Υδρογόνο και ιόντα λιθίου: Το κλειδί της Ευρώπης για μια πράσινη ανάκαμψη

Η υπόσχεση του υδρογόνου ως πηγή ενέργειας του μέλλοντος έχει συζητηθεί εδώ και καιρό από κατασκευαστές, επαγγελματίες του κλίματος και πολιτικούς παράγοντες. Οι συζητήσεις αυτές εντάθηκαν μετά τη δέσμη μέτρων οικονομικής ανάκαμψης της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, η οποία εστιάζει στην εκκίνηση μιας καθαρής οικονομίας υδρογόνου στην Ευρώπη. Ο Νικόλαος Τσιουβάρας, διευθυντής Ε&Α της Systems Sunlight S.A., ελληνικής εταιρείας κατασκευής βιομηχανικών μπαταριών και μπαταριών προηγμένης τεχνολογίας για τη βιομηχανία αποθήκευσης ενέργειας, διερευνά την αποθήκευση στην Ευρώπη.

Σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία, η δέσμη μέτρων "Επόμενη γενιά της ΕΕ" αναγνωρίζει την ικανότητα του υδρογόνου να ενισχύσει τους μακροπρόθεσμους στόχους της Ευρωπαϊκής Ένωσης και τον ουσιαστικό ρόλο που μπορεί να διαδραματίσει στην επίτευξη κλιματικής ουδετερότητας.

Οικονομίες σε όλο τον κόσμο έχουν αρχίσει να ασχολούνται με το υδρογόνο. Πολλές κυβερνήσεις έχουν δημιουργήσει γενναιόδωρες επιδοτήσεις για την επιδίωξη του υδρογόνου ως τρόπου διαφοροποίησης των πηγών ενέργειάς τους.

Παρόλα αυτά, η τεχνολογία ιόντων λιθίου παραμένει η κυρίαρχη τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας για τον ευρύτερο βιομηχανικό τομέα και αναμένεται να κυριαρχήσει στις αγορές. Οι επενδύσεις από το Πράσινο Ερέθισμα της ΕΕ μέσω της πρωτοβουλίας IPCEI για την υποστήριξη καινοτομιών στην αλυσίδα αξίας των μπαταριών υπογραμμίζουν πόσο σημαντικές θα γίνουν οι τεχνολογίες ιόντων λιθίου. Το έργο υποστηρίζει την ανάπτυξη καινοτόμων και βιώσιμων τεχνολογιών για μπαταρίες ιόντων λιθίου (υγρού ηλεκτρολύτη και στερεάς κατάστασης) που διαρκούν περισσότερο, έχουν μικρότερους χρόνους φόρτισης, είναι ασφαλέστερες και φιλικότερες προς το περιβάλλον από τις διαθέσιμες σήμερα. Η καινοτομία θα στοχεύει επίσης συγκεκριμένα στη βελτίωση της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας σε όλα τα τμήματα της αλυσίδας αξίας των μπαταριών. Στοχεύει στη μείωση του αποτυπώματος CO2 και των αποβλήτων που παράγονται μαζί με τις διάφορες διαδικασίες παραγωγής, καθώς και στην ανάπτυξη φιλικής προς το περιβάλλον και βιώσιμης αποσυναρμολόγησης, ανακύκλωσης και διύλισης σύμφωνα με τις αρχές της κυκλικής οικονομίας.

Το λίθιο ηγείται των καινοτομιών

Η παγκόσμια αγορά μπαταριών ιόντων λιθίου γνώρισε μια περίοδο εκθετικής ανάπτυξης τα τελευταία χρόνια και η Data Bridge Market Research αναμένει ότι η αγορά EV ιόντων λιθίου θα συνεχίσει να αναπτύσσεται με ετήσιο ρυθμό 15,70% κατά την περίοδο πρόβλεψης 2020-2027. Η ανάπτυξη της αγοράς αποδίδεται στην αυξανόμενη ζήτηση για μπαταρίες ιόντων λιθίου σε διάφορες εφαρμογές (ηλεκτρικά οχήματα, ρομπότ για αποθήκες, e-marine & e-transports), οι οποίες παρέχουν χαμηλότερες απαιτήσεις συντήρησης, μακροζωία και αποτελούν πιο βιώσιμη λύση σε σύγκριση με τα καύσιμα.

Για τα μικρότερα οχήματα, ιδίως για τη βιομηχανία κινητήριας ενέργειας, οι τεχνολογικές εξελίξεις των ιόντων λιθίου σημαίνουν ότι οι προσπάθειες επισκευής και συντήρησης μειώνονται σημαντικά. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η συντήρηση δεν είναι καθόλου απαραίτητη, γεγονός που ισοδυναμεί με σημαντική μείωση του ετήσιου συνολικού κόστους ιδιοκτησίας σε σύγκριση με άλλες τεχνολογίες, παρέχοντας σημαντική εξοικονόμηση εργατικού κόστους για το προσωπικό συντήρησης. Μειώνουν επίσης σημαντικά τον χρόνο αδράνειας μέσω της ταχύτητας φόρτισης και των πλεονεκτημάτων που προκύπτουν από τη φόρτιση ευκαιρίας - η οποία επιτρέπει τη φόρτιση μιας μπαταρίας αρκετές φορές κατά τη διάρκεια ενός κύκλου εργασίας χωρίς καμία επίπτωση στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για κλάδους που βασίζονται στην αποδοτικότητα, όπως η εφοδιαστική.

Οι έξυπνες μπαταρίες ιόντων λιθίου, όπως η σειρά Li.ON force της System Sunlight που χρησιμοποιούνται σε περονοφόρα ανυψωτικά οχήματα και άλλες βιομηχανικές εφαρμογές, επιτρέπουν πλήρη φόρτιση σε λιγότερο από 90 λεπτά. Αυτό επιτρέπει τη λειτουργία σε τρεις βάρδιες, ενώ αποφεύγεται η ανάγκη αλλαγής της μπαταρίας στη μέση της εργάσιμης ημέρας - ένα τεράστιο πλεονέκτημα για τα βιομηχανικά μηχανήματα. Η τεχνολογία χρησιμοποιεί φωσφορικό λίθιο-σιδήρου, μια ασφαλέστερη μορφή λιθίου που μπορεί να διαρκέσει περίπου 4.500 κύκλους φόρτισης, ανάλογα με το προφίλ του χρήστη. Το πιο σημαντικό είναι ότι αυτή η παρατεταμένη διάρκεια ζωής ισοδυναμεί με σημαντική εξοικονόμηση χρημάτων στη συνέχεια και υψηλότερη απόδοση της επένδυσης παρά το αρχικό κόστος αγοράς.

Το μέλλον της τεχνολογίας μπαταριών

Ενώ το λίθιο είναι πιθανό να παραμείνει η κυρίαρχη τεχνολογία για τη βιομηχανία κινητήριας ενέργειας για τα επόμενα 20-30 χρόνια, το μέλλον του υδρογόνου παραμένει λαμπρό, ιδίως για τα βαρέα οχήματα. Η υψηλή ενεργειακή πυκνότητα του επιτρέπει να προσφέρει μεγαλύτερη εμβέλεια ενώ καταλαμβάνει μικρότερους όγκους. Για εφαρμογές βαρέως τύπου, όπως φορτηγά, φορτηγά, τρένα, πλοία και αεροσκάφη, οι κυψέλες καυσίμου που λειτουργούν με υδρογόνο παρουσιάζουν μια ενδιαφέρουσα ευκαιρία. Λόγω του υψηλού κόστους παραγωγής, δεν είναι επί του παρόντος μια οικονομικά βιώσιμη λύση, αλλά βλέπουμε ότι το κόστος μειώνεται κάθε χρόνο.

Κατά συνέπεια, οι παγκόσμιες δαπάνες για την έρευνα, την ανάπτυξη και την επίδειξη της ενέργειας υδρογόνου έχουν αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Το νέο κέντρο έρευνας και ανάπτυξης της System Sunlight θα επικεντρωθεί σε νέες τεχνολογίες, όπως το λίθιο στερεάς κατάστασης, αλλά η κύρια εστίασή του θα είναι στο υδρογόνο. Είμαστε πρόθυμοι να εξερευνήσουμε το υδρογόνο, αλλά μόνο για τις εξειδικευμένες εφαρμογές που είναι απαραίτητες για τη βιομηχανία ισχύος κινητήρων, όπου το λίθιο και το μολύβδου-οξέος παραμένουν η καλύτερη τεχνολογική λύση για τη μεγάλη πλειοψηφία των αναγκών των πελατών.