Come viene dominata l'industria elettrochimica ESS dominata da batterie agli ioni di litio?
Le batterie agli ioni di litio domineranno il mercato cinese degli ESS elettrochimici 90% entro la fine di 2022, superando le altre batterie secondarie con un margine significativo. Per spiegare le batterie agli ioni di litio’ dominanza, le prestazioni e la commercializzazione di tre delle batterie ESS più utilizzate: il flusso, Pb-acido, e agli ioni di litio vengono confrontati nei paragrafi seguenti.
Prestazioni della batteria
Le batterie agli ioni di litio superano le batterie a flusso e le batterie Pb-acido in termini di tensione di funzionamento, densità di energia, ed efficienza energetica, come tabella 1 illustra. Inoltre, offrono una gamma più ampia di scenari applicativi per lo stoccaggio dell'energia e una durata di vita più lunga. Ad esempio, le batterie a flusso occupano troppo spazio quando si sviluppano sistemi di accumulo di energia (Ess) con capacità maggiori, mentre le batterie Pb-acido’ la scarsa densità energetica li rende meno adatti agli ESS di tipo energetico, che gestisce l'alta tensione in un breve lasso di tempo.Batterie agli ioni di litio sono quindi una scelta superiore per l’accumulo di energia.
Inoltre, la maggior parte delle integrazioni ESS coinvolgono strutture che generano energia rinnovabile. Tuttavia, L'obiettivo iniziale di promuovere le fonti energetiche rinnovabili è contraddetto dal fatto che contengono piombo, un elemento pesante presente nelle batterie all'acido Pb, possono essere dannosi sia per l’ambiente che per la salute umana se non gestiti in modo appropriato. Le batterie al piombo-acido erano meno comuni anche se erano meno costose a causa del loro tasso di autoscarica più elevato, scarsa efficienza di carica/scarica, e durata di vita più breve. Al contrario, le batterie a flusso non sono comunemente utilizzate negli ESS come le batterie LFP.
Quantità di commercializzazione
Non appena saranno disponibili le batterie agli ioni di litio, produttori in Europa, Corea del Sud, Giappone, gli Stati Uniti, e la Cina ha visto che c’era un mercato per loro e si è affrettata a ottenere i brevetti. Di conseguenza, c'è stato un picco nella quantità di domande di brevetto 2006. Ciò nonostante, la maggior parte dei produttori sceglie di investire in Cina a causa delle condizioni economiche sfavorevoli della Corea del Sud e del Giappone, così come la domanda di mercato limitata e le leggi sul copyright negli Stati Uniti e in Europa. La Cina ha rinunciato alle royalties sui brevetti sulle batterie agli ioni di litio prodotte e vendute localmente 2011, che ha notevolmente accelerato lo sviluppo del mercato delle batterie agli ioni di litio in Cina. Con diversi produttori che utilizzano i loro prodotti nei veicoli elettrici, la nazione deteneva la metà del mercato mondiale delle batterie agli ioni di litio di consumo 2015. I materiali catodici e le batterie LFP cinesi rappresentavano quasi tutta la quota di mercato globale 2022. Il vantaggio competitivo della Cina nel settore è rafforzato dalle riduzioni annuali dei costi di produzione determinate dalla produzione di massa e dai continui sviluppi tecnologici.
Nonostante abbiano una durata di vita più lunga e più cicli di carica/scarica, le batterie a flusso sono ancora nelle prime fasi di ricerca tecnologica e commercializzazione. Di conseguenza, rispetto alle altre due batterie, il costo di investimento iniziale dell’ESS basato sulla batteria a flusso è più elevato. La batteria a flusso redox al vanadio è attualmente la più utilizzata. Tuttavia, a causa dell’alto costo del vanadio e delle lacune nella catena industriale, il suo investimento iniziale è 1.5 volte superiore a quella di una batteria agli ioni di litio. Per aumentare l’applicabilità della batteria a flusso, numerose imprese straniere stanno attualmente finanziando, in via di sviluppo, e l’ampliamento della catena industriale delle batterie a flusso. D'altra parte, rispetto alle batterie agli ioni di litio, la catena aziendale delle batterie a flusso ha una struttura più ampia e complessa. Per tutte le aree, compresi gli elettroliti, Distinta base, e materie prime a monte, il passaggio a uno nuovo potrebbe richiedere anni. Batterie a flusso’ caratteristiche distinte e prestazioni superiori delle batterie garantiranno la loro posizione nel settore dello stoccaggio dell’energia una volta che i produttori avranno stabilito la catena industriale.
Le batterie agli ioni di litio hanno raggiunto la maturità contemporaneamente allo stoccaggio dell’energia, rendendole la batteria più popolare nei sistemi di accumulo di energia (Ess). Al contrario, la batteria a flusso viene commercializzata successivamente e deve ancora affrontare gli ostacoli derivanti dai costi elevati e dalla vasta area di installazione, il che porta a minori usi nell’ESS.
La popolarità delle batterie agli ioni di litio durerà??
A causa della sua commercializzazione anticipata, vantaggi prestazionali, e produzione di massa, batterie agli ioni di litio continuerà ad essere il prodotto standard per i prossimi anni ad un costo inferiore. Tuttavia, IL 2022 L’impennata dei prezzi del sale di litio ha spinto alla commercializzazione di altre batterie potenzialmente utili. Il mercato punta a durate di stoccaggio dell’energia più lunghe rispetto alle due o quattro ore della media attuale. Norme più severe che richiedono la costruzione di sistemi di accumulo di energia di lunga durata (Ess) aumenterà la domanda e accelererà la crescita di una rete di fornitura di batterie a flusso più sviluppata. Le batterie non agli ioni di litio sono ancora nelle prime fasi di ricerca e sviluppo e non sono ancora disponibili in commercio. Dato il recente calo dei prezzi del sale di litio, riteniamo che le batterie agli ioni di litio continueranno a essere la tecnologia standard del settore nel mercato ESS nel prossimo futuro.
Come per le batterie LFP e NCA/NCM, ognuno di essi ha i suoi vantaggi e non sono del tutto in concorrenza. La batteria LFP è a basso costo, sicuro, prezzo competitivo, ed è utilizzato principalmente nel peak shaving. Ci aspettiamo che l'ESS basato sulla batteria NCA/NCM raggiunga un LCOS inferiore rispetto a quello basato sulla batteria LFP, a condizione che le batterie NCA/NCM facciano progressi tecnologici in futuro. Tuttavia, a causa delle loro diverse caratteristiche, l'applicazione dei due sarà solo più divergente in futuro.
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