แบตเตอรี่โซเดียมไอออนเปิดเส้นทางการจัดเก็บพลังงานใหม่

แบตเตอรี่ลิเธียมมีอยู่ทั่วไปทั้งในชีวิตและการทำงานของเราตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น โทรศัพท์มือถือและแล็ปท็อป ไปจนถึงรถยนต์พลังงานใหม่ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพบได้ในหลายสถานการณ์ด้วยขนาดที่เล็กกว่า ประสิทธิภาพการทำงานที่เสถียรยิ่งขึ้น และความสามารถในการรีไซเคิลที่ดีขึ้น สิ่งเหล่านี้ช่วยให้มนุษย์ใช้พลังงานสะอาดได้ดีขึ้น
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จีนได้เข้าสู่แถวหน้าของโลกในด้านการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีที่สำคัญ การเตรียมวัสดุ การผลิตแบตเตอรี่ และการใช้แบตเตอรี่โซเดียมไอออน
ข้อได้เปรียบสำรองขนาดใหญ่
ปัจจุบัน การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกำลังเร่งการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีพลังงานจำเพาะสูง กำลังเฉพาะ ประสิทธิภาพการคายประจุ และแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตสูง และมีอายุการใช้งานยาวนานและการคายประจุเองเพียงเล็กน้อย ทำให้เป็นเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานในอุดมคติด้วยการลดต้นทุนการผลิต แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงถูกติดตั้งในขนาดใหญ่ในด้านการจัดเก็บพลังงานเคมีไฟฟ้า โดยมีโมเมนตัมการเติบโตที่แข็งแกร่ง
ตามข้อมูลจากกระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศ กำลังการผลิตติดตั้งใหม่ของการจัดเก็บพลังงานใหม่ในประเทศจีนเพิ่มขึ้น 200% เมื่อเทียบเป็นรายปีในปี 2565 โครงการระดับมากกว่า 20 ร้อยเมกะวัตต์ประสบความสำเร็จในการดำเนินงานที่เชื่อมต่อกับกริดด้วยแบตเตอรี่ลิเธียม การจัดเก็บพลังงานคิดเป็นร้อยละ 97 ของกำลังการผลิตติดตั้งใหม่ทั้งหมด
“เทคโนโลยีกักเก็บพลังงานคือส่วนเชื่อมโยงสำคัญในการฝึกฝนและการดำเนินการปฏิวัติพลังงานใหม่ในบริบทของกลยุทธ์การกำหนดเป้าหมายคาร์บอนคู่ การจัดเก็บพลังงานแบบใหม่ของจีนมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว”Sun Jinhua นักวิชาการของ European Academy of Sciences และศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน กล่าวอย่างชัดเจนว่าสถานการณ์ปัจจุบันของการจัดเก็บพลังงานใหม่ถูกครอบงำโดย "ลิเธียมหนึ่งตัว"
ในบรรดาเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานเคมีไฟฟ้าจำนวนมาก แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีตำแหน่งที่โดดเด่นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาและยานพาหนะพลังงานใหม่ ก่อให้เกิดห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่ค่อนข้างสมบูรณ์อย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนก็ดึงดูดความสนใจเช่นกัน
ความขาดแคลนทรัพยากรเป็นหนึ่งในนั้นผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าจากมุมมองทั่วโลก การกระจายทรัพยากรลิเธียมมีความไม่สม่ำเสมออย่างมาก โดยประมาณ 70% กระจายอยู่ในอเมริกาใต้ และทรัพยากรลิเธียมของจีนคิดเป็น 6% ของทั้งหมดทั่วโลก
จะพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่เก็บพลังงานที่ไม่ต้องใช้ทรัพยากรที่หายากและมีต้นทุนที่ต่ำกว่าได้อย่างไรก้าวแห่งการอัพเกรดของเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานใหม่ที่แสดงโดยแบตเตอรี่โซเดียมไอออนกำลังเร่งตัวขึ้น
เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่โซเดียมไอออนเป็นแบตเตอรี่สำรองที่ใช้โซเดียมไอออนเพื่อเคลื่อนที่ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบเพื่อดำเนินการชาร์จและคายประจุให้เสร็จสมบูรณ์หลี่ เจี้ยนหลิน เลขาธิการคณะกรรมการมาตรฐานการจัดเก็บพลังงานของสมาคมเทคนิคไฟฟ้าจีน กล่าวว่า ปริมาณโซเดียมสำรองทั่วโลกมีมากกว่าธาตุลิเธียมมาก และมีการกระจายอย่างกว้างขวางต้นทุนของแบตเตอรี่โซเดียมไอออนต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียม 30% -40%ในเวลาเดียวกัน แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีความปลอดภัยที่ดีกว่าและประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำ ตลอดจนอายุการใช้งานที่ยาวนาน ทำให้แบตเตอรี่กลายเป็นเส้นทางเทคโนโลยีที่สำคัญในการแก้ปัญหาของ "ลิเธียมตัวเดียวที่ครอบงำ"
แนวโน้มอุตสาหกรรมที่ดี
จีนให้ความสำคัญอย่างยิ่งต่อการวิจัยและการประยุกต์ใช้แบตเตอรี่โซเดียมไอออนในปี 2565 จีนจะรวมแบตเตอรี่โซเดียมไอออนไว้ในแผนห้าปีที่ 14 สำหรับนวัตกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในสาขาพลังงาน โดยสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีล้ำสมัยและอุปกรณ์เทคโนโลยีหลักสำหรับแบตเตอรี่โซเดียมไอออนในเดือนมกราคม 2023 กระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศและหน่วยงานอื่น ๆ อีก 6 หน่วยงานได้ร่วมกันออก Guiding Opinions on Promoting the Development of the Energy Electronics Industry โดยให้ความกระจ่างเกี่ยวกับการเสริมสร้างความเข้มแข็งของความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่เก็บพลังงานใหม่ การวิจัย และความก้าวหน้าในประเด็นสำคัญ เทคโนโลยีต่างๆ เช่น ระบบแบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานยาวนานเป็นพิเศษและมีความปลอดภัยสูง ความจุขนาดใหญ่ ความจุขนาดใหญ่ และการจัดเก็บพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ และเร่งการวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่ประเภทใหม่ๆ เช่น แบตเตอรี่โซเดียมไอออน
Yu Qingjiao เลขาธิการ Zhongguancun New Battery Technology Innovation Alliance กล่าวว่าปี 2023 เป็นที่รู้จักในฐานะ "ปีแรกของการผลิตจำนวนมาก" ของแบตเตอรี่โซเดียมในอุตสาหกรรม และตลาดแบตเตอรี่โซเดียมของจีนกำลังเฟื่องฟูในอนาคต แบตเตอรี่โซเดียมจะกลายเป็นส่วนเสริมที่ทรงพลังสำหรับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมในหลายภาคส่วนย่อย เช่น ยานพาหนะไฟฟ้าสองหรือสามล้อ การจัดเก็บพลังงานในครัวเรือน การจัดเก็บพลังงานในเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม และยานพาหนะพลังงานใหม่
ในเดือนมกราคมปีนี้ Jianghuai Yttrium แบรนด์รถยนต์พลังงานใหม่ของจีน ส่งมอบรถยนต์แบตเตอรี่โซเดียมคันแรกของโลกในปี 2023 เซลล์แบตเตอรี่โซเดียมไอออนรุ่นแรกของ CATL ได้เปิดตัวและลงจอดเซลล์แบตเตอรี่สามารถชาร์จได้ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 15 นาที โดยมีความจุของแบตเตอรี่มากกว่า 80%ไม่เพียงแต่มีต้นทุนที่ต่ำกว่าเท่านั้น แต่ห่วงโซ่อุตสาหกรรมยังจะได้รับการชาร์จที่เป็นอิสระและควบคุมได้อีกด้วย
เมื่อปลายปีที่แล้ว สำนักงานพลังงานแห่งชาติได้ประกาศโครงการนำร่องสาธิตการจัดเก็บพลังงานใหม่ในบรรดาโครงการที่ได้รับการคัดเลือก 56 โครงการ มีโครงการแบตเตอรี่โซเดียมไอออนสองโครงการในมุมมองของ Wu Hui ประธานสถาบันวิจัยอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ของจีน กระบวนการอุตสาหกรรมของแบตเตอรี่โซเดียมไอออนกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วจากการคำนวณ ภายในปี 2573 ความต้องการกักเก็บพลังงานทั่วโลกจะสูงถึงประมาณ 1.5 เทราวัตต์ชั่วโมง (TWh) และคาดว่าแบตเตอรี่โซเดียมไอออนจะเพิ่มพื้นที่ทางการตลาดอย่างมีนัยสำคัญ“จากการจัดเก็บพลังงานระดับกริดไปจนถึงการจัดเก็บพลังงานในเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม และจากการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนและแบบพกพา ผลิตภัณฑ์จัดเก็บพลังงานทั้งหมดจะใช้ไฟฟ้าโซเดียมอย่างมากในอนาคต” Wu Hui กล่าว
เส้นทางการสมัครที่ยาวนาน
ปัจจุบันแบตเตอรี่โซเดียมไอออนกำลังได้รับความสนใจจากนานาประเทศNihon Keizai Shimbun เคยรายงานว่าภายในเดือนธันวาคม 2022 สิทธิบัตรของจีนในด้านแบตเตอรี่โซเดียมไอออนคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 50% ของสิทธิบัตรที่มีประสิทธิผลทั้งหมดของโลก และญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา เกาหลีใต้ และฝรั่งเศส อยู่ในอันดับที่สองถึงห้าตามลำดับซุน จินหัว กล่าวว่า นอกจากจีนจะเร่งการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีแบตเตอรี่โซเดียมไอออนในวงกว้างอย่างชัดเจนแล้ว ประเทศในยุโรป อเมริกา และเอเชียหลายแห่งยังได้รวมแบตเตอรี่โซเดียมไอออนไว้ในระบบการพัฒนาแบตเตอรี่เก็บพลังงานด้วย