•  Jan, 23, 2024

•  

•  Green Infrastructure Energy Engineering Sustainable Development Transportation Engineering General Civil General Construction News On Products & Services News On Projects / Industry Other News

•  

•  Authored by: TheCivilEngineer.org

 

Energy density of lithium and sodium batteries (Source: BNEF / Chart by Casey Crownhart, MIT Technology Review)

​

Discussion about sodium-ion batteries, and whether they can over throne lithium-ion ones, has been going on for quite some time now, but some major breakthroughs at the beginning of 2024 make their commercialization seem closer than ever.

First of all, sodium-ion batteries have looked like a promising alternative to lithium-ion ones for quite a while now, mainly due to sodium being available in abundance on our planet, as opposed to lithium.

Lithium is hard to beat, as it is the third lightest material on the periodic table after hydrogen and helium. So, this makes clear that it would be rather unlikely for a mineral to surpass its potential when it comes to battery making.

But sodium looks like a promising complementary material for the future of batteries.

It does have some disadvantages compared to lithium, with the main ones being its smaller energy density (i.e. how much energy can be stored per kg of material), followed by its lower energy performance and shorter life span.

However, sodium-ion batteries would be cheaper, safer, as they do not explode or catch on fire as easily, and more environmentally friendly.

All the aforementioned attributes would make it an ideal complementary material for battery making, and more specifically, it could be used in stationary power storage for renewable energy, or small and slow electric vehicles.

This way, more lithium would be available to produce batteries needed in more demanding applications, such as fast cars.

As for 2024, it looks like a promising year for sodium-ion batteries, with BYD, the world’s largest EV maker, breaking ground on its new $1.4 billion, 30GWh capacity, mass production factory in January.

In addition to this, vehicle production giant Stellantis, announced its intention to invest in a new sodium-ion battery startup, Tiamat, which is also planning to open a production plant in France.

Finally, JAC Group’s YiWei electric vehicle, is the company’s first carrying a sodium-ion battery, and went into production in early January.

Sources: electrek.co, ww.technologyreview.com, greenly.earth, www.dnkpower.com, www.reuters.com

​

What EV Batteries Can Expect in 2024

 

editor05

1 week, 2 days ago

Category: EV Technology, Industry News, Infotainment

Hashtags: Battery

The days of solid state batteries might not be far off. Engineers should keep an eye out for these battery developments and innovations in the upcoming year. These days, few technologies are as vital and dynamic as batteries. The need for batteries has increased dramatically, and their development is happening at an astonishingly fast rate. This demand is fueled by the pressing need for green energy solutions, particularly in the electric vehicle (EV) and power grid utility sectors.In 2024, that development will pick up even more speed.

 

Here are some of the most exciting developments in battery technology and trends for the upcoming year.

Battery technology will be driven by more than just the EV business.

As of right now and until 2024, the electric vehicle (EV) industry is the primary driver behind the rapid growth of batteries.
Grid-scale battery storage systems, on the other hand, are a more recent actor that is beginning to have a big influence on battery technology going forward (BSS). BSSs will become more and more integrated with EVs as the most promising application for second-life batteries and as catalysts for battery development.

Although there may be competition, lithium-ion batteries will continue to dominate the market.

As of 2024, Lithium-ion (Li-ion) batteries continue to be the most widely used battery technology. Researchers have been working to develop technology that is more affordable and performs better. However, the limited availability of key materials, such as lithium and cobalt, means the pressure is on to develop alternative battery chemistries. Researchers are rising to the challenge and will continue to do so in 2024.

 

Na-ion batteries are a prime example of an alternative chemistry. Even though sodium-ion batteries were found in the 1980s, it wasn’t until recently that their full potential became clear. Their construction is akin to that of lithium-ion batteries, however the primary chemical component is sodium rather than lithium. Compared to Li-ion batteries, sodium is much less expensive, readily available, and environmentally benign. Even though there are still a few major issues with Na-ion batteries, major players in the battery industry, like Sweden’s Northvolt and China’s CATL, have expressed interest in the technology, suggesting that it may soon find broad commercial application.

There will be more fighting between NMC and LFP cathodes.

In 2024, there will still be two major lithium-ion cathode chemistries vying for supremacy. In the past, China has dominated the market for lithium iron phosphate (LFP) batteries, whereas the West has historically preferred nickel manganese cobalt (NMC) batteries.While NMC cathodes are still used in most EVs marketed in the West today, LFP is beginning to emerge as a serious competitor. While Ford and Volkswagen have stated that they are thinking about releasing EV vehicles using LFP batteries, Tesla is already employing LFP batteries to some extent.

Anticipate remarkable developments in solid-state batteries.

The majority of lithium-ion batteries in use today employ liquid electrolytes, but significant new advancements in the search for solid-state batteries could be made by 2024. In many respects, switching from a liquid electrolyte to a solid ceramic electrolyte would be a phase change that would enable batteries with increased energy density, quicker charging times, and enhanced safety.

Quantumscape, a corporation located in California, is one that is trying to confirm this notion. A solid-state battery with a “anodeless architecture and proprietary solid ceramic separator” that is patented by Quantumscape, a firm founded in 2010, is said to be more affordable to produce, faster to charge, and more durable than traditional Li-ion batteries. In addition to collaborating with the German manufacturer Volkswagen, Quantumscape recently announced that it is developing “an important vehicle proof of concept” for its commercial solid-state cells in collaboration with an undisclosed automotive launch customer. Even while solid-state EVs won’t likely be available until at least next year, automakers will undoubtedly be monitoring the technology by 2024.

 

Recycling batteries will become more heated.

An increasing number of EV batteries are reaching the end of their useful lives as the EV market develops. As a result, there’s growing curiosity about what to do with each of them. In 2024, battery recycling will be a hot concern for manufacturers, academics, and legislators.

Concerns about the supply of essential materials and the effects of used batteries on the environment are what are driving the increased interest in battery recycling. End-of-life battery recycling offers an opportunity to reuse important materials like lithium while mitigating that impact. But recycling batteries is a difficult task, and scientists are constantly trying to improve the safety and effectiveness of the procedure.

 

VinFast & Li-Cycle launch battery recycling partnership

Still, the battery recycling industry is beginning to heat up. Numerous businesses have set up battery recycling plants across the globe, including in China, Europe, the United States, and Canada. Though progress is being made, there are currently no rules, standards, or recommendations for recycling batteries. A new battery and waste battery regulation with recycling objectives was recently announced by the European Union. Anticipate a significant increase in interest in creating and standardizing the recycling process by 2024.

Batteries will have a historic year in 2024.

Batteries are a crucial component of the energy infrastructure of the future, as evidenced by the demand for greener, more sustainable energy sources. Governments, businesses, and academics are working hard to advance this vital technology while also ensuring its sustainability and safety. All signs point to a positive new year, with engineers deserving of most of the credit.

​

Miért lesz 2024 a nagy akkumulátor éve?

Ben Potter és Angela Macdonald-Smith

2024. január 2. – 16.56

Megment

Ossza meg

 

 

 

 

 

Ajándékozza meg ezt a cikket

 

 

 

FŐBB PONTOK

• Miért fontos: A nagy akkumulátorok megugrása azt jelenti, hogy többet tudnak tenni a nyári áramszünetek enyhítéséért, mint gondoltuk

• Kontextus: Energiatárolásra van szükség a szél- és napenergia „megszilárdításához”, amikor a szén kilép a hálózatból

• Mi a következő: Hosszabb idejű tárolásra lesz szükség a szél- és napenergia-teljesítmény hosszú téli szünetéhez

Hallgassa meg ezt a cikket

9 perc

A nagy akkumulátorok egy akadozó energiaátmenet védőeszközeiként jelennek meg , amelyek segíthetnek elkerülni az áramkimaradásokat, egyensúlyba hozni a keresletet és a kínálatot, és meglepő mértékben kiegyenlíteni az ingadozó árakat, amelyeket még csak most kezdenek megragadni a hivatalos előrejelzések.

A Rystad Energy tanácsadó cég adatai szerint az idei lesz az első, amikor az Ausztráliában építésbe kezdődő új nagy – vagy közüzemi léptékű – akkumulátorok kapacitása meghaladja az úttörő új szél- és napelemparkok együttes kapacitását.

Egy művész képe arról, hogyan fog kinézni a Melbourne Renewable Energy Hub, amelyet az Equis Energy és a Victoria State Electricity Commission fejlesztett ki. 

Egyik szerepük a szél- és napenergia „megszilárdítása” a feleslegek felszívásával és a hiány idején történő kisütéssel. Szakértők szerint minél több nagyobb, hosszabb „élettartamú” akkumulátort építenek és csatlakoznak a hálózathoz, és csatlakoznak a hálózathoz.

A 2026-27-es pénzügyi évre – három év múlva – a Rystad várakozásai szerint a hálózatban működő, építés alatt álló vagy az építés előtti szakaszban működő közüzemi méretű tárolók összkapacitása meghaladja a 10 gigawattot.

Ez körülbelül ötödével több, mint az ausztrál energiapiaci üzemeltető által a múlt hónapban kiadott 2024-es integrált rendszerterv tervezetében előre jelzett összesített tárolási kapacitás – és több mint kétszerese az AEMO 2022-es integrált rendszertervében előirányzott mennyiségnek .

KAPCSOLÓDÓ IDÉZETEK

CBACommonwealth Bank

117 360 dollár 0,82%

1 év1 nap

Mar 23Jun 23Sep 23Mar 2491.00098.000105.00112.00119.00

Frissítve: 2024. március 4. – 5.16 . Az adatok 20 percet késnek.Tekintse meg a CBA-val kapcsolatos cikkeket 

„Van elég szállítható kapacitásunk ahhoz, hogy elkezdjük a szénerőművek cseréjét a csúcsidőszakokban? Minden bizonnyal úgy tűnik, hogy közel járunk ehhez a ponthoz” – mondja David Dixon, a Rystad ausztrál megújuló energiaforrásokkal foglalkozó vezető elemzője.

A nagy akkumulátorok folyamatosan nőttek, és élettartamuk – meddig működhetnek teljes teljesítménnyel – is nőtt. A múlt hónapban az Equis Energy és a Victoria állam villamosenergia-bizottsága aláírta a Melbourne Renewable Energy Hub 1,1 milliárd dolláros első szakaszát , egy 600 megawattos akkumulátor-tömböt 1600 megawattórás energiakapacitással – ami elegendő ahhoz, hogy alig több mint két és fél órát üzemeljen. teljes erő.

Egy második, 600 MW-os fokozat akár 12 órányi energiatárolást is tartalmazhat, ami elegendő ahhoz, hogy a háztartásokat egész éjjel árammal töltse.

Egy héttel korábban a Blackrock cég Akaysha Energy elnyerte a szövetségi kapacitásbefektetési program támogatását Orana akkumulátorához, egy 415 MW-os, négyórás (1660 MWh) akkumulátorhoz Wellingtonban, az NSW Közép-Nyugat Orana Megújuló Energia Zónájában. Az Akaysha a 850 MW/1680 MWh teljesítményű Waratah Super akkumulátort is fejleszti a Munmorah-tónál. A közelben az Origin Energy és az AGL Energy 460-500 MW kapacitású akkumulátorokat fejleszt.

Összességében körülbelül 5 gigawattnyi nagy akkumulátor van építés alatt, Dixon szerint ez elegendő a nemrégiben nyugdíjba vonult Liddell széntüzelésű erőmű és a 2025-ben nyugdíjba vonuló Eraring cseréjéhez . Ez teszi őket az energiaátmenet legjobban teljesítő részévé – a tetőtéri napelem megállíthatatlan zsengéje mellett.

A kidudorodó csővezeték – egy olyan időszakban, amikor néhány nagy szél- és napenergia projekt meghozza a végső beruházási döntést – azt sugallja, hogy több „megszilárdító” kapacitás érkezik a hálózatba, mint azt az AEMO a közelmúltbeli jelentéseiben feltételezte, figyelmeztetve az áramkimaradások és áramkimaradások fokozott kockázatára, mint a szén. a tüzelt áram gyorsuló ütemben lép ki a hálózatból .

Ennek van egy fontos figyelmeztetése. A nagyméretű akkumulátorok akár négy órányi tárolással egyre inkább képesek lesznek megbirkózni a forró nyári esti csúcsokkal – amikor mindenki hazajön, bekapcsolja a légkondicionálót, az elektromos tűzhelyet és a tévét, és néhány órára megnövekszik a kereslet.

De sokkal hosszabb tárolásra lesz szükség a hosszú téli szünetek kezeléséhez – ritka, gyenge szél és napsütéses időszakok, amelyek napokig, ha nem hetekig tartanak.

Téli blues

Daniel Nugent, az EnergyAustralia portfóliófejlesztési vezetője szerint a négyórás akkumulátorok „sokkal jelentőségteljesebb szerepet fognak játszani az energiabiztonságban, égve maradnak az esti csúcson azon a forró nyári napon”.

De a legtöbb szénerőmű bezárása utáni téli szünetre a villamosenergia-piac „még mindig hihetetlenül szűknek tűnik” – mondja Nugent.

„A sok négyórás akkumulátorral ez a nyári csúcs kevésbé jelent majd kihívást a jövőben, de az igazi kihívás a tél mélyén lesz… ilyenkor van szükségünk a sokkal hosszabb ideig tartó tárolásra.

„Jelenleg nem áll rendelkezésünkre ehhez a technológiánk, ezért a rövid löketekben a gáz kulcsszerepet játszik ebben az átállásban. Ez azt jelenti, hogy a szénerőművek kikerülhetnek a rendszerből. Ez azt jelenti, hogy jobban bízik abban, hogy visszavonhatja a szenet, és a lámpák nem alszanak ki.”

A lítium-ion akkumulátorok sarokba szorították a négyórás vagy annál rövidebb tárolás, valamint az elektromos járművek piacát. De hosszabb ideig költségesek, amihez különböző akkumulátor-kémiai és tárolási technológiákra van szükség.

A szivattyús víz hosszú távú tárolást is biztosít, de ehhez kedvező terep kell; az olyan projektek, mint a Snowy 2.0 és a Kidston – túlzottan a költségvetést és az ütemezést – elriasztanak másokat.

Egyes fejlesztők folyékony elektrolitokat, például cink-bromidot és vanádiumot használó akkumulátorokat keresnek hosszabb ideig. Az Equis Energy különböző akkumulátor-kémiákat tanulmányoz a Melbourne Renewable Energy Hub második, 600 MW-os szakaszához, amely nyolc-tizenkét órányi tárolással rendelkezik majd, mondja David Russell alapító.

A nagy akkumulátorok virágoznak, míg a szél-, napenergia- és átviteli projektek elakadtak, mivel könnyebben megépíthetők és piacra kerülnek, szinte bárhol elhelyezhetők a hálózatban, és megkönnyítik az átviteli hálózatok torlódási problémáit, amelyeket az új szél- és naperőművek gyakran súlyosbítanak. , mondja Dixon.

A lábnyom sokkal kisebb, gyakran a régi erőművek telephelyein vagy szél- és naperőműveken, a közösségi ellenállás elnémult, és a szakvállalkozók finomítják az akkumulátormodulok összeszerelésének művészetét.

A lítium olcsó

A szélturbinákkal ellentétben az infláció sem múlik el – a lítium ára egy éve folyamatosan csökken . „A piacon jelenleg tapasztalható árak valójában meglehetősen alacsonyak” – mondja Nick Carter, az Akaysha vezérigazgatója.

Ez nem jelenti azt, hogy nincsenek ellátási lánc problémák. Carter szerint az elektromos járművekhez és hálózatokhoz szükséges akkumulátorok puszta mennyisége, valamint az Egyesült Államokban és Európában a tiszta energiára fordított több százmilliárd dolláros ösztönzők elkerülhetetlenek.

"Sokan regisztrálnak, és egyre több akkumulátort, valamint a cellák és modulok beszállítóit akarják, akiket a termelési kapacitás növelése érdekében összekevernek."

Ez vonatkozik az alapvető elemekre, például a transzformátorokra, mondja az Equis Russell. „Bárki, aki nem zárja le az idei évet pénzügyileg, és nem kap beszerzési megrendeléseket transzformátorokra – ha azt mondják, hogy 2025-re üzemképes lesz, az nagyon összeegyeztethetetlen azzal, amit a piacon látunk.”

A nagy akkumulátorok szerepe is változik. Az első nagy akkumulátort – a Neoen Hornsdale Power Reserve-ét Dél-Ausztráliában – 2017-es debütálásakor kigúnyolták amiatt, hogy csak néhány percet biztosított az állam teljes keresletéből. Fő szerepe azonban az volt, hogy létfontosságú rendszererőt és FCAS-t (frekvenciaszabályozási kiegészítő szolgáltatások) biztosítson. az állam hálózatára, és ezzel Neoen jó profitot szerzett.

Ahogy a hosszabb élettartamú akkumulátorok piacra kerülnek, egyre inkább áthelyezik az energiát a nappali napenergia-áradásokról – amikor az árak gyakran negatívba fordulnak – az esti keresletcsúcsok felé, amikor az árak szárnyalnak – mondja Neil Fraser, a Commonwealth Bank of Australia természeti erőforrásokért, energiáért és szén-dioxidért felelős vezetője. , amely segített finanszírozni a 185 MW-os Koorangie akkumulátort Kerang közelében, Victoria államban.

„A mai napig az FCAS volt, de úgy gondoljuk, hogy idővel az arbitrázs meglehetősen fontos bevételi forrás lesz” – mondja Fraser.

A többféle bevételi forrás megkönnyíti az akkumulátorok finanszírozását. A Koorangie 15 éves átvételi szerződést kötött a Shell Energy-vel és 20 éves rendszererősségi szerződést az AEMO-val. A szövetségi kapacitásberuházási rendszer 23 GW szél- és napenergiára, valamint 9 GW tárolási és egyéb elosztható kapacitásra való kiterjesztése azt jelenti, hogy a kereslet nem csökken, mondja Fraser.

A nagy akkumulátorok nem ezüstgolyók, de kulcsfontosságú szerepet játszhatnak a hálózat fejlődéséről szóló optimistább képben, mint ahogyan azt gyakran festjük.

​