в батареї матеріалу, адже, наприклад, натрій (як компонент кухонної солі) отримати набагато легше, ніж літій.

Яким би не був енергетичний баланс і ринкова частка різних типів батарей у майбутньому, згідно з дослідженням, усі вони отримають значну вигоду від досягнень у виробничих технологіях. Найбільший вплив мають загальні технічні вдосконалення, як-от альтернативні процеси сушіння або нові концепції сушильних камер (економія енергії від 31 до 52 відсотків). Далі йде використання теплових насосів для вироблення технологічного тепла (від 11 до 20 відсотків), загальний ефект навчання (від 14 до 26 відсотків) та ефект масштабування (від 8 до 16 відсотків).

Це може змінити енергетичний баланс у такий спосіб:

Якщо об'єднати більш ефективне виробництво і вищу частку ринку енергоємних пост-літій-іонних акумуляторів, абсолютна потреба в енергії для виробництва елементів може знизитися на 62-70 відсотків, попри збільшення виробництва, йдеться у дослідженні вчених.

Раніше Фокус розповідав, що бездротова зарядка електромобілів стала реальністю. Скоро з'явиться у багатьох марок машин.