Masovna proizvodnja električnih automobila uvelike ovisi o proizvođačima litijsko--ionskih baterija, odnosno o cijeni njihove proizvodnje
Pitanje skladištenja fosilnih goriva uvijek je aktualno i izaziva prijepore ekoloških dušebrižnika i biznisa, a sada se razvija novo polje za polemiziranje. Gotovo svi važniji tehnološki igrači bave se razvojem skladištenja struje, odnosno baterija, kako bi pohranili podatke i energiju koja pokreće nove pokretne, rasvjetne, hibridne i električne uređaje, ali i vozila. U razvoju te tehnologije koja bi mogla promijeniti svjetske navike (ako nam to dopuste naftni lobiji) dobro je zapitati se mogu li hrvatski proizvođači imati važnu ulogu u stvaranju baterija nove ere. Naime, u nafti nemamo izgleda (ili nemamo pojma da imamo nafte), ali kažu kako imamo elektroenergetski potencijal, pa je to prilika.
Ako je netko i gajio nadu da bismo mogli postati barem regionalni faktor u skladištenju struje, odgovori naših sugovornika, bojimo se, ipak nas spuštaju na zemlju. A komu se najprije obratiti negoli onomu tko je možda u Hrvata najviše zainteresiran da ljudski rod izumi baterije velikoga kapaciteta. Zato smo i pokucali na vrata Rimac automobila, tvrtke u vlasništvu Mate Rimca, čovjeka koji je izumio svoj električni automobil. Rimca nije bilo, ali našu je radoznalost prepoznao njegov razvojni inženjer za baterijske sustave Damir Cindrić pa nam je i ponudio odgovore na pitanja. On kaže da su mogućnosti za razvoj baterija neograničene i da bismo za desetak godina, možda koju više, mogli jako napredovati. Pri tome mislimo na cjelokupni ljudski rod, a ne samo na Hrvate. Cindrić veli da će baterijske ćelije i baterijski paketi biti manji, lakši, imati veći kapacitet u odnosu na obujam ili masu, ovisno o industriji koja ih proizvodi, te da možemo očekivati da će taj omjer biti sve bolji. Naime, objašnjava, baterijski se paketi proizvode prema zahtjevima projekta i njima se može opskrbljivati što god želite.
Drugi smjer
Gotovo svi važniji tehnološki igrači bave se razvojem baterija koje bi uskladištile podatke i energiju koja pokreće nove pokretne, rasvjetne, hibridne i električne uređaje te vozila. Zato pitamo Cindrića mogu li hrvatski proizvođači imati važnu ulogu u stvaranju baterija nove ere.
– Trenutačno radimo na baterijskom paketu za jedan projekt koji će imati najbolji omjer između snage i mase na tržištu. O detaljima, nažalost, ne možemo govoriti, ali da, možemo konkurirati svjetskim proizvođačima u stvaranju baterija nove ere – tvrdi.
Hvalevrijedan je njegov optimizam i, na kraju krajeva, zašto ne bismo pokušali proizvoditi takvo što? Znanja, pretpostavljamo, imamo, no u pitanju je onaj drugi, također važan faktor – novac. Zato dr. sc. Javor Škare, pomoćnik direktora za tehničke poslove u Končaru Elektronici i informatici, predlaže drukčiji smjer hrvatskih proizvođača. Riječ je o složenu procesu koji, kaže, uključuje kontinuiran i dugotrajan razvoj novih vrsta elektrokemijskih izvora električne energije.
– Klasične vrste akumulatorskih baterija, npr. olovne, nikal-kadmijeve, nisu najpogodnije za primjenu u tim aplikacijama. Zbog toga mislim da bi se hrvatski proizvođači mogli baviti proizvodnjom usmjerivača i kompleksnih pogona, a baterije bi trebalo kupovati od uglednih i pouzdanih proizvođača koristeći se najpogodnijim tehnologijama – kaže Škare.
Za sada je riječ o pogonima snage od jednoga do 50 megavata s mogućnošću pohrane od pet do 250 megavatsati električne energije, a služe za regulaciju frekvencije, stabilizaciju napona, regulaciju jalove snage i napona, uravnoteženje dijagrama opterećenja, ‘peglanje’ vršnog opterećenja te za sigurnosno napajanje velikih industrijskih pogona.
Veliki pogoni
Uporaba velikih baterijskih pogona za pohranu električne energije u svijetu neprekidno raste. Škare veli kako je posebno zanimljiva njihova primjena kao potpora radu vjetroelektrana i fotonaponskih elektrana, a zanimljivo je i to da energija pohranjena za vrijeme snižene potrošnje, objašnjava, služi za stabiliziranje isporuke električne energije. Tako se može potpuno uskladiti s dnevnom prognozom vremena.
– Poticaj povećanju uporabe velikih baterijskih pogona dao je i razvoj tehnologije u posljednjih dvadeset godina. Na današnjoj su razini tehnološkog razvoja baterije koje imaju najbolja obilježja za primjenu u velikim baterijskim pogonima u natrij-sulfidne i vanadij-redoks baterije. Natrij-sulfidne do danas su ugrađene na više stotina lokacija diljem svijeta, a instalirana snaga svih pogona veća je od 400 megavata. Godišnja proizvodnja te vrste baterija stalno raste i trenutačno je na razini od 150 megavata. Vanadij-redoks baterija još nije ugrađeno u toliko pogona, ali rezultati postignuti nakon njihove ugradnje u nekoliko baterijskih pogona pokazali su da se na njih s pravom može računati, posebno u potpori radu obnovljivih izvora – kaže Škare.
Što pak znanost kaže o tome? Naravno, mnogo toga jer bez nje se razvoj baterija nove ere ne može ni zamisliti. Skoknuli smo do zagrebačkoga Fakulteta elektrotehnike i računarstva da bismo porazgovarali s prof. dr. sc. Davorom Grgićem koji se bavi energetikom. On nas je pak usmjerio na kolegu dr. sc. Hrvoja Pandžića koji se, među ostalim, bavi skladištenjem energije, čega su baterije dio. U razgovoru nam je rekao da je obzirom na prirodu novih tehnologija i naše sadašnje stanje vrlo malo vjerojatno da bismo mogli aktivno sudjelovati u razvoju nove generacije baterija, što je, vidjeli smo, i Škarino stajalište. Napomenuo je da se moraju malo šire gledati prilike u energetici da bismo shvatili o čemu je riječ.
Regulator sustava
– Skladištenje energije i baterije kao dio toga sada su uglavnom povezani s osiguravanjem bilance proizvodnje i potrošnje električne energije u elektroenergetskom sustavu i sve više sa skladištenjem energije proizvedene u obnovljivim izvorima, čija je proizvedena snaga izrazito vremensko ovisna. Drugi aspekt, ne nužno odvojen od prvoga, jest prelazak na električne automobile – kaže profesor Grgić.Zamolili smo dr. sc. Hrvoja Pandžića, docenta na FER-u, da nam što jednostavnije objasni upotrebu tih baterija. Zanimala nas je primjena u vjetroelektranama i fotonaponskim elektranama te usklađivanje potrošnje u skladu s vremenskom prognozom, što je naveo Škare. Pandžić polazi od toga da je vrlo važno znati da je nužna konstantna jednakost proizvodnje i potrošnje električne energije. Operator sustava na temelju iskustva i vremenske prognoze vrlo dobro zna kako će se potrošnja mijenjati tijekom dana.
– Međutim, kad s proizvodne strane imamo neupravljive obnovljive izvore električne energije, poput vjetra i sunca, mogućnosti manevriranja manje su jer je manje upravljivih elektrana u pogonu koje treba balansirati, kao i potrošnju, ali i neupravljive izvore. Stoga se od konvencionalnih, odnosno upravljivih generatora, poput plinskih, većih hidroagregata te termoagregata, zahtijeva mnogo više, od njih se očekuje da budu fleksibilniji nego prije. Nadalje, problem je što se brzina vjetra, a tako i proizvodnja vjetroelektrana, relativno brzo i oštro mijenja, pa nam se čini privlačnom ideja da imamo spremnike energije koji bi se punili kad bismo proizvodili mnogo u vjetroelektranama i/ili bilježili naglo povećanje, a praznili se u obrnutom slučaju. Vrlo su dobra opcija reverzibilne hidroelektrane, poput RHE-a Velebit, no one su ograničene geografskim lokacijama, stoga se javlja ideja da se u elektroenergetski sustav integriraju goleme baterije velike snage kako bi se regulirao sustav u kojem ima mnogo vjetroelektrana – objašnjava Pandžić.
Baterijski spremnici
Takve baterije snage od 70 megavatsati već su instalirane u Italiji, a i FER ima sličan projekt s Hrvatskim operaterom prijenosnoga sustava. Kaže da za nas vjerojatno najzanimljivija masovna proizvodnja električnih automobila uvelike ovisi o proizvođačima litijsko-ionskih baterija, odnosno o cijeni proizvodnje tih baterija.
– Da bi cijena bila što niža, ide se u masovnu proizvodnju, što je osnovni razlog postojanja Tesline megatvornice litijsko-ionskih baterija. Naime, iako ima još stvari koje su pod znakom upitnika, nakon njezina puštanja u pogon svjetska proizvodnja litijsko-ionskih baterija udvostručit će se. Tvornice se grade i u Kini, doduše, malo manje. Sve u svemu, hrvatski proizvođači ne mogu konkurirati svjetskim proizvođačima jer ne mogu povećati proizvodnju i istodobno smanjiti troškove, ali i zbog pristupa proizvođačima električnih vozila – kaže Pandžić.
U njima su gustoća energije i rok trajanja zadovoljavajući i iznimno su popularne u potrošačkoj elektronici i električnim automobilima. Za desetak godina, kaže Pandžić, može se očekivati malo veći udio električnih vozila iako će standardna i dalje suvereno vladati. Ipak, kako se izrazio, električna vozila neće biti ‘egzotična’, zato će biti i više proizvođača jer će ih i manje tvrtke moći konstruirati relativno jednostavno.
– U elektroenergetskom sustavu zbog političkih i ekoloških pritisaka na daljnju integraciju obnovljivih izvora svakako možemo očekivati pojavu baterijskih spremnika. U Hrvatskoj nemamo većih zagušenja u prijenosnoj mreži, ali mogu se očekivati baterijski spremnici na razini distribucijske mreže. Međutim, valja istaknuti da pitanje vlasništva takvih baterijskih spremnika u elektroenergetskoj mreži u tržišnom okružju kakvo imamo u Hrvatskoj još nije pravno riješeno, zato će se morati izraditi pravilnici i ti spremnici staviti u neki kontekst – zaključuje Pandžić.