3 minute read
Nowa generacja baterii do autobusów elek trycznych
Nowa polska rewolucyjna generacja ogniw do baterii dla autobusów elektrycznych
JEDNą Z NAJWIęKSZYCH WAD POJAZDóW NAPęDZANYCH ENERGIą ELEKTRYCZNą JEST ICH STOSUNKOWO NIEWIELKI ZASIęG I DŁUGI CZAS ŁADOWANIA. JEST TO KŁOPOTLIWE ZWŁASZCZA W PRZYPADKU AUTOBUSóW. NOWA GENERACJA ZAPROJEKTOWANYCH W POLSCE OGNIW, Z KTóRYCH BUDOWANE Są SYSTEMY BATERYJNE, POZWALA NA WPROWADZENIE DO UżYTKU AUTOBUSóW O ZASIęGU ZWIęKSZONYM NAWET DO 500 KM! PRODUKCJA INNOWACYJNYCH BATERII RUSZY JESZCZE W TYM ROKU.
Powoli przyzwyczajamy się do tego, że na stacjach benzynowych pojawiają się stacje do ładowania samochodów elektrycznych. Całkiem możliwe, że niedługo zobaczymy tam także stacje do ładowania autobusów międzymiastowych. To P będzie nowe wyzwanie dla właścicieli tych obiektów oraz dla użytkowników baz transportowych.
Ogniwa tradycyjne
Baterie trakcyjne oparte na ogniwach litowo-jonowych (podobnych do tych stosowanych w telefonach komórkowych) dla pojazdów autobusowych to stosunkowo młoda gałąź przemysłu. Pierwsze autobusy ładowane energią elektryczną zaprezentowano w drugiej dekadzie XXI wieku, a już w 2020 r. w Europie zarejestrowano ich ponad 1,7 tys., co stanowiło 6,1 proc. rynku nowych pojazdów autobusowych. Co ważne, na Polskę przypadało 200 rejestracji, co było trzecim wynikiem – po Holandii (446 sztuk) oraz Niemczech (288 sztuk). Tak dynamiczny wzrost nie byłby możliwy bez ciągłego rozwoju akumulatorów. Rozwój ten odbywa się m.in. poprzez obniżenie kosztów produkcji oraz różnicowanie konstrukcji. Ważny jest sposób ładowania baterii. Możemy bowiem wyróżnić akumulatory przeznaczone do szybkiego i wielokrotnego ładowania w ciągu dnia oraz akumulatory przewidziane do ładowania całonocnego i całodziennej pracy na zgromadzonej w ten sposób energii. Nocne ładowanie nie wyklucza jednak uzupełniania energii w ciągu dnia, najczęściej poprzez ładowanie między porannym i popołudniowym szczytem komunikacyjnym.
Nowość kontra tradycja
Systemy bateryjne przeznaczone do pracy w trybie ładowania nocnego budowane są z użyciem ogniw litowo-jonowych. Nie wchodząc w szczegóły techniczne, w bateriach tych wykorzystuje się katodę żelazowo-fosforanową (LFP) lub katodę niklowo-manganowo-kobaltową (NMC). Pierwsze autobusy elektryczne były najczęściej wyposażone w zasobniki energii oparte na ogniwach LFP. Wynikało to m.in. z ich dużo niższej ceny. W miarę rozwoju technologii szala przechyliła się jednak na korzyść ogniw NMC. Magazyny energii budowane z tego typu ogniw osiągają gęstość energii 180 watogodzin na kilogram, co przekłada się na ok. 350 km zasięgu autobusu miejskiego. Dalsze zwiększenie gęstości energii w ogniwie, a w konsekwencji zwiększenie zasięgu pojazdu, wymaga jednak zastosowania nowych ogniw. W związku z tym rozpoczęto poszukiwania materiału zapewniającego większą gęstość. Wśród wielu potencjalnych materiałów uwagę zwrócił krzem. Wcześniejsze próby skonstruowania ogniwa z anodą krzemową
napotykały jednak duże trudności ze względu na zmienność objętości krzemu w cyklu ładowania wynoszącą nawet 300 proc. Tak duże zmiany wpływały negatywnie na trwałość ogniw. Problem udało się rozwiązać dzięki zastosowaniu anody wykonanej z nanowłókien krzemowych. Taka unikatowa struktura pozwala wykorzystać zalety krzemu. Ogniwo litowo-jonowe wykonane z użyciem anody krzemowej (Silicon Rich Anode) charakteryzuje się znacznie zwiększoną pojemnością w stosunku do obecnie stosowanych. Ich znany na świecie, podwarszawski producent Impact Clean Power Technology SA zaprojektował i zbudował innowacyjny moduł bateryjny, mający największą gęstość energii na rynku wynoszącą 300 Wh/kg. Moduł o nazwie EO300 i pozwala na łatwy montaż w istniejących magazynach energii oraz integrację z pojazdami autobusowymi. Dzięki temu możliwy jest skokowy wzrost gęstości energii zgromadzonej w zasobnikach instalowanych w pojeździe, co przekłada się na zwiększenie konkurencyjności oferowanych pojazdów. Możliwy do uzyskania zasięg przekraczający 500 km pozwala na wprowadzanie zasilanych elektrycznie pojazdów autobusowych w miejsca dotychczas zarezerwowane dla pojazdów np. z silnikami diesla na linie podmiejskie czy obszary ze słabo rozwiniętą infrastrukturą energetyczną, uniemożliwiającą organizację sieci punktów szybkiego ładowania.
Konsekwencje skoku technologicznego
Nowy moduł to skok technologiczny, który pozwala na budowę systemów bateryjnych dla autobusów znacząco zwiększających ich zasięg, wydłużających okres życia baterii oraz skracających czas ładowania. Dzięki nowym akumulatorom trakcyjnym ich użytkownicy zyskają przewagę konkurencyjną w kluczowych elementach przetargowych, takich jak zasięg, czas ładowania, okres życia baterii czy liczba pasażerów. Otwiera też nowe możliwości. Jeszcze do niedawna niewiele mówiono o perspektywach użytkowania autobusów na trasach międzymiastowych, a jeszcze mniej o ciężarówkach z napędem elektrycznym. Wydaje się jednak, że szybko zbliżamy się do pokonania kolejnej bariery. I może to nastąpić szybciej, niż sądzimy.
