Тепловые аккумуляторы — альтернатива литий-ионным накопителям

Аккумулятор FIAMM 12 FGHL 34

Джейки Кумар, соучредитель и генеральный директор Voltanova — высокотехнологичной компании, созданной Фондом науки, инноваций и развития (FSID) при Индийском институте науки (IISc), — рассказывает журналу PV о системе тепловых аккумуляторов компании и о том, чем она отличается от систем хранения энергии на основе лития.

 Какую роль могут играть системы хранения тепловой энергии в решении проблемы нестабильности возобновляемых источников энергии? Чем эти системы отличаются от аккумуляторных и гидроаккумулирующих систем?

Системы аккумулирования тепловой энергии помогают решить проблему нестабильности возобновляемых источников энергии, накапливая избыточную энергию в виде тепла и отдавая ее по мере необходимости. Это обеспечивает долгосрочное и экономичное аккумулирование энергии, позволяющее получать экологически чистую энергию в режиме 24/7. Это особенно важно для промышленных секторов, где непрерывный спрос на высокотемпературную энергию не может быть удовлетворен за счет нестабильных возобновляемых источников или обычных аккумуляторов.

Системы хранения тепловой энергии не только стабилизируют энергоснабжение, но и снижают зависимость от уязвимых глобальных цепочек поставок, поскольку их можно построить из доступных местных материалов — в отличие от литий-ионных аккумуляторов, для которых требуются редкие импортные минералы.

⁠Учитывая текущие проблемы с цепочками поставок литиевых аккумуляторов, считаете ли вы, что система тепловых аккумуляторов может быть реализована с использованием 100 % отечественных комплектующих?

Система тепловых аккумуляторов Voltanova — это вполне реальная альтернатива литий-ионным аккумуляторам, которая может на 100 % производиться в стране. В отличие от литиевых аккумуляторов, которые зависят от импорта критически важных минералов, Voltanova использует материалы, которые в изобилии доступны и производятся в Индии. Это делает систему надёжным и масштабируемым решением, которое особенно хорошо подходит для промышленного хранения энергии и резервного питания сетей.

Ключевыми преимуществами являются удешевление хранения энергии в пять раз по сравнению с литиевыми аккумуляторами, 100-процентное использование местных ресурсов и материалов, что соответствует целям «Делай в Индии» и «Атманирбхар Бхарат» [самодостаточная Индия], упрощение производства за счёт использования существующих промышленных возможностей, высокая масштабируемость и модульная конструкция, отсутствие рисков, связанных с глобальной цепочкой поставок аккумуляторов, а также более длительный срок службы и меньшая деградация по сравнению с литиевыми аккумуляторами.

⁠С какими трудностями вы столкнулись при создании этих систем и как вы их преодолели?

Создание высокотемпературной системы хранения тепловой энергии сопряжено с решением сложных задач в области материаловедения, проектирования изделий, повышения тепловой эффективности и системной интеграции. К ним относятся работа с экстремально высокими температурами (2000 °C), минимизация теплопотерь в течение длительного времени, обеспечение длительного срока службы и безопасности, а также достижение целевых показателей стоимости, которые превосходят показатели ископаемого топлива.

В компании Voltanova мы решили эти проблемы с помощью фундаментального подхода, глубоких исследований и разработок, а также быстрого создания прототипов. Мы разработали систему, которая не только эффективна и доступна по цене, но и является модульной, может быть адаптирована к существующей промышленной инфраструктуре и развернута за несколько недель, что упрощает внедрение для клиентов. Система предназначена для тяжелой промышленности и может быть масштабирована до уровня энергосистемы.

В частности, мы преодолели следующие ключевые трудности:

Экстремальные температуры: разработаны собственные изоляционные и конструктивные системы для эффективного сохранения тепла при температуре ~2000 °C.

Выбор материалов: использованы высокоэффективные материалы местного производства, обеспечивающие долговременную термостойкость.

Накопитель энергии длительного хранения: разработан для минимизации теплопотерь и обеспечения высокой эффективности в течение нескольких недель.

Целевые показатели стоимости: модульная конструкция и локализация цепочки поставок позволяют снизить стоимость литиевых батарей в пять раз.

Возможность модернизации: система спроектирована таким образом, чтобы интегрироваться в существующую инфраструктуру пара, горячего воздуха или электроэнергии, что снижает затраты на переход для промышленных предприятий.

Управление на основе искусственного интеллекта: интегрированные интеллектуальные системы управления для оптимизации распределения энергии при использовании тепла и электроэнергии.

Что для вас является первоочередной задачей—совершенствование технологий, налаживание партнерских отношений или расширение производства?

Наши первоочередные задачи связаны с созданием и тестированием нашего продукта промышленного масштаба в реальных условиях, учетом отзывов клиентов и совершенствованием основной технологии. Мы быстро приближаемся к полной готовности продукта и выполнению первых заказов клиентов. Наша цель — сделать систему хранения тепловой энергии Voltanova не только технически совершенной, но и коммерчески жизнеспособной и масштабируемой для различных промышленных применений.

⁠Каким вы видите присутствие Voltanova на рынке и технологическое развитие компании в ближайшие три года?

В течение следующих трёх лет компания Voltanova намерена помочь промышленным предприятиям сократить выбросы CO₂ на миллионы тонн за счёт отказа от ископаемого топлива. В соответствии с целями Индии по достижению нулевого уровня выбросов и обеспечению энергетической безопасности компания разрабатывает решение, которое позволит предприятиям работать стабильно, снизит нагрузку на электросети и сделает чистую энергию более доступной.