Chiny odpowiadają dziś za zdecydowaną większość światowego przetwórstwa litu i produkcji ogniw wykorzystywanych w magazynach energii. Firmy powiązane z tym krajem kontrolują też znaczną część rafinacji innych metali potrzebnych do produkcji akumulatorów, a ceny surowców potrafią w krótkim czasie mocno się wahać w zależności od decyzji politycznych czy ograniczeń eksportowych. Dla europejskiego przemysłu oznacza to realne ryzyko operacyjne, ponieważ dostępność i cena podstawowego komponentu infrastruktury energetycznej zależy w dużej mierze od jednego dostawcy.

Poszukiwanie alternatyw

W Europie i na innych rynkach coraz częściej mówi się o potrzebie dywersyfikacji technologii magazynowania energii, aby nie opierać całej transformacji energetycznej na jednym łańcuchu dostaw. Nie chodzi przy tym o rezygnację z litu, który jeszcze przez wiele lat pozostanie podstawą rynku, ale o rozwijanie rozwiązań opartych na surowcach szerzej dostępnych, w tym takich, które można pozyskiwać bliżej miejsca ich wykorzystania. To właśnie w tym kontekście coraz częściej wymienia się technologie sodowo-jonowe i cynkowo-jonowe.

Sód jako pierwszy poważny konkurent

Sód jest pierwiastkiem znacznie bardziej rozpowszechnionym niż lit i występuje praktycznie na każdym kontynencie, co czyni go naturalnym kandydatem do roli surowca strategicznego. Baterie sodowo-jonowe działają na podobnej zasadzie co litowo-jonowe, z tą różnicą, że nośnikiem ładunku są jony sodu zamiast litu. Ich gęstość energii jest zwykle nieco niższa, ale zyskują na bezpieczeństwie, odporności na niskie temperatury i potencjalnie niższych kosztach produkcji.

To rozwiązanie przeszło w ostatnich latach z fazy laboratoryjnej do wdrożeń na skalę przemysłową. Chiński koncern CATL zaprezentował system TENER Sodium o pojemności ponad 30 megawatogodzin, oparty na w pełni modułowej architekturze, dzięki której instalację o pojemności jednego gigawatogodziny można zbudować z kilkudziesięciu jednostek. Firma deklaruje, że do końca 2026 roku skumulowane dostawy tego rozwiązania mają sięgnąć jednej gigawatogodziny, a globalna ekspansja ruszy w kolejnym roku. Co istotne, nowe systemy sodowe są projektowane jako kompatybilne z istniejącą infrastrukturą litowo-jonową, co pozwala inwestorom elastycznie łączyć obie technologie i dobierać je do bieżącej sytuacji rynkowej.

Zwolennicy sodu podkreślają, że jego rola nie polega na całkowitym zastąpieniu litu, lecz na uzupełnieniu rynku o drugi, niezależny filar. Taki układ zmniejsza presję na jeden łańcuch dostaw i daje większe pole manewru przy wyborze technologii odpowiedniej do konkretnego zastosowania.

Cynk jako surowiec dostępny na miejscu

Drugą technologią, o której mówi się coraz głośniej w kontekście stacjonarnego magazynowania energii, są baterie cynkowo-jonowe. Cynk jest metalem powszechnie wydobywanym również w Europie, co odróżnia go od litu czy kobaltu, których źródła są mocno skoncentrowane geograficznie. Ogniwa cynkowo-jonowe wykorzystują wodny elektrolit, dzięki czemu są niepalne i nietoksyczne, a ich produkcja nie wymaga tak restrykcyjnych warunków środowiskowych, jak w przypadku litu, który gwałtownie reaguje z wodą.

Kanadyjska firma Salient Energy oraz szwedzki producent Enerpoly należą do liderów rozwoju tej technologii. Enerpoly deklaruje, że jego baterie cynkowo-jonowe zapewniają zdolność magazynowania energii przez okres od dwóch do dziesięciu godzin, co czyni je odpowiednimi zarówno do stabilizacji dostaw w dłuższym horyzoncie, jak i do pokrywania szczytowego zapotrzebowania. Szwedzka spółka planuje uruchomienie własnej fabryki, która ma docelowo zwiększyć zdolności produkcyjne z obecnych stu kilowatogodzin rocznie do stu megawatogodzin.

Istotnym argumentem przemawiającym za rozwojem tej technologii w Europie jest fakt, że linie produkcyjne baterii cynkowo-jonowych mogą w dużej mierze wykorzystywać istniejącą infrastrukturę przeznaczoną do produkcji ogniw litowo-jonowych. Oznacza to, że rozwój produkcji nie musi wymagać budowy zupełnie nowych fabryk od podstaw, co skraca czas potrzebny na skalowanie tej technologii i zwiększanie jej udziału w rynku.

Warto jednak pamiętać, że baterie cynkowo-jonowe wciąż znajdują się na wcześniejszym etapie dojrzałości komercyjnej niż lit czy nawet sód. Ich gęstość energetyczna bywa niższa, a doświadczenie eksploatacyjne w dużych, przemysłowych instalacjach jest wciąż ograniczone. To technologia obiecująca, ale jej masowe wdrożenie w skali porównywalnej z litem to raczej perspektywa kolejnych lat niż najbliższych miesięcy.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Zarządzanie przedsiębiorstwem

Ryzyka klimatyczne a bezpieczeństwo energetyczne firm

Firmy jeszcze kilka lat temu traktowały kwestie klimatyczne jako element polityki ESG lub wizerunkowej narracji, a dziś muszą zmierzyć się z nimi jako z realnym ryzykiem operacyjnym. W centrum tej zmiany stoi zapewnienie ciągłości dostaw energii i zarządzanie rosnącym zapotrzebowaniem na chłodzenie.

Magazynowanie

System kompletacji zamówień w oparciu o metodę goods-to-person

Coraz więcej firm sięga po rozwiązania, w których to towar wędruje do człowieka, a nie odwrotnie. Ta filozofia, znana jako goods-to-person, zmienia sposób organizacji pracy w magazynach i centrach dystrybucji.

Pozostałe kierunki dywersyfikacji

Poza sodem i cynkiem rynek magazynowania energii rozwija się też w kilku innych kierunkach, które mają mniejszy związek z chemią litowo-jonową, ale również odpowiadają na potrzebę dywersyfikacji technologicznej.

Baterie przepływowe, w tym najbardziej rozpowszechnione ogniwa wanadowe, przechowują energię w płynnych elektrolitach umieszczonych w zewnętrznych zbiornikach. Taka konstrukcja pozwala niezależnie dobierać moc i pojemność instalacji, a same baterie są niepalne i mogą pracować przez dwadzieścia tysięcy cykli ładowania bez znaczącej utraty wydajności. Ich główną wadą pozostają duże gabaryty i wysoki koszt początkowy, dlatego sprawdzają się przede wszystkim tam, gdzie liczy się długoterminowe magazynowanie energii, a nie kompaktowa konstrukcja.

Osobną grupę stanowią magazyny mechaniczne, takie jak systemy z kołem zamachowym, które przechowują energię w postaci kinetycznej i charakteryzują się bardzo szybkim czasem reakcji. Sprawdzają się głównie w stabilizacji sieci i zasilaniu awaryjnym, ale ze względu na szybkie rozładowywanie nie nadają się do długoterminowego magazynowania.

Rośnie też znaczenie magazynów energii cieplnej, wykorzystujących materiały zmiennofazowe lub stopione sole do przechowywania ciepła lub chłodu. Tego typu instalacje znajdują zastosowanie w przemyśle wykorzystującym duże ilości energii cieplnej w procesach produkcyjnych, a także w elektrowniach słonecznych, gdzie umożliwiają wytwarzanie prądu jeszcze długo po zachodzie słońca.

Wodór stanowi z kolei odrębną kategorię, ponieważ pozwala magazynować energię w formie chemicznej na znacznie dłuższy okres niż typowe baterie. Wyprodukowany w procesie elektrolizy z nadwyżek energii odnawialnej może być później wykorzystany w ogniwach paliwowych do wytwarzania prądu w okresach zwiększonego zapotrzebowania. Ta technologia wciąż rozwija się wolniej niż baterie elektrochemiczne, ale w dłuższej perspektywie może odegrać istotną rolę w sezonowym bilansowaniu systemu energetycznego.

Co to oznacza dla przemysłu

Dla firm przemysłowych rozwój alternatywnych technologii magazynowania energii oznacza przede wszystkim szerszy wybór i mniejsze ryzyko uzależnienia od jednego dostawcy czy jednej chemii akumulatorowej. Sód wydaje się dziś najbardziej dojrzałą alternatywą dla litu, gotową do wdrożeń na dużą skalę. Cynk pozostaje technologią obiecującą, wspieraną przez dostępność surowca na kontynencie europejskim, choć jej pełne urynkowienie zajmie jeszcze kilka lat. Baterie przepływowe, magazyny cieplne i wodór odpowiadają z kolei na zupełnie inne potrzeby, związane z długoterminowym i sezonowym bilansowaniem energii, a nie z bezpośrednią konkurencją wobec litu.

Najbardziej prawdopodobny scenariusz na najbliższe lata nie zakłada więc jednej dominującej technologii, lecz raczej kilka rozwiązań dobieranych do konkretnego zastosowania, budżetu i profilu zapotrzebowania na energię. Dla firm planujących inwestycje w magazyny energii oznacza to konieczność analizowania nie tylko parametrów technicznych poszczególnych technologii, ale też ich dostępności, stabilności łańcucha dostaw i perspektyw rozwoju produkcji w Europie. W czasach rosnącej niepewności geopolitycznej ta ostatnia kwestia zyskuje na znaczeniu równie mocno, jak sama wydajność baterii.