V posledných rokoch vylepšenia technológie batérií umožnili prudký nárast elektrifikovanej dopravy. Aké sú však ďalšie veľké trendy a inovácie v odbore a čo budú znamenať pre ťažké nákladné vozidlá?
Batérie sú srdcom elektromobility a každé vylepšenie, či už vo výkone, cene alebo spoľahlivosti, urýchľuje prechod na elektrickú dopravu. V relatívne krátkom čase sa dosiahol významný pokrok.
Prvé komerčné lítium-iónové batérie boli uvedené na trh v roku 1991, ale ich cena a kapacita obmedzili využitie len na spotrebnú elektroniku. To sa však rýchlo zmenilo - ich cena prudko klesla a v krátkom čase boli relatívne dostupné pre osobné autá a neskôr aj pre ťažké nákladné vozidlá. Od roku 2010 náklady klesli z 1400 USD za kWh až na 140 USD za kWh v roku 2023 – zníženie až o 90%.
Hlavným prelomom bol vynález LCO (lítium-kobaltový oxid) batérií v roku 1980 a revolučný princíp použitia lítia ako katódového materiálu. To okamžite zdvojnásobilo energetickú hustotu existujúcich batérií. Odvtedy sa začali vyvíjať batérie s rôznym chemickým zložením, čo viedlo k zlepšeniu energetickej kapacity, životnosti, bezpečnosti a výkonu.
V roku 2001 sme boli svedkami vývoja nikel-mangán-kobaltových batérií (NMC), ktoré sa v automobilovom priemysle rýchlo začali veľmi využívať vďaka omnoho vyššej hustote energie a dobrej tepelnej stabilite. Dnes však v tomto odvetví začínajú dominovať lítium-železofosfátové batérie (LFP). Ich hustota energie je nižšia ako u batérií NMC, no ponúkajú vyššiu bezpečnosť, dlhšiu životnosť, nižšie náklady a menší vplyv na životné prostredie.
Vyvíja sa množstvo nových technológií: pokiaľ ide o zvýšenie hustoty energie, veľké nádeje sa vkladajú do batérií s pevným elektrolytom. Ide o nahradenie tekutého elektrolytu pevnými materiálmi, ako je keramika či pevné polyméry, vďaka čomu bude možné uschovať väčšie množstvo energie v menšej a ľahšej batérií. V prípade elektrických nákladných vozidiel by to znamenalo dlhší dojazd. Pri použití pevných elektrolytov je však odpor batérie v porovnaní s tekutým elektrolytom vyšší. Takže v súčasnosti existujú výzvy, pokiaľ ide o rýchlosť nabíjania a degradáciu výkonu v priebehu času. Táto technológia však ponúka veľký potenciál na zníženie obmedzení lítium-iónových batérií a naďalej sa vyvíja. Spoločnosť Toyota napríklad plánuje začať komerčnú výrobu elektromobilov s batériami s pevným elektrolytom do roku 2027.
Ďalším trendom, ktorý riadi vývoj batérií, je potreba lacnejších a udržateľnejších riešení. Sodíkovo-iónové batérie sú sľubnou možnosťou. Dnes majú približne polovičnú energetickú hustotu ako lítium-iónové batérie, no zároveň stoja približne polovicu, takže táto technológia by mohla byť dobrou voľbou pre aplikácie s nižšími energetickými nárokmi. Keďže obsahujú sodík, ktorý je jedným z najlacnejších a najdostupnejších materiálov na planéte, ich vplyv na životné prostredie je oveľa menší ako v prípade lítium-iónových batérií.
Batérie sú srdcom elektromobility a každé vylepšenie, či už vo výkone, cene alebo spoľahlivosti, urýchľuje prechod na elektrickú dopravu.
Hlavnou výzvou je znížiť náklady na elektrické nákladné vozidlá a vývoj lacnejších batérií výrazne pomôže. Požiadavky majiteľov nákladných vozidiel sa však líšia aj podľa účelov využitia. Pokiaľ ide o nákladné vozidlá na diaľkovú dopravu, naším cieľom je dosiahnuť rovnakú flexibilitu prevádzky, akú získate pri naftovom nákladnom vozidle. Čoskoro budú k dispozícii elektrické nákladné vozidlá s dojazdom až 600 km. Ak však potrebujete jazdiť na dlhšie vzdialenosti, často musíte počas dňa zastaviť a dobiť energiu: A to môže trvať aj niekoľko hodín, kým budú k dispozícii rýchlonabíjacie stanice.
Myslím si, že v tomto odvetví uvidíme určitú diverzifikáciu, pričom sa budú používať rôzne technológie batérií v závislosti od prepravnej úlohy. Možno uvidíme, že sodíkovo-iónové batérie sa budú čoraz častejšie používať v kratších úlohách, kde sú energetické nároky relatívne nízke, ako je mestská distribúcia. A potom sa stretneme s batériami s pevným elektrolytom používanými v elektrických nákladných vozidlách na diaľkovú dopravu, teda za predpokladu, že v budúcnosti nastane aj prelom v technológii.
V každom prípade prebieha v tejto oblasti intenzívny výskum a vývoj. Na celom svete existuje mnoho aktérov, napr. technologické spoločnosti, priemyselní výrobcovia a verejné inštitúcie, ktorí výrazne investujú do vývoja a zdokonaľovania technológií batérií. Zrejme nebudeme svedkami objavu, ktorý nás posunie o míľový krok vpred, ako to napríklad bolo u prvých lítium-kobaltoxidových batérií, ale uvidíme, ako technológia neustále napreduje.
Ak sa chcete dozvedieť viac o batériách pre elektrické nákladné vozidlá, mohol by vás zaujímať článok 7 bežných mýtov o batériách pre elektrické nákladné vozidlá. Ak vás zaujíma opätné využitie starých batérií na zníženie ich vplyvu na životné prostredie, prečítajte si článok Dávame batériám pre nákladné vozidlá druhý život