10 φορές υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα από την μπαταρία λιθίου; Η Porsche αναπτύσσει μπαταρία ανόδου πυριτίου και σχεδιάζει να την παράγει μαζικά μέσα σε 5 χρόνια
Η ισπανική εφημερίδα "Public" δημοσίευσε πρόσφατα ότι η παραγωγή μπαταριών αποτελεί σημαντική πηγή εκπομπών άνθρακα στη διαδικασία κατασκευής ηλεκτρικών οχημάτων, αντιπροσωπεύοντας το 25% έως 40% των συνολικών εκπομπών. Όλο και περισσότεροι κατασκευαστές εργάζονται για τη μείωση των εκπομπών σε αυτόν τον τομέα, αλλά η Porsche θέλει να προχωρήσει περαιτέρω. Η εταιρεία αναπτύσσει μια μπαταρία με καλύτερη απόδοση και μικρότερο αποτύπωμα άνθρακα. Είναι τέλεια μπαταρία;
Η Porsche θα επενδύσει περίπου 1 δις ευρώ τα επόμενα 10 χρόνια σε διάφορα μέτρα απαλλαγής από τις ανθρακούχες εκπομπές, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από τις μονάδες συναρμολόγησης, ανέφερε η έκθεση. Η παραγωγή της Porsche Taycan στο Zuffenhausen (στη Στουτγάρδη της Γερμανίας) είναι ουδέτερη ως προς τον άνθρακα από την αρχή, αλλά η κατασκευή ενός αυτοκινήτου είναι πολύ περισσότερο από τη συναρμολόγηση όλων των εξαρτημάτων στη γραμμή παραγωγής.
Οι μπαταρίες αποτελούν μία από τις σημαντικές πηγές εκπομπών στην παραγωγή ηλεκτρικών οχημάτων. Σε αυτή τη σύνδεση, τα πολλαπλά βήματα παραγωγής της μετατροπής πρώτων υλών όπως το νικέλιο και το κοβάλτιο σε εξευγενισμένα προϊόντα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μπαταρίες καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας.
Σε πρόσφατη συνέντευξη Τύπου, ο Benjamin Pasenberg, επικεφαλής συστημάτων υψηλής τάσης στην Porsche, δήλωσε: «Η πράσινη ενέργεια είναι πολύ σημαντική, ειδικά στην παραγωγή μπαταριών, όπου χρειάζεται πολλή ενέργεια για να θερμάνει τα πράγματα». Ωστόσο, η χρήση μόνο πράσινων (ή χαμηλών εκπομπών) πηγών ενέργειας για την παραγωγή μπαταριών δεν αρκεί για την Porsche (ή άλλους κατασκευαστές) για την επίτευξη των στόχων εκπομπών τους. Υπάρχει επίσης ανάγκη να επαναπροσδιορίσετε την ίδια την μπαταρία για να μειώσετε τη ρύπανση που προκύπτει από τις πρακτικές κατασκευής μπαταριών.
Για το σκοπό αυτό, η Porsche εργάζεται πάνω σε μια νέα μπαταρία. Η μπαταρία λέγεται ότι είναι πιο ισχυρή, φορτίζει γρηγορότερα και έχει μικρότερο αποτύπωμα άνθρακα από τις τρέχουσες μπαταρίες. Η τεχνολογία που χρησιμοποιείται είναι η χρήση περισσότερου πυριτίου στην άνοδο της μπαταρίας και όχι του γραφίτη που χρησιμοποιείται συνήθως σήμερα.
Σύμφωνα με τον Otmar Beecher, επικεφαλής ηλεκτρικών οχημάτων στην Porsche, οι ανόδες πυριτίου είναι 10 φορές πιο πυκνές σε ενέργεια. Η Porsche αναμένει 20 έως 25 τοις εκατό περισσότερες ώρες watt ανά λίτρο όγκου από τις σημερινές συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου. Δηλαδή, υπό μια ορισμένη ενεργειακή χωρητικότητα, ο όγκος της μπαταρίας είναι μικρότερος. Η βελτιωμένη ενεργειακή απόδοση των μπαταριών, με τη σειρά της, σημαίνει ότι απαιτούνται λιγότερες μπαταρίες για την τροφοδοσία του οχήματος, γεγονός που μειώνει το συνολικό βάρος (και μειώνει επίσης το χώρο που απαιτείται για τις μπαταρίες).
Λιγότερο βάρος οχήματος σημαίνει επίσης χαμηλότερη κατανάλωση μπαταρίας, αλλά πού είναι ο θετικός αντίκτυπος στο περιβάλλον; Πρώτον, ο σχεδιασμός αυτού του νέου κυττάρου μειώνει τις υλικές απαιτήσεις για τη δομή των κυττάρων αλουμινίου (περίβλημα) σε σύγκριση με τα σχέδια κυλινδρικών κυττάρων. Η παραγωγή αλουμινίου είναι μία από τις σημαντικές πηγές εκπομπών άνθρακα για τα αυτοκίνητα. Σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη της Volvo, το αλουμίνιο αντιπροσωπεύει το 30 τοις εκατό των εκπομπών που προκύπτουν από την παραγωγή σύγχρονων υλικών οχημάτων, ακόμη περισσότερο από την ίδια την μπαταρία. Ως εκ τούτου, η μείωση της χρήσης αλουμινίου μειώνει επίσης ένα μεγάλο μέρος των εκπομπών. Αν και δεν κυκλοφόρησαν λεπτομέρειες, η Porsche ανέφερε ότι η μπαταρία θα φορτιστεί γρηγορότερα.
Από την άλλη, η περιεκτικότητα σε κοβάλτιο τέτοιων μπαταριών θα μειωθεί. Είναι πλέον γνωστό ότι το κοβάλτιο είναι δύσκολο να επιτευχθεί, πολύ ακριβό, και έχει μεγάλο αντίκτυπο στο περιβάλλον. Το κοβάλτιο αποτελεί επί του παρόντος το 20 τοις εκατό του υλικού καθόδου της μπαταρίας Taycan και η Porsche ελπίζει ότι η νέα τεχνολογία της θα μειώσει το μερίδιο κοβαλτίου σε μόλις 5 έως 10 τοις εκατό.
Για την περαιτέρω μείωση των εκπομπών, η Porsche θα επικεντρωθεί στην αλυσίδα εφοδιασμού. Η γερμανική εταιρεία θα προμηθεύεται κοβάλτιο, νικέλιο και άλλες πρώτες ύλες όσο το δυνατόν περισσότερο από την Ευρώπη, έτσι ώστε να είναι πιο κοντά στο πού θα παραχθούν οι νέες μπαταρίες, κοντά στο κέντρο έρευνας και ανάπτυξης της Porsche στο Weissach. Σύμφωνα με τον αρμόδιο υπεύθυνο της Porsche, η αγορά υλικών καθόδου από το Schwarzheide της Γερμανίας αντί της χώρας μου μπορεί να μειώσει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα κατά 25%.
Επιπλέον, η Porsche πιέζει τους προμηθευτές της να προμηθεύουν μπαταρίες και άλλα εξαρτήματα εξ ολοκλήρου από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η γερμανική αυτοκινητοβιομηχανία δήλωσε ότι δεν θα εξετάζει πλέον μακροπρόθεσμες συμβάσεις με προμηθευτές που δεν είναι πρόθυμοι να χρησιμοποιήσουν πιστοποιημένη "πράσινη" ενέργεια. Η Porsche αναφέρει ότι η αλυσίδα εφοδιασμού αντιπροσωπεύει περίπου το 20 τοις εκατό των συνολικών εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου της αυτοκινητοβιομηχανίας. Αυτό θα αυξηθεί σε περίπου 40 τοις εκατό μέχρι το 2030, καθώς η παραγωγή μετατοπίζεται στα ηλεκτρικά οχήματα.
Το μεγάλο ερώτημα είναι, πότε θα δούμε αυτή την "ιδανική" μπαταρία Porsche σε ένα αυτοκίνητο δρόμου; Όπως και πολλές άλλες τεχνολογίες στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, θα χρησιμοποιηθεί πρώτα σε αγωνιστικά αυτοκίνητα, όπου οι δυνατότητες υψηλής απόδοσης και γρήγορης φόρτισης είναι υψίστης σημασίας. Ο Otmar Beecher δήλωσε: «Συνήθως, απέχουμε 2 με 3 χρόνια από τη μετάβαση στα αυτοκίνητα παραγωγής. Έτσι θα το δούμε στα αυτοκίνητα παραγωγής μετά το 2025.» Η Porsche αναμένει να εμπορευματοποιήσει την μπαταρία υψηλής απόδοσης εντός πέντε ετών.
Όσον αφορά την παραγωγή, στόχος είναι να επιτευχθεί ελάχιστη ετήσια παραγωγή 100 MWh, αρκετή για να τροφοδοτήσει περίπου 1.000 αυτοκίνητα. Αυτό μας κάνει να πιστεύουμε ότι αρχικά θα προορίζεται μόνο για κάποιο μοντέλο μη παραγωγής, πιθανώς κάποιο υπεραυτοκίνητο πολύ υψηλής απόδοσης.
Φυσικά, δεν είναι τέλεια μπαταρία. Η τέλεια φόρτιση της μπαταρίας σε δευτερόλεπτα, δεν υπερθερμαίνεται ή χάνει χωρητικότητα με την πάροδο του χρόνου και είναι ελαφριά και φθηνή για την παραγωγή. Πιθανότατα δεν θα δούμε ποτέ μια μπαταρία με όλα αυτά τα χαρακτηριστικά σε ένα, αλλά βραχυπρόθεσμα έως μεσοπρόθεσμα, η μπαταρία της Porsche πλησιάζει - τουλάχιστον θεωρητικά - την ιδανική μπαταρία. (μεταγλωττίστηκε / Li Zijian)
