Baterie, kluczowy element w procesie dążenia do dekarbonizacji, w rzeczywistości opierają się na technologii liczącej 200 lat. Pierwszą baterię elektryczną wynalazł w roku 1800 Alessandro Volta. Technologia ewoluowała i była ciągle ulepszana, co w 1985 r. doprowadziło do opracowania pierwszej baterii litowo-jonowej i jej pomyślnej komercjalizacji w 1991 r.
Baterie litowo-jonowe umożliwiły magazynowanie większej ilości energii w mniejszej przestrzeni i przy niższej wadze, zapewniając jednocześnie dłuższą żywotność.
Jak działa bateria?
Sercem baterii są ogniwa składające się z katody (+), anody (-), cieczy elektrolitowej i separatora. Gdy jony litu przemieszczają się z katody (+) do anody (-) i z powrotem, dostarczają energię elektryczną i ładują baterię. Pojedyncze ogniwa są następnie montowane w module, a wiele modułów z czujnikami i jednostką sterującą tworzą akumulator. Akumulatory są następnie wykorzystywane do zasilania pojazdów.
Czy baterie są ekologiczne i jaki jest wpływ wykorzystywanych przez nie minerałów na środowisko?
Producenci baterii mierzą swój wpływ na środowisko naturalne od momentu wydobycia minerałów do obróbki oraz produkcji ogniw i baterii. Używane minerały to głównie lit, nikiel, kobalt i mangan. Nie uważa się ich za zasoby rzadkie i są one dostępne do produkcji baterii elektrycznych na dużą skalę. Na całym świecie obowiązuje kontrola wydobycia i przetwarzania tych minerałów, przez co producenci prowadzą swoją działalność z zachowaniem maksymalnej ostrożności.
W centrum tego, co robią, znajdują się kwestie takie jak wpływ na glebę, różnorodność biologiczna, woda, odpady oraz BHP, prawa pracownicze i prawa człowieka. Należy zauważyć, że 70% śladu węglowego pochodzącego z ogniw baterii wynika z produkcji, a producenci starają się stworzyć gigafabryki w pobliżu zakładów motoryzacyjnych, aby obniżyć emisję i wykorzystać bardziej przyjazne dla środowiska źródła energii.
Najważniejszy jest zasięg.
Chociaż istnieją standardowe pomiary, kilometr na kilowatogodzinę (km na kWh) to odpowiednik kilometr na litr (km/l) dla samochodu elektrycznego. Istnieje wiele czynników wpływających na zasięg, choćby temperatura zewnętrzna, typ pojazdu, aerodynamika i wiek ogniw, których żywotność zazwyczaj wynosi co najmniej 10 lat. Zasada głosi, że im wyższa wartość kWh, tym więcej mil pojazd jest w stanie przejechać na jednym ładowaniu.
Cykl życia baterii
Pielęgnacja baterii ma kluczowe znaczenie, zwłaszcza na początku eksploatacji, jednak z czasem jej pojemność i moc spadają w zależności od konserwacji i użytkowania. Zakłada się, że każdy akumulator zachowuje możliwość ładowania i rozładowywania przez 160 000 do 320 000 km. Producenci są na tyle pewni przydatności użytkowania baterii na drogach, że większość samochodów elektrycznych posiada rozszerzoną gwarancję na osiem lat lub 160 000 km, co stanowi lepsze rozwiązanie niż w przypadku samochodów z silnikami spalinowymi.
Opracowywane są cyrkularne podejścia w zakresie baterii, mające na celu ograniczenie wydobycia zasobów naturalnych i stworzenie możliwości dla warsztatów, które zaczną pojawiać się w miarę upływu czasu. Opłacalne stanie się regenerowanie baterii, które następnie będą ponownie używane w pojazdach lub do magazynowania energii w domach. Niektórzy producenci planują dostarczać baterie do przestrzeni publicznych, np. Nissan chce wykorzystać wycofane baterie EV do zapewnienia zasilania awaryjnego w Amesterdam Arena. Po zużyciu i pod sam koniec okresu eksploatacji baterii materiały zostaną poddane recyklingowi w celu produkcji nowych produktów. Proces ten obejmie duże ilości baterii, ponieważ wiele rządów obecnie uchwala przepisy w tym zakresie.
Czego możemy spodziewać się w przyszłości?
Do końca tego dziesięciolecia liczba baterii litowo-jonowych znacznie wzrośnie, podobnie jak ich gęstość energetyczna, dzięki czemu będą lżejsze i zapewnią większy zasięg. Przewiduje się, że ceny spadną, ale w dużej mierze będą zależeć od wymaganych minerałów. Ekonomia skali doprowadzi do obniżenia cen w wyniku zwiększenia produkcji przez gigafabryki.
Niższe ceny, ustawodawstwo i zachęty rządowe napędzą sprzedaż pojazdów elektrycznych. Ich większa ilość to z kolei więcej wyzwań, lecz także więcej możliwości dla rynku wtórnego. Czy wszyscy będą na to gotowi?
Baterie zmieniają świat… Czy ty też jesteś gotowy na zmiany?