Sel Baterai Natrium-ion Sudah Mendekati Keseimbangan Biaya Lithium-ion, Ditetapkan Menjadi Lebih Murah

Teknologi apa pun yang ingin bersaing dengan baterai litium-ion (LIB) menghadapi tantangan penurunan biaya yang cepat untuk teknologi yang sudah ada di mana-mana ini. Saat LIB terus memperluas dominasi pasarnya, baterai natrium-ion (SIB) masih menunggu momen untuk bersinar.

Namun, sebuah studi baru yang dipimpin oleh para peneliti di Universitas LUT Finlandia, bekerja sama dengan Institut Teknologi Karlsruhe di Jerman dan Universitas Alcalá di Spanyol, menemukan bahwa, meskipun SIB belum mencapai adopsi pasar secara luas, sel-sel mereka sudah mendekati keseimbangan biaya dengan LIB.

"Baterai ion-natrium (SIB) belum sepenuhnya digunakan-untuk aplikasi kendaraan listrik, karena kepadatan energi masih menjadi faktor pembatas. Meskipun SIB sudah memiliki biaya-kompetitif dengan baterai litium-ion (LIB), kepadatan energi gravimetrinya masih tertinggal. Kesenjangan ini mungkin tertutup setelah SIB-bahan padat memasuki pasar," Dominik Keiner, peneliti junior di LUT School of Energy Systems, memberitahu ESS News.

Namun, fasilitas penyimpanan energi baterai skala-utilitas komersial pertama kini sedang dibangun dan dioperasikan, termasuk proyek pada skala 100 MWh. "Hal ini menunjukkan bahwa SIB berada di ambang masuknya pasar-skala penuh. Setelah rantai pasokan terbentuk dan skala ekonomi diterapkan, pada dasarnya tidak ada yang dapat mencegah baterai natrium-ion mengambil alih pasar sepenuhnya, asalkan penguncian LIB-yang ada dapat dikelola," katanya.

Meskipun penilaian sebelumnya menghasilkan hasil yang kontroversial mengenai daya saing ekonomi SIB, dan potensi dampak SIB pada sistem energi yang lebih luas belum dieksplorasi, studi baru ini menggabungkan pemodelan biaya bottom-up (bottom up) termasuk perkembangan kinerja masa depan pada tingkat material untuk SIB dengan model sistem energi global hingga tahun 2050.

Hasilnya menunjukkan bahwa dengan perkembangan biaya dan kurva pembelajaran terkini, baterai tidak lagi menjadi komponen biaya-penting dalam sistem energi dengan proyeksi belanja modal sistem baterai skala utilitas sebesar €28,5–51,9/kWh pada tahun 2050. Saat ini mendekati keseimbangan biaya, SIB berpotensi mengungguli LIB dalam jangka menengah dan tidak terlalu rentan terhadap lonjakan harga dan kekurangan pasokan.

Karena disebut sebagai teknologi drop-in, baterai natrium{2}}ion (SIB) dapat diproduksi pada lini produksi baterai lithium-ion (LIB) yang sudah ada hanya dengan sedikit modifikasi. Hasilnya, kekhawatiran terhadap kekurangan pasokan atau lonjakan harga sebagian besar berkurang, karena gangguan apa pun pada pasokan LIB dapat memicu peralihan ke SIB, catat para peneliti.

Selain itu, penelitian ini menemukan bahwa biaya baterai yang lebih rendah terutama mendorong peningkatan kapasitas baterai dibandingkan penambahan penggunaan PV surya. Secara keseluruhan, struktur sistem energi sebagian besar tetap tidak berubah, sama halnya dengan fotovoltaik surya, meskipun kapasitas baterai yang lebih tinggi memungkinkan pengoperasian daya yang lebih besar-hingga-X proses di bawah peningkatan beban. Dalam konteks ini, penyimpanan energi elektrokimia tidak merupakan faktor pembatas transisi energi global. Oleh karena itu, studi ini memproyeksikan potensi permintaan baterai stasioner tertinggi yang dilaporkan hingga saat ini – berkisar antara 67,9 hingga 106,5 TWh pada tahun 2050 – melampaui perkiraan dari analisis biaya-sistem energi yang dioptimalkan sebelumnya.

“Singkatnya, dalam hal biaya dan kinerja, SIB sudah matang dan bahkan dapat mengungguli LIB dalam beberapa aspek, seperti kisaran suhu operasional.

Pada tahun 2050, biaya penyimpanan yang diratakan (LCOS) diproyeksikan akan lebih rendah untuk baterai natrium-ion dengan kecepatan pembelajaran yang tinggi dibandingkan baterai litium-ion dengan kecepatan pembelajaran yang rendah, dengan nilai referensi literatur yang lebih baik, dan skenario-biaya yang lebih rendah juga menampilkan rasio energi-terhadap-daya yang lebih tinggi sambil mempertahankan jumlah siklus yang tinggi.

"Melihat ke tahun 2050, kami memperkirakan biaya penyimpanan yang diratakan (LCOS) berkisar antara 11,2–13,6 €/MWh dalam skenario MIN-Sh (khusus SIB, dengan kecepatan pembelajaran tinggi) hingga 15,8–22,1 €/MWh dalam skenario MAX-Ll (khusus LIB, dengan kecepatan pembelajaran rendah). Sebagai perbandingan, referensi literatur LUT-LitRef kami skenario menghasilkan 19,5–29,4 €/MWh. Angka-angka ini termasuk biaya antarmuka (sama untuk SIB dan LIB) tetapi tidak termasuk biaya listrik. Khususnya, skenario berbiaya lebih rendah juga menampilkan rasio energi-terhadap-daya yang lebih tinggi (6–7 jam vs. 4–6 jam), sementara jumlah siklus penuh tetap tinggi di semua kasus (300+)," kata Keiner.