ナトリウムイオン電池が再生可能エネルギー革命の火付け役に―オーストラリアは備えなければならない

オーストラリアのエネルギー供給網を再生可能エネルギーがどの程度支配すべきかは、科学と政治の大きな課題である。太陽光と風力は明らかに現在最も安価な電力源である。しかし、これらの技術に限界があると、再生可能エネルギーのみの電力供給の根拠が薄れてしまう可能性がある。

太陽光発電と風力発電がもたらす課題は現実的です。これらは本質的に変動性があり、太陽が照り風が吹いているときのみ電力を生産します。安定したエネルギー供給を確保するには、再生可能エネルギーが主流の電力網に「安定化」能力、つまり需要に応じて電力を供給できるバックアップ技術が必要です。

アルバネーゼ政府を含む一部の人々は、不足分を補うためにガス火力発電機が必要だと主張している。連立政権などの他の政党は、 再生可能エネルギーと言う まったく「電気を点け続ける」ことができず、オーストラリアは代わりに原子力エネルギーを追求すべきだ。

しかし、世界の電力網を強化する新たな方法が急速に開発されつつある。それがナトリウムイオン電池だ。 この新たな エネルギー貯蔵技術は、電力網を 100% 再生可能エネルギーで稼働させることを可能にし、ゲームチェンジャーとなる可能性があります。

ナトリウムイオン電池：長所と短所

エネルギー貯蔵は、再生可能エネルギーによって生成された余剰エネルギーを収集し、貯蔵して、需要に応じて放出することで、安定した供給を確保します。このような施設は、短期または長期（100 時間以上）の貯蔵を提供します。

現在、リチウムイオン電池が主な蓄電技術ですが、短期蓄電に最適です。ナトリウムイオン電池は、長期蓄電のギャップを埋める準備がほぼ整っています。

名前が示すように、ナトリウムイオン電池には塩に含まれる元素であるナトリウム（記号 Na）が含まれています。この技術では、正極と負極の間でナトリウムイオンが移動して電荷を生成します。

ナトリウムイオン電池に使用されている技術は、リチウムイオン電池の技術と似ています。実際、 他の人は指摘している現在リチウム電池を生産している工場は、簡単に安価にナトリウム電池に移行できるだろう。

そしてナトリウムは はるかに豊富 リチウムよりも物質として優れており、抽出コストも安価になる可能性があります。

リチウム採掘の種類 必要とする たくさんの水とエネルギーを消費し につながった 南米の地域的な汚染など 高山の湖しかし、オーストラリアの硬岩リチウムでは、汚染問題ははるかに少ない。

リチウム電池のリサイクルと廃棄は 挑戦的 ただし、化石燃料から炭素をリサイクルするよりははるかに簡単です。

性能面では、ナトリウム電池は 責任を負い続ける リチウム電池よりもはるかに長持ちします。

しかし、他の技術と同様に、ナトリウムイオン電池には課題があります。ナトリウムイオンはリチウムイオンよりも大きくて重いです。つまり、電池は エネルギー密度が低い リチウム電池よりも大容量であるため、同じ量の電荷を蓄えるのにより多くのスペースと材料が必要になります。

しかし、これは改善されつつある。 1つの分析2022年のナトリウムベースの電池のエネルギー密度は、10年前の低価格のリチウムイオン電池のエネルギー密度と同等でした。

そして、継続的な研究開発により、エネルギー密度は向上し続けています。 増加。

市場への参入

あらゆる有望な技術と同様に、ナトリウムイオン電池にとって重要な疑問は、いつ広く商業化されるようになるかということです。

その答えは、 最近の分析 方法に基づいて マサチューセッツ工科大学が開発したこの技術は、ナトリウムイオン電池がコスト面でますます競争力を増していることを示唆しており、早ければ2027年に世界市場に参入する可能性がある。

分析では、ナトリウムイオン電池のコストが、再生可能エネルギー源としてガス火力発電を使用するコストとすぐに匹敵するようになるだろうと示唆されている。

同様に、 評価 昨年9月に米国エネルギー省が発表した報告書によると、ナトリウムイオン電池は「2030年までにかなりの市場シェアを占めると予想される」という。

同社は、この技術は小規模な自動車の電動化と、家庭用太陽光発電システムのバックアップなど「メーター後ろ」の用途の両方において、鉛蓄電池やリン酸鉄リチウム電池の競争力のある代替品になる可能性があると述べた。

分析の結果、ナトリウムイオン電池の現在の製造と計画されている製造は 中国に集中 欧州では、大手電池メーカー数社が「近い将来に大規模な製造施設を建設する予定」としている。

その中には、中国の電気自動車メーカーBYDも含まれており、 伝えられるところによると 徐州市にナトリウムイオン電池工場の建設を開始した。

オーストラリアでは、英国に拠点を置くバッテリー会社ファラディオン インストール済み 2022年にビクトリア州ヤラバレーに小型固定モジュールを設置する予定。

選択肢を広く持つ

オーストラリアエネルギー市場運営者（AEMO）の最近の計画では、石炭火力発電が 2035年までに段階的に廃止しかし、この計画では、相当量のガスが送電網内に残ることになると示唆されている。

AEMO の分析では、長期エネルギー貯蔵がガスと競合する可能性については検討されていません。しかし、ナトリウムイオン電池などの技術の発展は、将来的にガスが必要になるという AEMO の想定に疑問を呈すべきであることを示唆しています。

破壊的イノベーションは急速に、そして指数関数的に成長します。 既存のクリーンエネルギー技術 太陽光（29%）、風力（14%）、電気自動車（54%）、蓄電池（52%）など。

気候変動庁は 現在評価中 2050 年までにネットゼロ排出量を目指すオーストラリアの潜在的な技術移行と排出経路。このレビューの範囲には、排出量削減をサポートするために各セクターでどの技術を導入できるかを調査することも含まれます。

ナトリウムイオン電池の潜在能力は、当局が提案する政策が、ガス火力発電のような汚染物質を排出する発電方法に固執すべきではないことを示唆している。よりクリーンな代替手段は数年後には商業化される可能性が高く、気候の安定はそれらの計画にかかっている。

ピーター・ニューマン、持続可能性教授、 カーティン大学

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