SG.hu·
A konyhasó lehet az akkumulátorgyártás új fegyvere
A nátriumion-akkumulátorok szinte valamennyi olyan problémától mentesek, amelyek a lítiumion-akkumulátorokat sújtják, és elég olcsók lehetnek ahhoz, hogy a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőség a múlté legyen.
A startupok végre megvalósítanak valamit, amin a kutatók évtizedek óta dolgoznak: egy olyan akkumulátort, amelyben a ritka, nehezen hozzáférhető elemeket ugyanaz az anyag váltja fel, amely a hétköznapi konyhasóban is megtalálható. Ennek a technológiának megvan a lehetősége arra, hogy a világ minden országa megszüntethesse az akkumulátorok, illetve az azok gyártásához szükséges kritikus ásványi anyagok tekintetében Kínától való függőségét.
A nátriumion-cellák, akárcsak bármely más akkumulátor, energiát képesek tárolni és leadni. Kezdetben ott alkalmazzák őket, ahol a legnagyobb szükség van rájuk: a villamosenergia-hálózatban és az egyre gyorsabban bővülő adatközpontokban. Ahogy otthonainkban is, a hálózat vagy más infrastruktúra számára az a lehetőség, hogy akkor halmozza fel az energiát, amikor az olcsó és bőséges, majd akkor adja le, amikor szűkösen áll rendelkezésre, növelheti a megbízhatóságot és csökkentheti a villamos energia árát.
Miközben a hálózati akkumulátoros energiatárolás már most is rendkívül gyors ütemben terjed a világon, az új, nátriumalapú akkumulátorok potenciálisan olcsóbbak, hosszabb élettartamúak, biztonságosabbak és megbízhatóbbak lehetnek a hagyományos, lítiumalapú változatoknál. Felgyorsíthatják a megújuló energiaforrások elterjedését, és részét képezhetik a földgázturbinák és dízelgenerátorok kevésbé szennyező alternatíváinak.
A legtöbb nátriumalapú akkumulátort jelenleg Kínában gyártják, és az idén leszállított összes akkumulátor kevesebb mint 1 százalékát teszik ki. Egy ipari óriás, a General Motors is saját nátriumalapú akkumulátorainak tervezésén dolgozik, hogy azokat különböző alkalmazásokhoz szabja, mielőtt áttérne a tömeggyártásra. A Morgan Stanley egy nemrég közzétett jelentése szerint egy évtizeden belül a világon gyártott összes akkumulátor több mint egyharmada nem lítiumot, hanem nátriumot fog használni.
A Tesla tanulságai jól mutatják, milyen irányt vehet az új technológia. A nátriumion-akkumulátorok nagy léptékű bevezetésére leginkább esélyes vállalkozók kis csoportjában ott van két korábbi Tesla-mérnök is, akik egykori főnökük konkurenseként lépnek színre. Landon Mossburg a Peak Energy vezérigazgatója, egy startupé, amely több tízmillió dollárt gyűjtött össze akkumulátorcsomagokat gyártó üzem felépítésére, míg Kurt Kelty a General Motors alelnöke, és a vállalat akkumulátorfejlesztési erőfeszítéseit irányítja. A GM stratégiai befektetést hajtott végre a Peak Energyben, és saját, egyedi kialakítású nátriumion-akkumulátorokat tervez és gyárt majd. A Peak Energy ezzel párhuzamosan azt tervezi, hogy ezeket olyan rendszerekbe építi, amelyek csatlakoztathatók a nehézségekkel küzdő amerikai villamosenergia-hálózathoz.
A Peak júliusban bejelentette, hogy egy 17 000 négyzetméteres létesítmény felépítését tervezi a kaliforniai Sacramentóban, amely akkumulátorcsomagokat gyártó "gigagyárának" ad majd otthont. A tervek szerint a termelés 2027 elején indulna, és évente 4 gigawattóra kapacitású akkumulátort állítanának elő. Ez negyvenszerese annak az évi 100 megawattórának, amelyet a vállalat jelenlegi kaliforniai burlingame-i kísérleti üzeme képes előállítani. A startupnak már több mint 1,1 milliárd dollár értékű bejelentett megállapodása van ügyfelekkel, köztük a Jupiter Power és az Energy Vault energiatároló vállalatokkal, valamint a német multinacionális energetikai vállalat, az RWE leányvállalatával, az RWE Americas vállalattal.
Az Egyesült Államokban a hálózati léptékű akkumulátoros energiatárolás piacát a Tesla Energy üzletága uralja. A hagyományos lítiumion-akkumulátorokat használó üzletág a vállalat leggyorsabban növekvő része, és olyan rendszereket hoz létre, amelyeket a villamosenergia-hálózatok nagyléptékű energiatárolására terveztek. Mossburg azt szeretné, ha a Peak Energy megszerezné annak a hatalmas, a Tesla által értékesített Megapack akkumulátorcsomagok számára elérhető piacnak jelentős részét, hogy olyan nátriumion-rendszereket kínáljon, amelyek lényegesen olcsóbbak, megbízhatóbbak és kevésbé hajlamosak a kigyulladásra.
Valamennyi lítiumion-akkumulátor képes kigyulladni. Ezt a folyamatot termikus elszabadulásnak nevezik, és olyan akkumulátorcsomagokat is érinthet, amilyeneket repülőgépeken, elektromos járművekben vagy hálózati méretű energiatároló rendszerekben használnak. Az ilyen tüzek ritkák, de előfordulnak. 2025-ben egy ilyen tűz lángjai csaptak az ég felé a Tesla Megapack akkumulátorainak egyik, a nevadai Boulder Cityben található telepén. A Tesla ezért időről-időre olyan rendezvényeket tart, amelyeken a tűzoltókat képzik ki az akkumulátortüzek kezelésére.
A jelenlegi, hálózati energiatárolásra szolgáló lítiumion-akkumulátorcsomagoknál a tüzek megelőzéséhez folyadékhűtési rendszerekre van szükség. Mossburg szerint ez a követelmény bonyolultabbá teszi a rendszereket, sokkal több lehetséges meghibásodási pontot hoz létre, és csökkenti az egy négyzetméterre jutó tárolható energiamennyiséget. Az adatközpontoknál a nátriumakkumulátorok versenyelőnye különösen a helyhez kötött energiatárolási alkalmazásokban, például az adatközpontok dízelgenerátorokat kiváltó tartalék energiaellátásában és a földgázzal működő csúcserőműveket kiváltó hálózati energiatárolásban rejlik, részben azért, mert jóval kisebb hűtési igényük van.
Mossburg szerint a lítiumion-akkumulátorcsomagok hűtőrendszerei a hagyományos hálózati energiatároló akkumulátorok üzemeltetési költségeinek mintegy 90 százalékát teszik ki. A költség abból adódik, hogy a hűtőrendszereket folyamatosan működtetni és karbantartani kell, meg kell javítani őket, amikor meghibásodnak, emellett pedig úgy kell megtervezni az akkumulátortelepeket, hogy a károk korlátozottak maradjanak egy katasztrofális meghibásodás esetén is. Ezzel szemben a Peak Energy akkumulátorcsomagjai passzívan, a körülöttük áramló levegő segítségével hűthetők. Persze a nátriumion-akkumulátorok is képesek kigyulladni, de erre sokkal kisebb az esély - mondja Mossburg.
A Peak Energy nem hozta nyilvánosságra akkumulátorcsomagjainak kezdeti árát, ezért nehéz megmondani, hogyan viszonyulnak majd a Tesla Megapack rendszereihez, amelyek egységenként több mint 1 millió dollárba, vagyis kapacitástól függően kilowattóránként 200-300 dollárba is kerülhetnek. A GM-nél dolgozó Kelty szerint mindaddig, amíg az olyan vállalatok, mint az övé, fel nem futtatják a nátriumion-akkumulátorok hazai gyártását, a Kínában gyártott lítiumion-akkumulátorok olcsóbbak maradnak.
Az új konstrukciók előtt azonban komoly lehetőségek állnak. A Peak Energy burlingame-i létesítményétől nem messze, a San Franciscó-i öböl túloldalán, San Leandróban működő Inlyte Energy egy másfajta nátriumalapú akkumulátoron dolgozik. Az Inlyte négy fő összetevőt használ, amelyeket az akkumulátorokba kerülő vegyi anyagokká dolgoznak fel. Ezek az akkumulátorok vasporra, acélra, alumínium-oxidra és élelmiszeripari minőségű konyhasóra épülnek. Az eredmény Baclig Antonio, az alapító és vezérigazgató szerint olyan akkumulátorcellákból áll, amelyek egyáltalán nem tudnak kigyulladni. A hagyományos akkumulátorcsomagokban, amikor egy cella túlmelegszik és lángra kap, az a körülötte lévő valamennyi cella kigyulladását is előidézheti. Az Inlyte csomagjaiban azonban, amikor egy cella túlmelegszik, soha nem válik olyan forróvá, hogy veszélyeztesse a szomszédos cellákat.
Ez azt jelenti, hogy a cellák sokkal sűrűbben helyezhetők el, mint a konkurens technológiák esetében, és potenciálisan akkora négyzetméterre vetített energiasűrűséget biztosíthatnak, amely ugyanolyan jó vagy még jobb, mint a helyhez kötött energiatárolásra jelenleg használt lítiumion-akkumulátorrendszereké. Az Inlyte a jövő héten tervezi átadni első akkumulátorcsomagját a Southern Company számára, amely négy államban biztosít közműszolgáltatást. Az akkumulátort a vállalat alabamai Wilsonville-ben található energiatároló létesítményében helyezik üzembe.
A nátriumion-akkumulátorok minden előnyük ellenére egy területen továbbra sem tudják felülmúlni a lítiumion-akkumulátorokat, mégpedig az elkerülhetetlen fizikai korlátok miatt: az egy grammra jutó energiatárolási kapacitás tekintetében. Azokban a járművekben, ahol a tömeg számít, például az elektromos autókban, ez azt jelenti, hogy a jövő továbbra is elsősorban a lítiumion-akkumulátoroké. Ezzel új verseny kezdődhet Kínával. Kína uralja a mai vezető, lítiumion-kémián alapuló akkumulátortechnológiákhoz szükséges anyagok gyártását, annak ellenére, hogy magát a technológiát az Egyesült Államokban tökéletesítették.
Mukesh Chatter, az Alsym Energy vezérigazgatója szerint megfelelő amerikai és szövetséges kormányzati támogatás nélkül az Egyesült Államok ismét olyan helyzetben találhatja magát, hogy kifejlesztett egy új energiatechnológiát, majd Kína monopóliumot szerez annak gyártása felett. A Massachusetts állambeli startup, az Alsym Energy olyan alkatrészeket fejleszt, amelyek más vállalatok által gyártott nátriumion-akkumulátorokba kerülnek. A kínai akkumulátorgyártó óriások, a BYD és a CATL már bejelentették a nátriumion-akkumulátorok ipari méretű gyártására vonatkozó terveiket. Peking hosszú távú tervezési és beruházási képessége előnyt biztosít Kínának abban, hogy a feltörekvő technológiákat a prototípus szintjéről a globális piacok uralásához szükséges gyártási méretre fejlessze. "Nem azért maradunk le, mert mások innovatívabbak nálunk" - mondja Chatter. "De nagy kár lenne, ha azért maradnánk le, mert mások nagyobb léptékben tudnak termelni."
A startupok végre megvalósítanak valamit, amin a kutatók évtizedek óta dolgoznak: egy olyan akkumulátort, amelyben a ritka, nehezen hozzáférhető elemeket ugyanaz az anyag váltja fel, amely a hétköznapi konyhasóban is megtalálható. Ennek a technológiának megvan a lehetősége arra, hogy a világ minden országa megszüntethesse az akkumulátorok, illetve az azok gyártásához szükséges kritikus ásványi anyagok tekintetében Kínától való függőségét.
A nátriumion-cellák, akárcsak bármely más akkumulátor, energiát képesek tárolni és leadni. Kezdetben ott alkalmazzák őket, ahol a legnagyobb szükség van rájuk: a villamosenergia-hálózatban és az egyre gyorsabban bővülő adatközpontokban. Ahogy otthonainkban is, a hálózat vagy más infrastruktúra számára az a lehetőség, hogy akkor halmozza fel az energiát, amikor az olcsó és bőséges, majd akkor adja le, amikor szűkösen áll rendelkezésre, növelheti a megbízhatóságot és csökkentheti a villamos energia árát.
Miközben a hálózati akkumulátoros energiatárolás már most is rendkívül gyors ütemben terjed a világon, az új, nátriumalapú akkumulátorok potenciálisan olcsóbbak, hosszabb élettartamúak, biztonságosabbak és megbízhatóbbak lehetnek a hagyományos, lítiumalapú változatoknál. Felgyorsíthatják a megújuló energiaforrások elterjedését, és részét képezhetik a földgázturbinák és dízelgenerátorok kevésbé szennyező alternatíváinak.
A legtöbb nátriumalapú akkumulátort jelenleg Kínában gyártják, és az idén leszállított összes akkumulátor kevesebb mint 1 százalékát teszik ki. Egy ipari óriás, a General Motors is saját nátriumalapú akkumulátorainak tervezésén dolgozik, hogy azokat különböző alkalmazásokhoz szabja, mielőtt áttérne a tömeggyártásra. A Morgan Stanley egy nemrég közzétett jelentése szerint egy évtizeden belül a világon gyártott összes akkumulátor több mint egyharmada nem lítiumot, hanem nátriumot fog használni.
A Tesla tanulságai jól mutatják, milyen irányt vehet az új technológia. A nátriumion-akkumulátorok nagy léptékű bevezetésére leginkább esélyes vállalkozók kis csoportjában ott van két korábbi Tesla-mérnök is, akik egykori főnökük konkurenseként lépnek színre. Landon Mossburg a Peak Energy vezérigazgatója, egy startupé, amely több tízmillió dollárt gyűjtött össze akkumulátorcsomagokat gyártó üzem felépítésére, míg Kurt Kelty a General Motors alelnöke, és a vállalat akkumulátorfejlesztési erőfeszítéseit irányítja. A GM stratégiai befektetést hajtott végre a Peak Energyben, és saját, egyedi kialakítású nátriumion-akkumulátorokat tervez és gyárt majd. A Peak Energy ezzel párhuzamosan azt tervezi, hogy ezeket olyan rendszerekbe építi, amelyek csatlakoztathatók a nehézségekkel küzdő amerikai villamosenergia-hálózathoz.
A Peak júliusban bejelentette, hogy egy 17 000 négyzetméteres létesítmény felépítését tervezi a kaliforniai Sacramentóban, amely akkumulátorcsomagokat gyártó "gigagyárának" ad majd otthont. A tervek szerint a termelés 2027 elején indulna, és évente 4 gigawattóra kapacitású akkumulátort állítanának elő. Ez negyvenszerese annak az évi 100 megawattórának, amelyet a vállalat jelenlegi kaliforniai burlingame-i kísérleti üzeme képes előállítani. A startupnak már több mint 1,1 milliárd dollár értékű bejelentett megállapodása van ügyfelekkel, köztük a Jupiter Power és az Energy Vault energiatároló vállalatokkal, valamint a német multinacionális energetikai vállalat, az RWE leányvállalatával, az RWE Americas vállalattal.
Az Egyesült Államokban a hálózati léptékű akkumulátoros energiatárolás piacát a Tesla Energy üzletága uralja. A hagyományos lítiumion-akkumulátorokat használó üzletág a vállalat leggyorsabban növekvő része, és olyan rendszereket hoz létre, amelyeket a villamosenergia-hálózatok nagyléptékű energiatárolására terveztek. Mossburg azt szeretné, ha a Peak Energy megszerezné annak a hatalmas, a Tesla által értékesített Megapack akkumulátorcsomagok számára elérhető piacnak jelentős részét, hogy olyan nátriumion-rendszereket kínáljon, amelyek lényegesen olcsóbbak, megbízhatóbbak és kevésbé hajlamosak a kigyulladásra.
Valamennyi lítiumion-akkumulátor képes kigyulladni. Ezt a folyamatot termikus elszabadulásnak nevezik, és olyan akkumulátorcsomagokat is érinthet, amilyeneket repülőgépeken, elektromos járművekben vagy hálózati méretű energiatároló rendszerekben használnak. Az ilyen tüzek ritkák, de előfordulnak. 2025-ben egy ilyen tűz lángjai csaptak az ég felé a Tesla Megapack akkumulátorainak egyik, a nevadai Boulder Cityben található telepén. A Tesla ezért időről-időre olyan rendezvényeket tart, amelyeken a tűzoltókat képzik ki az akkumulátortüzek kezelésére.
A jelenlegi, hálózati energiatárolásra szolgáló lítiumion-akkumulátorcsomagoknál a tüzek megelőzéséhez folyadékhűtési rendszerekre van szükség. Mossburg szerint ez a követelmény bonyolultabbá teszi a rendszereket, sokkal több lehetséges meghibásodási pontot hoz létre, és csökkenti az egy négyzetméterre jutó tárolható energiamennyiséget. Az adatközpontoknál a nátriumakkumulátorok versenyelőnye különösen a helyhez kötött energiatárolási alkalmazásokban, például az adatközpontok dízelgenerátorokat kiváltó tartalék energiaellátásában és a földgázzal működő csúcserőműveket kiváltó hálózati energiatárolásban rejlik, részben azért, mert jóval kisebb hűtési igényük van.
Mossburg szerint a lítiumion-akkumulátorcsomagok hűtőrendszerei a hagyományos hálózati energiatároló akkumulátorok üzemeltetési költségeinek mintegy 90 százalékát teszik ki. A költség abból adódik, hogy a hűtőrendszereket folyamatosan működtetni és karbantartani kell, meg kell javítani őket, amikor meghibásodnak, emellett pedig úgy kell megtervezni az akkumulátortelepeket, hogy a károk korlátozottak maradjanak egy katasztrofális meghibásodás esetén is. Ezzel szemben a Peak Energy akkumulátorcsomagjai passzívan, a körülöttük áramló levegő segítségével hűthetők. Persze a nátriumion-akkumulátorok is képesek kigyulladni, de erre sokkal kisebb az esély - mondja Mossburg.
A Peak Energy nem hozta nyilvánosságra akkumulátorcsomagjainak kezdeti árát, ezért nehéz megmondani, hogyan viszonyulnak majd a Tesla Megapack rendszereihez, amelyek egységenként több mint 1 millió dollárba, vagyis kapacitástól függően kilowattóránként 200-300 dollárba is kerülhetnek. A GM-nél dolgozó Kelty szerint mindaddig, amíg az olyan vállalatok, mint az övé, fel nem futtatják a nátriumion-akkumulátorok hazai gyártását, a Kínában gyártott lítiumion-akkumulátorok olcsóbbak maradnak.
Az új konstrukciók előtt azonban komoly lehetőségek állnak. A Peak Energy burlingame-i létesítményétől nem messze, a San Franciscó-i öböl túloldalán, San Leandróban működő Inlyte Energy egy másfajta nátriumalapú akkumulátoron dolgozik. Az Inlyte négy fő összetevőt használ, amelyeket az akkumulátorokba kerülő vegyi anyagokká dolgoznak fel. Ezek az akkumulátorok vasporra, acélra, alumínium-oxidra és élelmiszeripari minőségű konyhasóra épülnek. Az eredmény Baclig Antonio, az alapító és vezérigazgató szerint olyan akkumulátorcellákból áll, amelyek egyáltalán nem tudnak kigyulladni. A hagyományos akkumulátorcsomagokban, amikor egy cella túlmelegszik és lángra kap, az a körülötte lévő valamennyi cella kigyulladását is előidézheti. Az Inlyte csomagjaiban azonban, amikor egy cella túlmelegszik, soha nem válik olyan forróvá, hogy veszélyeztesse a szomszédos cellákat.
Ez azt jelenti, hogy a cellák sokkal sűrűbben helyezhetők el, mint a konkurens technológiák esetében, és potenciálisan akkora négyzetméterre vetített energiasűrűséget biztosíthatnak, amely ugyanolyan jó vagy még jobb, mint a helyhez kötött energiatárolásra jelenleg használt lítiumion-akkumulátorrendszereké. Az Inlyte a jövő héten tervezi átadni első akkumulátorcsomagját a Southern Company számára, amely négy államban biztosít közműszolgáltatást. Az akkumulátort a vállalat alabamai Wilsonville-ben található energiatároló létesítményében helyezik üzembe.
A nátriumion-akkumulátorok minden előnyük ellenére egy területen továbbra sem tudják felülmúlni a lítiumion-akkumulátorokat, mégpedig az elkerülhetetlen fizikai korlátok miatt: az egy grammra jutó energiatárolási kapacitás tekintetében. Azokban a járművekben, ahol a tömeg számít, például az elektromos autókban, ez azt jelenti, hogy a jövő továbbra is elsősorban a lítiumion-akkumulátoroké. Ezzel új verseny kezdődhet Kínával. Kína uralja a mai vezető, lítiumion-kémián alapuló akkumulátortechnológiákhoz szükséges anyagok gyártását, annak ellenére, hogy magát a technológiát az Egyesült Államokban tökéletesítették.
Mukesh Chatter, az Alsym Energy vezérigazgatója szerint megfelelő amerikai és szövetséges kormányzati támogatás nélkül az Egyesült Államok ismét olyan helyzetben találhatja magát, hogy kifejlesztett egy új energiatechnológiát, majd Kína monopóliumot szerez annak gyártása felett. A Massachusetts állambeli startup, az Alsym Energy olyan alkatrészeket fejleszt, amelyek más vállalatok által gyártott nátriumion-akkumulátorokba kerülnek. A kínai akkumulátorgyártó óriások, a BYD és a CATL már bejelentették a nátriumion-akkumulátorok ipari méretű gyártására vonatkozó terveiket. Peking hosszú távú tervezési és beruházási képessége előnyt biztosít Kínának abban, hogy a feltörekvő technológiákat a prototípus szintjéről a globális piacok uralásához szükséges gyártási méretre fejlessze. "Nem azért maradunk le, mert mások innovatívabbak nálunk" - mondja Chatter. "De nagy kár lenne, ha azért maradnánk le, mert mások nagyobb léptékben tudnak termelni."