LONDON (BLOOMBERG) – Grid elektrik dunia berderit di bawah tekanan harga bahan api fosil yang tidak menentu dan keperluan untuk menghentikan dunia daripada mencemarkan sumber tenaga.
Penyelesaian mungkin tersedia, terima kasih kepada bateri inovatif yang merupakan alternatif yang lebih murah kepada teknologi litium-ion.
SB Energy, firma tenaga boleh diperbaharui AS yang merupakan cabang kepada SoftBank Group Jepun, sedang membuat pembelian rekod bateri yang dikeluarkan oleh ESS. Syarikat Oregon mengatakan ia mempunyai teknologi baharu yang boleh menyimpan tenaga boleh diperbaharui lebih lama dan membantu mengatasi beberapa masalah kebolehpercayaan yang menyebabkan pemadaman di California dan harga tenaga yang tinggi di Eropah.
Unit-unit itu, yang bergantung pada sesuatu yang dipanggil “kimia aliran besi”, akan digunakan dalam projek solar skala utiliti yang tersebar di seluruh Amerika Syarikat, membolehkan loji kuasa tersebut membekalkan elektrik selama berjam-jam selepas matahari terbenam. SB Energy akan membeli bateri yang mencukupi dalam tempoh lima tahun akan datang untuk memberi kuasa kepada 50,000 rumah Amerika untuk sehari.
“Penyimpanan tenaga jangka panjang, seperti bateri aliran besi ini, adalah kunci untuk menambahkan lebih banyak tenaga boleh diperbaharui pada grid,” kata Encik Venkat Viswanathan, pakar bateri dan profesor kejuruteraan mekanikal di Carnegie Mellon University.
ESS telah diasaskan pada 2011 oleh Encik Craig Evans, kini presiden, dan Cik Julia Song, ketua pegawai teknologi. Mereka menyedari bahawa walaupun bateri litium-ion akan memainkan peranan penting dalam elektrifikasi pengangkutan, storan tenaga skala grid jangka masa yang lebih lama memerlukan bateri yang berbeza.
Ini kerana walaupun harga bateri litium-ion telah menurun sebanyak 90 peratus sepanjang dekad yang lalu, bahan-bahannya, yang kadangkala termasuk logam mahal seperti kobalt dan nikel, mengehadkan berapa banyak harga yang boleh jatuh.
Perjanjian untuk 2 gigawatt-jam bateri bernilai sekurang-kurangnya $300 juta, menurut ESS. Encik Rich Hossfeld, ketua pegawai eksekutif SB Energy, berkata kejeniusan unit tersebut terletak pada kesederhanaan mereka.
“Bateri itu diperbuat daripada garam besi dan air,” kata Encik Hossfeld. “Tidak seperti bateri litium-ion, bateri aliran besi benar-benar murah untuk dihasilkan.”
Setiap bateri mempunyai empat komponen: dua elektrod di antara zarah yang dicas akan mengocok semasa bateri dicas dan dinyahcas, elektrolit yang membolehkan zarah mengalir dengan lancar dan pemisah yang menghalang kedua-dua elektrod daripada membentuk litar pintas.
Bateri aliran, bagaimanapun, tidak kelihatan seperti bateri di dalam telefon pintar atau kereta elektrik. Ini kerana elektrolit perlu digerakkan secara fizikal menggunakan pam semasa bateri dicas atau dinyahcas. Itu menjadikan bateri ini besar, dengan produk utama ESS dijual di dalam bekas penghantaran.
Apa yang mereka ambil di angkasa, mereka boleh menampung kos. Bateri litium-ion untuk penyimpanan skala grid boleh menelan kos sebanyak AS$350 (S$475) setiap kilowatt-jam. Tetapi ESS berkata baterinya boleh berharga AS$200 setiap kWj atau kurang menjelang 2025.
Yang penting, menambah kapasiti storan untuk menampung gangguan yang lebih lama di loji solar atau angin mungkin tidak memerlukan pembelian bateri baharu sepenuhnya. Bateri aliran memerlukan hanya elektrolit tambahan, yang dalam kes ESS boleh menelan kos serendah AS$20 setiap kilowatt jam.
“Ini adalah masalah besar dan besar,” kata Encik Eric Toone, ketua sains di Breakthrough Energy Ventures, yang telah melabur dalam ESS. “Kami telah bercakap tentang bateri aliran selama-lamanya, dan kini ia sebenarnya berlaku.”
Pentadbiran Aeronautik dan Angkasa Lepas Kebangsaan AS membina bateri aliran seawal tahun 1980. Oleh kerana bateri ini menggunakan air, ia memberikan pilihan yang lebih selamat untuk aplikasi angkasa berbanding bateri litium-ion yang dibangunkan pada masa itu, yang terkenal kerana terbakar. Encik Hossfeld berkata dia telah mendapat permit untuk bateri ESS, walaupun di California yang mudah terbakar, yang tidak akan diberikan kepada versi lithium-ion.
Namun, terdapat masalah dengan bateri aliran besi. Semasa mengecas, bateri boleh menghasilkan sedikit hidrogen, yang merupakan simptom tindak balas yang, jika dibiarkan, memendekkan hayat bateri. Inovasi utama ESS, kata Song, ialah satu cara untuk mengekalkan sebarang hidrogen yang dihasilkan dalam sistem dan dengan itu memanjangkan hayatnya.
“Sebaik sahaja anda menutup gelung pada hidrogen, anda tiba-tiba menukar prototaip makmal menjadi pilihan bateri yang berdaya maju secara komersial,” kata Encik Viswanathan. Bateri aliran besi ESS boleh bertahan lebih daripada 20 tahun penggunaan harian tanpa kehilangan banyak prestasi, kata Encik Hossfeld.
Di kilang syarikat berhampiran Portland, robot kuning menutup kepingan plastik dengan bahan kimia dan melekatkannya bersama-sama untuk membentuk teras bateri. Di dalam bekas penghantaran, tong yang penuh dengan elektrolit menyuap ke dalam setiap elektrod melalui pam – membenarkan bateri melakukan tugasnya menyerap kuasa boleh diperbaharui apabila matahari bersinar dan melepaskannya apabila gelap.
Ia adalah langkah pertama yang menjanjikan. Bateri ESS ialah penyelesaian murah yang pada masa ini boleh menyediakan kira-kira 12 jam storan, tetapi utiliti akhirnya memerlukan bateri yang boleh bertahan lebih lama apabila lebih banyak tenaga boleh diperbaharui ditambahkan pada grid.
Awal bulan ini, sebagai contoh, kekurangan storan menyumbang kepada lonjakan rekod harga tenaga di seluruh Britain apabila kelajuan angin kekal rendah selama beberapa minggu. Syarikat baru seperti Form Energy Inccare juga menggunakan besi, bahan yang banyak dan murah, untuk membina bentuk bateri yang lebih baharu yang boleh mengalahkan ESS pada harga.
Setakat ini, ESS telah menggunakan secara komersil 8 megawatt-jam bateri aliran besi. Minggu lalu, selepas penilaian selama enam bulan, utiliti Sepanyol Enel Green Power menandatangani perjanjian tunggal untuk ESS untuk membina jumlah yang setara. Hossfeld dari SB Energy, yang juga duduk di ESS’board, berkata syarikat itu mungkin akan membeli lebih banyak kapasiti bateri daripada ESS dalam tempoh lima tahun akan datang.
Walaupun buku pesanannya penuh, ESS menghadapi jalan yang mencabar di hadapan. Membawa bateri baharu ke pasaran adalah amat sukar dan sektor ini dipenuhi dengan pemula yang gagal. Yang penting, teknologi litium-ion mendapat permulaan dan pelanggan lebih biasa dengan kebaikan dan keburukannya. ESS perlu membuktikan bahawa baterinya boleh memenuhi permintaan ketat pengendali loji janakuasa.
Perintah baharu itu sepatutnya membantu ESS kerana ia kelihatan akan diumumkan dalam masa beberapa minggu melalui syarikat pemerolehan tujuan khas pada penilaian AS$1.07 bilion. Penyenaraian itu akan menjaringkan syarikat itu AS$465 juta, yang ia merancang untuk digunakan untuk meningkatkan operasinya.
Kami telah mengalami beberapa masalah dengan log masuk pelanggan dan memohon maaf atas kesulitan yang berlaku. Sehingga kami menyelesaikan isu tersebut, pelanggan tidak perlu log masuk untuk mengakses artikel ST Digital. Tetapi log masuk masih diperlukan untuk PDF kami.