Batarya teknolojileri söz konusu olduğunda lityum-iyon piller hâlâ en çok tercih edilen çözüm olsa da maliyet ve sürdürülebilirlik gibi endişeler sebebiyle alternatif çözümler aranıyor. Bu alternatiflerin başında ise daha bol bulunan ve ucuz bir element olan sodyumu kullanan sodyum-iyon bataryalar geliyor. Bu teknoloji yıllardır laboratuvar ortamının ötesine geçememiş olsa da özellikle ABD ve Çin’de bazı şirketler kayda değer adımlar atmaya başladı. Bu şirketlerden biri olan Çinli Hithium, yeni nesil sodyum-iyon hücresi ve 4 MWh kapasiteli enerji depolama sistemiyle bu teknolojiyi büyük ölçekli kullanıma yaklaştırmayı hedefliyor. Hithium, mühendislik sürecini tamamladı
Hithium, sodyum-iyon teknolojisindeki ilk nesil ürünleriyle malzeme ve hücre üretiminden sistem entegrasyonuna kadar uzanan mühendislik sürecini tamamladığını açıkladı. Şirket bu süreçte güvenlik testlerinin yanı sıra üretim süreçlerini, termal yönetimi, batarya yönetim sistemini (BMS), üretim tutarlılığını ve tedarik zinciri koordinasyonunu da değerlendirdiğini ifade ediyor.
Şirketin ilk nesil Cell N162Ah sodyum-iyon hücresinde düşme, ezilme, harici kısa devre, aşırı şarj, aşırı deşarj ve termal kaçak gibi güvenlik testleri gerçekleştirildi. Hücrede kullanılan polianyon katot kimyasının yüksek termal kararlılık sunduğu belirtilirken; ayırıcı, elektrolit, basınç tahliye mekanizması ve gaz oluşumu gibi unsurların da güvenlik açısından optimize edildiği ifade ediliyor.
Hithium şimdi yeni nesil hücre ve sistem için daha kapsamlı bir doğrulama süreci yürütüyor. Bu süreçte hücre ve modül seviyesinin yanı sıra tüm sistemin gerçek çalışma koşullarındaki davranışı da incelenecek. Termal yayılım, gaz çıkışı ve basınç tahliyesi, yangın koruma sistemleriyle koordinasyon, termal yönetim ve taşıma güvenliği bu testlerin başlıca konuları arasında yer alacak.
LFP hâlâ daha avantajlı ama sodyum-iyon belli başlı projelerde fark yaratabilir
Sodyum-iyon bataryaların önemli avantajları bulunsa da LFP teknolojisinin bugün için ciddi bir üretim ve maliyet avantajı bulunuyor. LFP hücrelerinin üretiminde kullanılan tedarik zinciri büyük ölçüde olgunlaşmış durumda. Ayrıca LFP, sodyum-iyon teknolojisine kıyasla daha yüksek enerji yoğunluğu sunuyor. Bu nedenle özellikle geleneksel depolama projelerinde ilk yatırım maliyeti açısından LFP’nin avantajını koruması bekleniyor.
Ancak Hithium’ya göre yalnızca hücrenin satın alma fiyatına bakmak, büyük ölçekli bir enerji depolama projesinin gerçek maliyetini ortaya koymuyor. Örneğin 100 MW / 200 MWh kapasiteli bir sistemin sermaye harcaması yalnızca bataryalardan oluşmuyor. Güç dönüşüm sistemleri (PCS), orta gerilim ekipmanları, inşaat çalışmaları, şebeke bağlantısı, yangın güvenliği, kurulum ve devreye alma gibi çok sayıda kalem toplam maliyeti belirliyor. Bu nedenle sodyum-iyon ve LFP arasında yapılacak karşılaştırmada ilk yatırım maliyetinin yanında çevrim sıklığı, sistemin kullanım ömrü, verimlilik, kapasite kaybı, zaman içerisinde yapılacak kapasite artırımları, işletme maliyetleri ve hammadde fiyatlarındaki dalgalanmalar da hesaba katılmalı. Özellikle sık şarj-deşarj yapılan, uzun süre çalışması beklenen veya uzun vadeli maliyetlerin öngörülebilirliğinin önemli olduğu projelerde sodyum-iyonun avantaj sağlayabileceği düşünülüyor.
Sodyum-iyon bataryalar ne zaman LFP’ye rakip olabilir?
Burada LCOS (Levelized Cost of Storage – depolanan enerjinin seviyelendirilmiş maliyeti) önemli bir ölçüt olarak öne çıkıyor. LCOS, bir enerji depolama sisteminin ömrü boyunca yaptığı toplam maliyetin sistem tarafından sağlanan toplam enerji miktarına oranlanmasıyla, depolanan enerjinin gerçek maliyetini değerlendirmeye yardımcı oluyor. Sodyum-iyon teknolojisi daha uzun kullanım ömrü, daha düşük kapasite artırımı ihtiyacı ve daha öngörülebilir hammadde maliyetleri sağlayabilirse, başlangıçtaki maliyet dezavantajına rağmen bazı projelerde daha düşük LCOS sunabilir.
Ancak bunun gerçekleşmesi için yalnızca hücrenin teknik olarak çalışması yeterli değil. Sodyum-iyon teknolojisinin büyük ölçekli enerji depolama sektöründe yaygınlaşabilmesi için üretim kapasitesinin, hammadde tedarikinin, test süreçlerinin, sertifikasyonun, garanti modellerinin ve uzun vadeli servis hizmetlerinin de aynı anda gelişmesi gerekiyor.
Sodyum-iyon teknolojisinin önündeki en önemli engellerden biri de “bankability”, yani finans kuruluşları ve yatırımcılar açısından yeterince güvenilir ve finanse edilebilir bir teknoloji hâline gelmek. Büyük enerji depolama projeleri milyarlarca dolarlık yatırımlar gerektirebildiği için yatırımcıların yalnızca üreticinin teknik verilerine değil; bağımsız testlere, uzun dönemli çalışma verilerine, üretim tutarlılığına, garanti koşullarına ve uzun vadeli servis kapasitesine de bakması gerekiyor. Hithium, ilk nesil sodyum-iyon ürünlerinin bu açıdan bir teknik temel oluşturduğunu belirtiyor. Ayrıca yeni nesil ürün için de bağımsız değerlendirmelere, gerçek projelere, garanti şartlarına ve servis desteğine temel oluşturacak verilerin toplandığı vurgulanıyor.
Sodyum-iyon bataryaların yaygınlaşması için üretim kapasitesi ve gerçek dünya deneyiminin artması gerekiyor. Ancak bu sağlanabilirse sodyum-iyonun özellikle uzun ömürlü ve sık çevrim yapılan enerji depolama projelerinde kendisine daha büyük bir alan açması pekâlâ mümkün görünüyor.
