وتقول الشركة الصينية المصنعة إن خليتها الجديدة ستعمل لمدة 20,000 دورة ونظامها الذي تبلغ سعته 4 ميغاواط ساعة لمدة 30 عامًا، وأنه يمكن بناء كليهما على خطوط الليثيوم أيون التي تشغلها بالفعل.
أطلقت شركة هيثيوم منتجين من بطاريات أيونات الصوديوم . تستهدف خلية N785Ah ما يصل إلى 20,000 دورة شحن وتفريغ تتراوح مدتها بين ساعتين وثماني ساعات. أما النظام المرافق لها، N4.0MWh، فهو مبني على هذه الخلية ويتمتع بعمر افتراضي يصل إلى 30 عامًا.
يُعدّ عمر دورة الشحن هو العامل الحاسم هنا. ففي السابق، كانت خلايا الصوديوم تُضحّي بكثافة الطاقة مقابل التكلفة والسلامة. أما اليوم، فتُنافس خلية أيونات الصوديوم التي تدوم 20,000 دورة شحن على معدل نقل الطاقة على مدى عقود، وهو ما يدفعه مشتري الشبكة الكهربائية فعلياً.
تم بناؤه على خطوط الليثيوم الحالية
تتوافق الخلية مع خطوط إنتاج بطاريات الليثيوم أيون الحالية من هيثيوم بسعة 1,000 أمبير/ساعة. وهذا أمر بالغ الأهمية لتسريع عملية الإنتاج. عادةً ما تنتظر التقنيات الكيميائية الجديدة سنوات لإنشاء مصانعها الخاصة، لذا فإن إعادة استخدام الأدوات المستخدمة يُسرّع من وتيرة الإنتاج بكميات كبيرة.
يقع الصوديوم أيضاً خارج سلسلة توريد الليثيوم. فالمواد الخام متوفرة بكثرة ومنتشرة على نطاق واسع، لذا لا تتأثر أسعار الليثيوم بارتفاعات الأسعار. بالنسبة لمشتري الطاقة، يُعدّ هذا الأمر بمثابة تحوط بقدر ما هو خيار تقني.
يُعدّ خط إنتاج بطاريات الليثيوم بسعة 1,000 أمبير/ساعة من شركة هيثيوم رصيدًا استراتيجيًا هامًا هنا. فالمنافس الذي يبدأ من الصفر يحتاج إلى مصنع جديد ودورة تأهيل جديدة. إعادة استخدام خط الإنتاج الحالي تُقلّل من كليهما، مع أنها تُقيّد أيضًا مدى ابتعاد تصميم الخلية عن تصميمات بطاريات الليثيوم.
الكيمياء الكامنة وراء هذا الادعاء
طورت شركة هيثيوم مهبطًا من فوسفات الصوديوم والحديد والبيروفوسفات بنقاء طوري يصل إلى 97% وموصلية أفضل. أما في جانب المصعد، فقد صنع المهندسون كربونًا صلبًا ينقل الصوديوم بسرعة ويخزن كميات كبيرة منه. ويستخدم الإلكتروليت مذيبات رقيقة منخفضة اللزوجة لتسهيل حركة الأيونات.
ثم تتشكل طبقة كثيفة على سطح المصعد. تعمل هذه الطبقة على منع الانهيار وانبعاث الغازات، وهي الآلية التي تُمكّن الخلية من تحمل 20,000 دورة شحن وتفريغ. ولأن الأجزاء الهيكلية كان لا بد أن تتحمل التمدد على نفس الامتداد، فقد استخدمت شركة هيثيوم طلاءات سميكة للأقطاب الكهربائية وتقنية التراص واسعة النطاق.
تصميم النظام
تستخدم وحدة N4.0MWh تصميمًا خاصًا بالصوديوم مع نظام إدارة بطارية خاص بها. وتؤكد شركة هيثيوم أن هذا النظام يقرأ حالة الشحن بدقة تصل إلى 2.5%. وتعمل الوحدة مع محولات الطاقة من 800 فولت إلى 1500 فولت.
مدة التشغيل التي تبلغ ثماني ساعات هي رقم آخر جدير بالذكر. تعمل معظم بطاريات الشبكة المباعة اليوم لمدة تتراوح بين ساعتين وأربع ساعات. تشير الخلية المصممة للعمل لمدة ثماني ساعات إلى إمكانية استخدامها يوميًا، وهو سوق مختلف ذو مشترين مختلفين.
يصعب قراءة حالة الشحن في خلايا الصوديوم مقارنةً بخلايا فوسفات الحديد الليثيوم. منحنى الجهد أكثر استواءً، لذا تتراكم الأخطاء الصغيرة. نسبة 2.5%، إذا ثبتت صحتها عمليًا، تُزيل أحد الاعتراضات العملية التي أثارها المشترون.
الملعب يمتلئ
تزعم شركة هيثيوم أنها كانت أول من باع خلايا أيونات الصوديوم على نطاق واسع، وذلك بإطلاقها بطارية N162Ah في ديسمبر 2024. ومنذ ذلك الحين، أعلنت كل من شركات CATL وBYD وHiNa وEnvision عن منتجات مماثلة. وهكذا، تحوّل هذا السوق المتخصص إلى قطاع مكتظ في أقل من عامين.
عادةً ما تؤدي المنافسة على هذا النطاق إلى انخفاض الأسعار بسرعة. لا تزال تكلفة خلايا الصوديوم أعلى لكل كيلوواط ساعة من تكلفة خلايا فوسفات الحديد الليثيوم في معظم المناقصات. إن زيادة الإنتاج هي ما يسد هذه الفجوة، وهي تحديدًا ما يُفترض أن توفره خطوط إنتاج الليثيوم المشتركة.
ادعاءات تحتاج إلى إثبات
من السهل تحديد أرقام عمر الدورة، لكن من الصعب دحضها. عشرون ألف دورة بمعدل دورة واحدة يوميًا تعني أكثر من خمسين عامًا من الاستخدام. لا توجد بيانات ميدانية تغطي فترة زمنية تقارب هذه المدة، لذا يعتمد هذا الرقم على التقادم المختبري والنمذجة.
سيرغب المشترون في الاطلاع على شروط الضمان واختبارات جهات خارجية قبل اتخاذ قرار الشراء. يشهد الاستثمار في أنظمة التخزين مستويات قياسية ، مما يزيد من الحافز لتقديم وعود قوية. وسيكون الاختبار الحقيقي من خلال نشر أول مشغلين لمنحنيات التدهور الحقيقية. سيستغرق ذلك عدة سنوات، وستقوم شركات المرافق بالشراء قبل وقت طويل من توفر هذه المنحنيات.
