Время не ждет
Глобальное изменение климата – это важнейшая проблема, решение которой требует значительных перемен. Чтобы создать общество, устойчивое в долгосрочной перспективе, нам необходимо увеличить долю возобновляемой энергии, и аккумуляторные батареи играют в этом ключевую роль.
Ученые утверждают, что увеличение выбросов парниковых газов означает риск глобального потепления в среднем на 2 °C, что приведет к серьезным последствиям на многих уровнях. Основным источником неприятностей является ископаемая энергия: как мы извлекаем, обрабатываем и используем ее. Для достижения цели, поставленной Парижским соглашением, необходимо приложить значительные усилия: поддерживать рост температуры на уровне ниже 2 °C и работать над достижением значения 1,5 °C. Ключом к этому является увеличение доли возобновляемой энергии.
Поскольку производством такой энергии нельзя управлять так же, как производством ископаемого топлива или ядерной энергии, возникнет большая потребность в хранилищах энергии. «Нет недостатка возобновляемой энергии, скорее наоборот. С глобальной точки зрения, солнечная энергия и энергия ветра являются самыми доступными», – говорит Бо Нормарк (Bo Normark), руководитель направления "умных" электросетей и аккумуляторов в компании InnoEnergy, занимающейся инновациями в области устойчивой энергетики по всей Европе.
«Если мы сможем использовать больше возобновляемой энергии, то получим множество преимуществ, отчасти потому что эта энергия чистая, а отчасти потому, что она намного эффективнее ископаемого топлива. Это беспроигрышное сочетание», – продолжает он. – Что касается хранения, изначально использовались большие хранилища, соединенные трансформаторными линиями, но в настоящее время возросла потребность в краткосрочном хранении. В таких случаях аккумуляторные батареи являются оптимальным решением.»
Переход на крупномасштабную электрификацию наиболее заметен в автомобильной промышленности, где практически все производители уже реализуют амбициозные проекты. Значение электрификации также растет в таких областях, как автоматизация, робототехника и медицинские технологии. «По мере улучшения аккумуляторов сфера их применения расширяется. Теперь аккумуляторами можно оборудовать даже большие транспортные средства», – утверждает Кристина Эдстрём (Kristina Edström), профессор неорганической химии и руководитель центра современных аккумуляторных технологий в Уппсальском университете, Швеция.
Если подобная тенденция продолжится, необходимо сделать аккумуляторные элементы еще более мощными, безопасными, долговечными и предсказуемыми. Последний аспект означает понимание того, какую емкость можно использовать без критического ущерба для аккумулятора – чем больше вы увеличиваете количество энергии, тем более важна безопасность.
«Уже существует возможность увеличения количества энергии и создания гораздо более мощных аккумуляторов, но сначала нам необходимо предотвратить нежелательные реакции, чтобы аккумуляторы не повредили оборудование, в котором они находятся, – продолжает Кристина Эдстрём. – Это вопрос сочетания высокой мощности и высокого уровня энергии. Современные аккумуляторные батареи оптимизированы для высокой мощности или для высокого уровня энергии, но иногда вам нужно и то, и другое, чтобы оборудование работало дольше и заряжалось быстрее».
Более частое использование аккумуляторов предъявляет множество требований: от сводов правил, обеспечивающих необходимые условия для перехода к электрификации, до полноценной экосистемы – от извлечения сырья до переработки аккумуляторов, что обеспечивает устойчивое развитие в долгосрочной перспективе. Большинство современных типов аккумуляторов зависят от специальных металлов или металлических соединений, не доступных в больших количествах. Например, ежегодно добывается около миллиона метрических тонн никеля, ничтожное количество по сравнению с 1,4 миллиарда метрических тонн добытого железа в год. Спрос на три основных «металла для аккумуляторов» – никель, кобальт и литий – резко возрос. «Во многом потому, что автомобильная промышленность хочет защитить свои ресурсы, – объясняет Пер Шторм (Per Storm), генеральный директор EIT RawMaterials North, крупнейшего консорциума в секторе сырья по всему миру.
– В среднесрочной перспективе большой проблемой является кобальт. Существует не так много мест его добычи. Это побочный продукт других металлов, и очень большая его часть добывается в Конго, где существуют социальные и экологические проблемы».
«Что касается никеля, – продолжает Пер, – объемы производства сейчас выше, чем в 1990-х годах, когда Китай быстро развивал промышленность, и их можно увеличить еще. Из трех упомянутых металлов литий является наименее используемым, и его производство может быть увеличено, особенно в Чили и Боливии. Я считаю, что спрос на литий значительно вырастет, но рынок может удовлетворить растущий спрос».
Поскольку производством такой энергии нельзя управлять так же, как производством ископаемого топлива или ядерной энергии, возникнет большая потребность в хранилищах энергии. «Нет недостатка возобновляемой энергии, скорее наоборот. С глобальной точки зрения, солнечная энергия и энергия ветра являются самыми доступными», – говорит Бо Нормарк (Bo Normark), руководитель направления "умных" электросетей и аккумуляторов в компании InnoEnergy, занимающейся инновациями в области устойчивой энергетики по всей Европе.
«Если мы сможем использовать больше возобновляемой энергии, то получим множество преимуществ, отчасти потому что эта энергия чистая, а отчасти потому, что она намного эффективнее ископаемого топлива. Это беспроигрышное сочетание», – продолжает он. – Что касается хранения, изначально использовались большие хранилища, соединенные трансформаторными линиями, но в настоящее время возросла потребность в краткосрочном хранении. В таких случаях аккумуляторные батареи являются оптимальным решением.»
Переход на крупномасштабную электрификацию наиболее заметен в автомобильной промышленности, где практически все производители уже реализуют амбициозные проекты. Значение электрификации также растет в таких областях, как автоматизация, робототехника и медицинские технологии. «По мере улучшения аккумуляторов сфера их применения расширяется. Теперь аккумуляторами можно оборудовать даже большие транспортные средства», – утверждает Кристина Эдстрём (Kristina Edström), профессор неорганической химии и руководитель центра современных аккумуляторных технологий в Уппсальском университете, Швеция.
Если подобная тенденция продолжится, необходимо сделать аккумуляторные элементы еще более мощными, безопасными, долговечными и предсказуемыми. Последний аспект означает понимание того, какую емкость можно использовать без критического ущерба для аккумулятора – чем больше вы увеличиваете количество энергии, тем более важна безопасность.
«Уже существует возможность увеличения количества энергии и создания гораздо более мощных аккумуляторов, но сначала нам необходимо предотвратить нежелательные реакции, чтобы аккумуляторы не повредили оборудование, в котором они находятся, – продолжает Кристина Эдстрём. – Это вопрос сочетания высокой мощности и высокого уровня энергии. Современные аккумуляторные батареи оптимизированы для высокой мощности или для высокого уровня энергии, но иногда вам нужно и то, и другое, чтобы оборудование работало дольше и заряжалось быстрее».
Более частое использование аккумуляторов предъявляет множество требований: от сводов правил, обеспечивающих необходимые условия для перехода к электрификации, до полноценной экосистемы – от извлечения сырья до переработки аккумуляторов, что обеспечивает устойчивое развитие в долгосрочной перспективе. Большинство современных типов аккумуляторов зависят от специальных металлов или металлических соединений, не доступных в больших количествах. Например, ежегодно добывается около миллиона метрических тонн никеля, ничтожное количество по сравнению с 1,4 миллиарда метрических тонн добытого железа в год. Спрос на три основных «металла для аккумуляторов» – никель, кобальт и литий – резко возрос. «Во многом потому, что автомобильная промышленность хочет защитить свои ресурсы, – объясняет Пер Шторм (Per Storm), генеральный директор EIT RawMaterials North, крупнейшего консорциума в секторе сырья по всему миру.
– В среднесрочной перспективе большой проблемой является кобальт. Существует не так много мест его добычи. Это побочный продукт других металлов, и очень большая его часть добывается в Конго, где существуют социальные и экологические проблемы».
«Что касается никеля, – продолжает Пер, – объемы производства сейчас выше, чем в 1990-х годах, когда Китай быстро развивал промышленность, и их можно увеличить еще. Из трех упомянутых металлов литий является наименее используемым, и его производство может быть увеличено, особенно в Чили и Боливии. Я считаю, что спрос на литий значительно вырастет, но рынок может удовлетворить растущий спрос».
