Priprave na ustanovitev baterijskega centra kot podpora lokalni industriji - EOL 148

Priprave na ustanovitev baterijskega centra kot podpora lokalni industriji - EOL 148

prof. dr. Robert Dominko

Podnebni dosje

Razvoj in naložbe

Elektrifikacija različnih sektorjev gospodarstva (transport, predelovalna industrija, robotika, medicina, spletne dejavnosti, …) je smiselna samo ob uporabi obnovljivih virov energije, katerih izvor ni konstanten. Potrebno je zagotoviti vmesno shranjevanje, kjer imajo sodobni akumulatorski sistemi izredno pomembno vlogo. Li-ionski akumulatorji, katerih glavni del proizvodnje je na Daljnem vzhodu, imajo v tem segmentu vse bolj pomembno vlogo. Dodatno je njihova velika dodana vrednost tudi na področju sodobnih tehnologij, kar daje veliko konkurenčno prednost državam proizvajalkam.

Foto: Northvolt
Foto: Northvolt
dr. Robert Dominko (Foto: Kemijski inštitut)
dr. Robert Dominko (Foto: Kemijski inštitut)

V današnjem turbulentnem času pandemije se postavlja vprašanje samooskrbe in kljub temu, da so države medsebojno gospodarsko odvisne, so v ospredju predvsem nacionalne potrebe.

Na osnovi teh spoznanj se je Evropa odločila, da bo postavila lastno industrijo, ki bo vključevala različne aktivnosti, od razvoja in inovacij, pridobivanja surovin, priprave komponent za sodobne akumulatorske sisteme, proizvodnjo akumulatorskih celic, paketov in modulov ter njihovo reciklažo. V ta namen je podpredsednik Evropske komisije Maroš Šefčovič, takrat pristojen za Energetsko unijo, oktobra 2017 ustanovil krovno organizacijo EBA (European Battery Alliance), pod katero sedaj nastaja Partnerstvo za sodobne akumulatorske sisteme (Battery partnership). Partnerstvo obsega različne segmente tehnološkega razvoja, od bazičnih raziskav, ki naj bi omogočile konkurenčno prednost evropske industrije, do aktivnosti na višjih TRL (Technological readiness level) in končne proizvodnje. Ena izmed iniciativ, regionalno partnerstvo za sodobne baterijske materiale (Advanced Materials for Batteries Partnership – AMBP; https://s3platform.jrc.ec.europa.eu/batteries), ki jo koordinira Slovenija skupaj še z dvema španskima regijama (Castilla y León in Andalusia), je povezovanje regij v okviru pametnih specializacij. Namen tega partnerstva je omogočiti most med raziskavami in razvojem ter industrijo, torej prenesti razvite rešitve iz laboratorijev, kjer se raziskave praviloma končajo na TRL4-5 do TRL nivoja 7-8.

Iniciativa, ki jo vodi Kemijski inštitut, je ustanovitev širšega centra za testiranje in pripravo prototipnih akumulatorjev v več regijah. Takšni centri že obstajajo v bolj razvitih regijah (Baden-Württemberg in Bavaria imata vsaj 4 delujoče večje centre, ravno tako številne francoske, švedske pokrajine), nam najbližji je na Dunaju. Zavezništvo, v katerega vstopajo poleg Slovenije tudi regije Lombardia, Andalusia, Emilia Romagna, Basque Country, Piemonte ter potencialno tudi pokrajine iz Finske, kaže na veliko potrebno po takšnih centrih v državah, ki želijo začeti s proizvodnjo akumulatorskih celic oziroma z njihovo uporabo v številnih novih produktih.

Naš glavni cilj je omogočiti centralizirano uporabo opreme in znanja industriji v regiji in bližnji okolici na področju akumulatorskih sistemov. Bolj podrobno lahko cilje opredelimo v naslednjih smereh:

• Podpora lokalni industriji pri raziskavah in razvoju (proizvodnja akumulatorskih celic, razvoj in testiranje novih materialov, novih sistemskih rešitev). Namen je omogočiti industriji povečanje dodane vrednosti za njihove produkte;

• Izobraževalni center za slovensko industrijo v povezavi z univerzami. Ta usmeritev je v skladu s smernicami na nivoju EU, kjer je potrebno zagotoviti čimveč izobraženega kadra na področju elektrokemijskega shranjevanja in pretvorbe energije;

• Nadaljevanje razvoja iz inštitutskih ter univerzitetnih laboratorijev;

• Podpora zagonskim podjetjem.

Namen: podpirati inovativne rešitve z dodajanjem novih zmogljivosti testiranja in preizkusa za rešitve, razvite v okviru različnih programov financiranja na nacionalni ravni / na ravni Evropskih projektov.

To je upravičeno iz več razlogov:

1. Z zagonom izdelave akumulatorskih celic v Evropi se povečujejo tudi potrebe po novih validacijskih / primerjalnih centrih. Ravno tako so z razvojem novih rešitev na področju elektrifikacije potrebni primerjalni testi, ki bodo omogočali pravilno umestitev akumulatorjev v nove izdelke.

2. Inovativne rešitve, ki so razvite v akademskih laboratorijih, je potrebno pravilno ovrednotiti, kar omogočajo centri za izdelavo prototipnih akumulatorjev.

3. Hitra validacija novih usmeritev na področju razvoja, ki jih je pred kratkim predstavila platforma ETIP (The European Technology and Innovation Platform) BatteRIes Europe in so v skladu s smernicami iniciative Battery 2030+.

Kljub temu, da v Sloveniji še ni postavljena proizvodnja sodobnih akumulatorskih sistemov, obstajajo širši interes in jasno izražene potrebe industrije na tem področju. V skladu s potrebami poteka mapiranje potrebne opreme, ki jo bodo na novo vzpostavljeni centri potrebovali. V naslednjem koraku bomo pregledali morebitna podvajanja in se na osnovi izraženih interesov odločili, ali je lahko del opreme v souporabi med različnimi regijami. Temu sledi faza implementacije in vzpostavitve delovanja centrov, ki bodo vključeni v evropske smernice. Omogočali bodo konkurenčno prednost poslovnih subjektov, ki bodo potrebovali njihove storitve.

Neizogibno je dejstvo, da kljub drugačni krizi, ki je trenutno prisotna, podnebna kriza še vedno obstaja in je potrebno uvajati spremembe, ki jo bodo omilile. Baterijski center predstavlja pomemben kamenček v mozaiku prihajajočih sprememb kot generator tehnoloških sprememb in s tem povezanih novih delovnih mest.

Litij-ionski akumulatorji bodo v naslednjem desetletju cenejši

Stroški litij-ionskih akumulatorjev se lahko v naslednjih dveh desetletjih hitro zmanjšajo predvsem zaradi množične proizvodnje, potrebne za zadovoljitev povpraševanja po pričakovanem velikem povečanju števila električnih vozil.

Litij-ionske akumulatorji so ključni sestavni del električnih vozil, kar bi lahko imelo veliko vlogo pri zmanjšanju emisij toplogrednih plinov iz cestnega prometa. Akumulatorji se uporabljajo tudi za shranjevanje električne energije, vključno z električno energijo, proizvedeno iz obnovljivih virov, kot sta sončna in vetrna energija, kadar po njej ni takojšnje potrebe.

Stroški surovin za baterije so narasli, a so se zaradi večje proizvodnje cene drastično znižale.

Nadaljnje znižanje cene za najmanj 50 % leta 2030 in do 75 % leta 2040 je izvedljivo, če se ohrani visoka rast povpraševanja. Zaradi učinkov prelivanja se pričakuje, da bodo tudi aplikacije za shranjevanje energije imele koristi od znatnega, čeprav nekoliko počasnejšega znižanja stroškov.

Kljub kratkoročnim napovedim je svetovna proizvodna zmogljivost dolgoročno izpostavljena negotovosti. Na prihodnje stroške litij-ionskih akumulatorjev neposredno vpliva ta negotovost, če so njihovi proizvodni stroški odvisni od ekonomije obsega in kumulativnih izkušenj proizvodnje, pridobljenih po vsem svetu.

Do leta 2040 bi se lahko število električnih vozil na cesti gibalo med 150 in 900 milijoni. Podobna rast se pričakuje na trgu stacionarnih akumulatorjev za shranjevanje energije. Na splošno bi bilo v najugodnejšem scenariju prodanih skoraj 4.000 TWh letno in v najmanj ugodnih 600 GWh v primerjavi z danes manj kot 80 GWh. Na teh lestvicah in ob upoštevanju pričakovanih izboljšav na področju materialov in komponent, standardizacije načrtovanja in optimizacije proizvodnih procesov bi se lahko stroški litij-ionskih akumulatorjev še močno znižali.

Naložbo sofinancirata Republika Slovenija in Evropska unija
iz evropskega sklada za regionalni razvoj. Sofinanciranje spletne strani je bilo pridobljeno preko Vavčerja za digitalni marketing.