Η μάχη των μπαταριών: Γιατί οι μπαταρίες από ορυκτό αλάτι (ιόντων νατρίου) κερδίζουν μερίδιο αγοράς έναντι του λιθίου

Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου (sodium-ion) – θα μπορούσαμε να πούμε χάρην ευκολίας από ορυκτό αλάτι – αρχίσουν να κερδίζουν έδαφος ως εναλλακτική λύση στις μπαταρίες λιθίου. Τον Νοέμβριο 2024 η κινεζική CATL, η μεγαλύτερη εταιρεία παραγωγής μπαταριών στον κόσμο, ανακοίνωσε τη δεύτερη γενιά της τεχνολογίας sodium-ion, με στόχο έναρξη παραγωγής το 2025. Παράλληλα, κολοσσοί του κλάδου επενδύουν σε μονάδες μαζικής παραγωγής. Η αυτοκινητοβιομηχανία BYD ξεκίνησε την κατασκευή εργοστασίου 30 GWh στην Κίνα ενώ στις ΗΠΑ η εταιρεία Natron Energy εγκαινίασε την πρώτη εμπορική γραμμή παραγωγής μπαταριών νατρίου. Αυτές οι εξελιοξεις δείχνουν και την αυξανόμενη εμπιστοσύνη της αγοράς στη νέα αυτή τεχνολογία.

Το βασικό πλεονέκτημα των μπαταριών νατρίου είναι η αφθονία και το χαμηλό κόστος των υλικών. Το νάτριο είναι φθηνό και πολλαπλάσια διαθέσιμο από το λίθιο, χαρακτηριστικά που μπορεί να μειώσουν σημαντικά το κόστος παραγωγής. Η BYD μάλιστα εκτιμά ότι το κόστος θα φθάσει αυτό των μπαταριών που χρησιμοποιούμε εδώ και χρόνια φωσφορικού σιδήρου-λιθίου (LFP) από εφέτος. Επιπλέον, οι μπαταρίες νατρίου δεν απαιτούν κρίσιμα μέταλλα όπως λίθιο, κοβάλτιο ή νικέλιο, περιορίζοντας την εξάρτηση από σπάνιες πρώτες ύλες.

Άλλο σημαντικό πλεονέκτημα είναι η ασφάλεια και οι επιδόσεις σε δύσκολες συνθήκες. Οι μπαταρίες νατρίου θεωρούνται ουσιαστικά μη εύφλεκτες, με πολύ χαμηλότερο κίνδυνο πυρκαγιάς σε σχέση με τις μπαταρίες λιθίου.

Διατηρούν καλή απόδοση ακόμα και σε ακραίο ψύχος (έως περίπου -40 °C), ξεπερνώντας κατά πολύ τις συμβατικές μπαταρίες λιθίου σε χαμηλές θερμοκρασίες. Παράλληλα, παρουσιάζουν μεγάλη αντοχή σε κύκλους φόρτισης και δυνατότητα ταχύτερης φόρτισης, χαρακτηριστικά ιδανικά για εφαρμογές όπως η στατική αποθήκευση ενέργειας.

Τα μειονεκτήματα

Στον αντίποδα, η τεχνολογία νατρίου έχει ορισμένα μειονεκτήματα που πρέπει να ξεπεραστούν. Κυριότερο είναι η χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα: ακόμη και η νέα γενιά της CATL προσφέρει ~200 Wh/kg, έναντι έως ~300 Wh/kg των καλύτερων μπαταριών λιθίου. Αυτό σημαίνει βαρύτερες και ογκωδέστερες συστοιχίες για την ίδια χωρητικότητα, κάτι που αποτελεί πρόκληση για οχήματα που χρειάζονται μεγάλο εύρος αυτονομίας. Επιπλέον, οι μπαταρίες νατρίου βρίσκονται σε πρώιμο στάδιο εμπορικής ανάπτυξης και δεν έχουν ακόμα τις οικονομίες κλίμακας των μπαταριών λιθίου. Η πρόσφατη πτώση των τιμών του λιθίου, που έκανε φθηνότερες τις συμβατικές μπαταρίες, επίσης μειώνει την πίεση για άμεση στροφή σε εναλλακτικές τεχνολογίες.

Παρ’ όλα αυτά, οι γεωπολιτικές και περιβαλλοντικές προεκτάσεις της τεχνολογίας είναι ελκυστικές. Τα υλικά των μπαταριών νατρίου (νάτριο, σίδηρος, αλουμίνιο κ.ά.) υπάρχουν σε αφθονία παγκοσμίως, επιτρέποντας την παραγωγή και μειώνοντας την εξάρτηση από λίγες χώρες. Επιπλέον, αποφεύγεται η χρήση ορυκτών που συνδέονται με συγκρούσεις και βαριά περιβαλλοντική επιβάρυνση, όπως το κοβάλτιο. Χαρακτηριστικό είναι ότι η Natron στις ΗΠΑ κατασκευάζει μπαταρίες νατρίου αποκλειστικά με κοινά υλικά από την εγχώρια αγορά, χωρίς «ορυκτά σύγκρουσης». Αντίστοιχα, στην Ευρώπη η σουηδική Northvolt ανακοίνωσε πρωτότυπη κυψέλη νατρίου με ενεργειακή πυκνότητα ~160 Wh/kg, η οποία δεν περιλαμβάνει λίθιο ούτε σπάνια μέταλλα, επιβεβαιώνοντας το παγκόσμιο ενδιαφέρον για τη νέα τεχνολογία.

Αυξανόμενο μερίδιο αγοράς 

Οι μεγάλοι παίκτες της αγοράς προεξοφλούν ότι οι μπαταρίες νατρίου θα βρουν σημαντικό μερίδιο σε συγκεκριμένες εφαρμογές. Ο πρόεδρος της CATL, Ρομπίν Ζενγκ, δήλωσε ότι στο μέλλον μπορεί να αντικαταστήσουν έως και το 50% των σημερινών μπαταριών LFP, ενώ ανεξάρτητες εκτιμήσεις τις τοποθετούν σε πιο περιορισμένο ρόλο – περίπου στο 20-30% της αγοράς για μικρά ηλεκτρικά οχήματα πόλης.

Τα επόμενα χρόνια θα δείξουν αν η τεχνολογία sodium-ion μπορεί να ανταποκριθεί σε αυτές τις προσδοκίες. Αν επιτύχει, θα αλλάξει τις ισορροπίες στον κλάδο των μπαταριών με ευρύτερες επιπτώσεις στην οικονομία και στις προσπάθειες ενεργειακής μετάβασης. Προς το παρόν, οι μπαταρίες λιθίου διατηρούν το προβάδισμα στην απόδοση και στο εδραιωμένο δίκτυο παραγωγής, όμως η ραγδαία πρόοδος στο νάτριο προμηνύει ότι σύντομα θα αποτελέσει ουσιαστικό συμπλήρωμα – και ίσως ανταγωνιστή – των συμβατικών λύσεων αποθήκευσης ενέργειας.

Γιώργος Ι.