COVER STORY: PUNCTUL SLAB AL TEHNOLOGIEI

Business Magazin (Romania) - - CUPRINS - TEXT : FLORIN CAŞOTĂ

„BATERIILE SUNT CELE MAI DRAMATICE OBIECTE. SPRE DE­O­SE­BI­RE DE ALTE OBIECTE, ELE NU ÎNCETEAZĂ SĂ MAI FUNCȚIONEZE SAU SĂ SE STRICE. BATERIILE MOR“, SPUNEA UN COMEDIAN ÎN ANII ’90. APOI ȘI-A CONTINUAT SHOW-UL, EXPLICÂND DE CE NU A MAI PUTUT SĂ ASCULTE MUZICĂ LA WALKMAN. SUBIECTUL ES­TE ÎN CONTINUARE ACTUAL, BA CHIAR IMPORTANȚA BATERIILOR A CRES­CUT EXPONENȚIAL, DEVREME CE AM AJUNS O SOCIETATE DEPENDENTĂ DE „ENER­GIA ÎNMAGAZINATĂ“, INDIFERENT CĂ E VORBA DE SMARTPHONE-URI, LAPTOPURI, APARATE FOTO-VIDEO, APARATE DE BĂRBIERIT, MAȘINI DE TUNS, PERIUȚE DE DINȚI, DRONE ORI AU­TO­MO­BI­LE. TOTUȘI, DA­CĂ MOBILELE ȘI COMPUTERELE NE-AU SCHIMBAT RADICAL VIAȚA, BATERIILE NU AU EVOLUAT LA FEL DE SPECTACULOS.

care a dat nu­me­le uni­tății de mă­su­ră pen­tru fo­rța elec­tro­mo­toa­re și a po­te­nția­lu­lui elec­tric, fi­zi­cia­nul ita­lian Ales­san­dro Vol­ta, a re­a­li­zat pri­ma ba­te­rie elec­tri­că din is­to­rie, așa-nu­mi­ta „pi­lă vol­tai­că“, în ur­mă cu mai bi­ne de 230 de ani. Ita­lia­nul a re­a­li­zat în 1800 echi­pa­men­tul, stră­moșul bateriilor elec­tri­ce, care per­mi­te tran­sfor­ma­rea ener­gi­ei chi­mi­ce în energie elec­tri­că. De-a lun­gul ce­lor pes­te 200 de ani care au tre­cut de atunci, oamenii au cre­at ba­te­rii de di­fe­ri­te for­me, mă­ri­mi și pu­te­re, însă în acest do­me­niu schim­bă­ri­le nu au fost com­pa­ra­bi­le cu avan­sul teh­no­lo­gic din alte do­me­nii.

Un ro­mân, Ni­co­lae Va­si­les­cuKar­pen, es­te cel care a in­ven­tat o ba­te­rie care fun­cți­o­nea­ză de 66 de ani; pi­la Kar­pen se află la Mu­zeul Nați­o­nal Teh­nic din Ca­pi­ta­lă, fi­ind o re­a­li­za­re ulu­i­toa­re pen­tru că emi­te, neîntre­rupt, o ten­si­u­ne de circa

0,55 V. Pi­la Kar­pen es­te for­ma­tă din doi elec­tro­zi – unul din aur și altul din pla­ti­nă, iar elec­tro­li­tul es­te acid sul­fu­ric de pu­ri­ta­te ri­di­ca­tă, iar în pre­să au exis­tat de-a lun­gul ani­lor afir­mații cum că NASA a fo­lo­sit teh­no­lo­gia in­ven­ta­tă de ro­mân.

Elec­tri­ci­ta­tea es­te acum un punct cen­tral al exis­te­nței noas­tre mo­der­ne, iar bateriile sunt fo­lo­si­te pen­tru sto­ca­rea aces­teia; altmin­teri, am fi de­pen­de­nți de ca­bluri. Chiar și așa, pro­gre­sul ști­i­nți­fic în acest do­me­niu a fost lent: încă avem ba­te­rii care „mor“, gad­ge­tu­ri­le noas­tre încă sunt de­pen­den­te de ba­te­rii, iar au­to­mo­bi­le­le elec­tri­ce bat pa­sul pe loc din pri­ci­na bateriilor.

Bateriile cu li­tiu-ion se re­gă­sesc în mul­te ra­muri alte tehnologiei din pre­zent, de la te­le­fon și lap­top la ae­ro­na­ve și au­to­mo­bi­le elec­tri­ce. Însă aces­tea sunt di­fe­ri­te de cla­si­ce­le ba­te­rii AA pe care dăm vi­na de fi­e­ca­re da­tă când te­le­co­man­da nu mai fun­cți­o­nea­ză cum tre­bu­ie. Sunt fo­lo­si­te mai ales în ca­zul gad­ge­tu­ri­lor, de­oa­re­ce se încar­că re­pe­de, au o den­si­ta­te de energie des­tul de bu­nă, și se con­su­mă lent. Teh­no­lo­gia a fost des­co­pe­ri­tă prin anii ’70, însă avea să fie co­mer­cia­li­za­tă abia do­uă de­ce­nii mai târziu. Li­tiu-ion es­te una din­tre cele mai bu­ne teh­no­lo­gii în domeniul bateriilor; aces­te ba­te­rii și-au cres­cut den­si­ta­tea de energie cu 5% în fi­e­ca­re an iar cos­tu­ri­le s-au re­dus cu 8% anual, con­form unui ra­port al fir­mei de cer­ce­ta­re IDTe­chEx.

„Cu bateriile Li-ion ai par­te de mai mul­tă pu­te­re com­pa­ra­tiv cu alte teh­nlo­gii mai ve­chi“, es­te de pă­re­re Step­hen Hac­kney, a pro­fe­sor la Mi­chi­gan Te­chno­lo­gi­cal Uni­ver­si­ty.

Re­cent, acest tip de ba­te­rii a câști­gat mul­tă ce­le­bri­ta­te; mai mul­te te­le­foa­ne Sam­sung Ga­la­xy No­te 7 au luat foc sau au ex­plo­dat, la doar câte­va săp­tă­mâni de la lan­sa­re. Re­pre­zen­ta­nții com­pa­ni­ei au oprit vânză­ri­le, apoi au re­tras pro­du­sul de pe pi­ețe­le exis­ten­te și le-au ce­rut cli­e­nți­lor care le cum­pă­ra­se­ră de­ja să le res­ti­u­ie. Com­pa­nia co­re­e­a­nă a de­ma­rat o in­ves­ti­gație, în ur­ma că­reia a des­co­pe­rit o pro­ble­mă izo­la­tă la ce­lu­le­le ba­te­ri­ei; câte­va săp­tă­mâni mai târziu, Sam­sung a re­luat pro­du­cția și vânză­ri­le. Spre ghi­ni­o­nul re­pre­zen­ta­nți­lor com­pa­ni­ei, în pre­să și so­cial me­dia au apă­rut de­ja in­for­mații cum că și te­le­foa­ne­le înlo­cu­i­te de­ja ex­plo­de­a­ză, iar po­tri­vit Reu­ters com­pa­nia co­re­e­a­nă a sto­pat din nou pro­du­cția, care ar pu­tea fi ul­ti­mul cui în si­cri­ul lui No­te 7.

Com­pa­nia și-a re­dus es­ti­mă­ri­le de pro­fit pen­tru tri­mes­trul al trei­lea cu o trei­me din ace­as­tă cau­ză. Astfel ba­te­ria bu­clu­cașă va cos­ta com­pa­nia nu mai puțin de 2,3 miliarde de do­lari în ma­te­rie de pro­fi­turi.

Po­tri­vit lui Hac­kney, prin­ci­pa­la cau­ză pen­tru care bateriile ex­plo­de­a­ză es­te le­ga­tă de greșe­li­le din tim­pul pro­ce­su­lui de încăr­ca­re. „Sof­twa­re-ul dis­po­zi­ti­ve­lor de­ci­de cât de mult și cât de re­pe­de să fie încăr­ca­te bateriile. Da­că aces­te pro­to­coa­le sunt se­ta­te in­co­rect, pot du­ce la o des­ta­bi­li­za­re a unor ele­men­te chi­mi­ce din in­te­ri­o­rul ba­te­ri­ei“, spu­ne el.

Alte ele­men­te enu­me­ra­te de pro­fe­sor sunt su­praîncăl­zi­rea te­le­fo­nu­lui, dar și greșe­li în ca­drul pro­du­cți­ei - de exem­plu re­zi­duuri de me­tal care pot ajun­ge în in­te­ri­o­rul ba­te­ri­ei.

„Pu­te­rea de pro­ce­sa­re tot mai ma­re ne­ce­si­tă din ce în ce mai mul­tă energie, iar pro­vo­ca­rea per­ma­nen­tă es­te de a gă­si echil­brul per­fect între per­for­ma­nțe și con­su­mul de energie, fă­ră a sa­cri­fi­ca de­sig­nul pro­du­su­lui sau cos­tul aces­tu­ia“, sunt de pă­re­re re­pre­zen­ta­nții Allvi­ew, care re­cent au anu­nțat lan­sa­rea unui smartphone ce se lau­dă cu o du­ra­tă de viață a ba­te­ri­ei de trei-pa­tru zi­le. Aces­ta ar pu­tea fi un pas im­por­tant în do­me­niu, da­că se do­ve­dește a fi re­al. Cum au ajuns la ace­as­tă per­for­ma­nță? „Pro­ce­sor de ul­ti­mă ge­ne­rație cu un con­sum re­dus cu până la 30% față de so­luți­i­le SoC cla­si­ce, dis­play Amo­led de înal­tă ca­li­ta­te ce per­mi­te con­sum re­dus de energie, sis­tem de ope­ra­re op­ti­mi­zat prin so­luții ino­va­ti­ve de re­du­ce­re a con­su­mu­lui de energie“, sunt ar­gu­men­te­le in­vo­ca­te de re­pre­zen­ta­nții Allvi­ew. Ei adau­gă, la

Li­tiu-ion, vârful de lan­ce

fi­nal, și „ba­te­rie de ul­ti­mă ge­ne­rație cu ca­pa­ci­ta­te ma­re și vo­lum re­dus“. Așa­dar, mul­te pro­gre­se în du­ra­ta de viață a bateriilor țin de dez­vol­ta­rea altor com­po­nen­te pre­cum dis­play-uri sau pro­ce­sa­re care con­su­mă mai puți­nă ba­te­rie și de îmbu­nă­tăți­rea sof­twa­re-uri­lor. Cum­va, ino­vați­i­le în domeniul bateriilor nu reușesc să ți­nă pa­sul cu vi­te­za cu care avan­se­a­ză sof­twa­re-ul, de pil­dă.

Unul din­tre nu­me­le cu­nos­cu­te în domeniul înma­ga­zi­nă­rii ener­gi­ei es­te John Goo­de­no­u­gh, res­pon­sa­bil pen­tru des­co­pe­ri­rea bateriilor de tip LiFePO4 – li­tiu-fi­er-fos­fat, ce au de­venit cam cele mai po­pu­la­re din 1996 încoa­ce. În anii care au ur­mat aces­tei lan­sări, au apă­rut tot fe­lul de va­riații ale bateriilor li­tiu-ion, com­bi­na­rea cu di­ver­se alte ma­te­ria­le du­când la une­le îmbu­nă­tățiri.

Totuși ma­te­ria­lul are li­mi­tări și nu vom pu­tea ve­dea un te­le­fon care să fie încăr­cat doar o sin­gu­ră da­tă pe săp­tă­mână cu o ase­me­nea ba­te­rie. Mai cu se­a­mă că te­le­foa­ne­le de­vin din ce în ce mai pu­ter­ni­ce, cu pro­ce­soa­re mici și foar­te ra­pi­de, ecra­ne cu mi­li­oa­ne de cu­lori – or toa­te aces­tea con­su­mă foar­te mul­te re­sur­se.

Bateriile nu sunt însă im­por­tan­te doar în ca­zul gad­ge­tu­ri­lor, ci joa­că un rol ese­nțial și în ca­zul mași­ni­lor elec­tri­ce, care au po­te­nția­lul să ne afec­te­ze viața într-un mod pro­fund și care în mo­men­tul de față sunt ți­nu­te de­par­te de con­su­ma­to­rii de rând de... - ați ghi­cit -, bateriile care încă nu au o au­to­no­mie sa­tis­fă­că­toa­re; în plus, sunt încă foar­te scum­pe, re­pre­zen­tând acum o trei­me din cos­tul unui au­to­mo­bil elec­tric, con­form Bloom­berg.

Po­tri­vit IDTE­chEx, piața bateriilor va fi do­mi­na­tă și în ur­mă­to­rii ze­ce ani de bateriile li­ti­u­i­on, dar exis­tă anu­mi­te teh­no­lo­gii care „în con­diți­i­le po­tri­vi­te ar pu­tea lua 10% din piață, da­to­ri­tă fap­tu­lui că de­ja sunt fo­lo­si­te în seg­men­te nișa­te“.

Con­form es­ti­mă­ri­lor, seg­men­tul bateriilor li­tiu-ion ar ur­ma să ajun­gă la 3,130 MW până în 2020, cu o ra­tă anua­lă de creștere de 72%, în ma­re par­te da­to­ri­tă creșterii ce­re­rii pen­tru dis­po­zi­ti­ve de sto­ca­re a ener­gi­ei elec­tri­ce. „Cos­tul bateriilor Li-ion es­te o ma­re pro­vo­ca­re pen­tru in­dus­trie. Com­pa­ni­i­le se con­cen­tre­a­ză pe dez­vol­ta­rea bateriilor efi­ci­en­te din punctul de ve­de­re al cos­tu­lui, aces­ta scă­zând în me­die cu 23% în fi­e­ca­re an“, a spus Sayani Roy, ex­pert al Te­chNa­vio, fir­mă de cer­ce­ta­re de piață. Și Tes­la, pro­du­că­tor ale că­ror au­to­mo­bi­le au ba­te­rii li­tiu-ion, vrea să sca­dă cos­tul bateriilor la 100 de do­lari

kWh până în 2020; acest lu­cru ar însem­na o re­du­ce­re de 3,5 ori, prețul lor fi­ind în pre­zent de aproa­pe 350 do­lari/kWh.

În ca­zul mo­bi­le­lor, teh­no­lo­gia li­tiu-ion a fost adap­ta­tă pen­tru a fa­ce față di­men­si­u­ni­lor tot mai mari ale ecra­ne­lor și ne­voi­lor tot mai mari de energie pen­tru ru­la­rea de apli­cații și ope­rați­uni com­ple­xe. Însă nu pa­re a fi înde­a­juns. De ce teh­no­lo­gia de fa­bri­ca­re a bateriilor a ră­mas oa­re­cum blo­ca­tă, fă­ră a se între­ve­dea ni­cio so­luție via­bi­lă de îmbu­nă­tăți­re ra­di­ca­lă? De ani de zi­le, cer­ce­tă­to­rii din între­a­ga lu­me au lu­crat pen­tru a crește can­ti­ta­tea de energie ce poa­te fi sto­ca­tă într-o ba­te­rie cu li­tiu-ion. În timp ce mul­te mo­de­le și teh­nici au apă­rut în la­bo­ra­toa­re de cer­ce­ta­re din între­a­ga lu­me, puți­ne au ajuns să fie și co­mer­cia­li­za­te.

Cei de la Allvi­ew spun că sunt dez­vol­ta­te teh­no­lo­gii în pa­ra­lel cu cea li­tiu-ion, însă „până la acest mo­ment nu au fost im­ple­men­ta­te în pro­du­cția de ma­să din di­fe­ri­te mo­ti­ve: per­for­ma­nțe­le ne­sa­tis­fă­că­toa­re ra­por­ta­te la so­luți­i­le exis­ten­te, du­ra­ta de viață re­du­să sau cos­tu­ri­le exor­bi­tan­te de pro­du­cție“. La aces­te as­pec­te se adau­gă fap­tul că „so­luți­i­le de tip li­tiu-ion ră­mân în continuare va­rian­te­le ce pot oferi per­for­ma­nțe no­ta­bi­le și un ra­port co­rect ca­li­ta­te / preț. Însă chiar da­că ne ra­por­tăm în continuare la noți­u­nea ge­ne­ri­că Li-ion, ace­as­tă tehnologie es­te îmbu­nă­tăți­tă per­ma­nent, iar ca­li­ta­tea bateriilor a cres­cut con­si­de­ra­bil în ul­ti­mii ani“.

Un lu­cru di­fi­cil în dez­vol­ta­rea bateriilor es­te fap­tul că teh­no­lo­gia din spa­te nu es­te foar­te bi­ne înțe­le­a­să, se ara­tă într-un ar­ti­col din re­vis­ta Te­chno­lo­gy Re­vi­ew a MIT. Schim­ba­rea unui ele­ment al unei ba­te­rii, prin in­tro­du­ce­rea unui nou elec­trod, de exem­plu, poa­te pro­du­ce pro­ble­me ne­pre­vă­zu­te, une­le care nu pot fi de­tec­ta­te fă­ră ani de tes­ta­re. Așa­dar, pro­gre­sul în acest seg­ment a fost înre­gis­trat de com­pa­ni­i­le mari care au fă­cut mo­di­fi­cări mi­no­re de-a lun­gul ani­lor, fie în com­po­ziția bateriilor, fie în pro­ce­du­ra de pro­du­cție.

Un exem­plu es­te par­te­ne­ria­tul din­tre Tes­la și Pa­na­so­nic și fap­tul că din 2008 până în pre­zent cos­tul unei ba­te­rii pen­tru au­to­mo­bi­le­le Tes­la s-a înju­mă­tățit, în timp ce ca­pa­ci­ta­tea de sto­ca­re a cres­cut cu 60%. Iar com­pa­nia lui Elon Musk a anu­nțat Tes­la Mo­del 3, pe care vrea să-l lan­se­ze în 2017, un au­to­mo­bil de 35.000 de do­lari cu o au­to­no­mie de aproa­pe 350 km, ce re­pre­zin­tă o îmbu­nă­tăți­re con­si­de­ra­bi­lă și un pas spre mass-mar­ket; mo­de­lul es­te încă de­par­te de un au­to­mo­bil tra­diți­o­nal, care poa­te mer­ge pes­te 560 km cu un plin și care are un preț de achi­ziție mult mai mic.

Pe pa­tru roți

Emi­si­i­le de ga­ze cu efect de se­ră au atins un ni­vel re­cord de la an la an, con­form Orga­ni­zați­ei Me­te­o­ro­lo­gi­ce Mon­dia­le, o creștere care pro­voa­că schim­bări cli­ma­ti­ce; înde­o­bște ac­cep­tat es­te că încăl­zi­rea glo­ba­lă a pla­ne­tei poa­te avea con­se­ci­nțe de­zas­tru­oa­se. O par­te din vi­nă o au au­to­mo­bi­le­le tra­diți­o­na­le cu com­bus­tie in­ter­nă ce eli­mi­nă CO2 în at­mos­fe­ră. Însă cum so­ci­e­ta­tea mo­der­nă nu poa­te su­pra­vi­ețui fă­ră au­to­mo­bi­le, so­luția stă în îmbu­nă­tăți­rea ac­tua­le­lor ve­hi­cu­le sau înlo­cu­i­rea ce­lor po­luan­te cu alte­le elec­tri­ce. Stoc­kholm, de pil­dă, are în lu­cru un întreg car­ti­er în care va fi per­mis doar ac­ce­sul ve­hi­cu­le­lor elec­tri­ce, dar la fel de ade­vă­rat es­te că Sue­dia es­te una din­tre ță­ri­le în care in­te­re­sul față de emi­si­i­le de car­bon es­te la or­di­nea zi­lei de mu­lți ani.

„Una din ino­vați­i­le re­fe­ri­toa­re la bateriile de acu­mu­la­toa­re aci­de cu plumb, des­ti­na­te au­to­ve­hi­cu­le­lor echi­pa­te cu mo­toa­re ter­mi­ce, a fost in­tro­du­ce­rea tehnologiei

Start & Stop, care pre­su­pu­ne opri­rea mo­to­ru­lui ter­mic în tim­pul stați­o­nă­ri­lor in­traur­ba­ne (sto­puri, tre­ceri de pi­e­toni, in­ter­se­cții etc.) sau ex­traur­ba­ne («gâtu­iri» ale traficului aglo­me­rat pe au­tos­tră­zi la ore­le de vârf). În acest mod, se pre­co­ni­ze­a­ză o eco­no­mie ge­ne­ra­lă a con­su­mu­lui de com­bus­ti­bil cu­prins între 3% - 5% și, în mod im­pli­cit, o re­du­ce­re a emi­si­i­lor de CO2, în mod pro­po­rți­o­nal“, spun re­pre­zen­ta­nții pro­du­că­to­ru­lui de ba­te­rii Rom­bat.

Pro­du­că­to­rul ro­mân de acu­mu­la­tori auto, con­tro­lat de gru­pul sud-afri­can Me­tair, a înre­gis­trat anul tre­cut o ci­fră de afaceri de apro­xi­ma­tiv 70 de mi­li­oa­ne de eu­ro, mai mult cu 8,5% față de anul an­te­ri­or, con­form cal­cu­le­lor ZF pe ba­za da­te­lor tran­smi­se de com­pa­nie. Re­pre­zen­tații Rom­bat de­cla­rat că de­par­ta­men­tul de R&D are un rol ese­nțial, fă­ră însă a dez­vă­lui care es­te ni­ve­lul in­ves­tiți­i­lor care vi­ze­a­ză dez­vol­ta­rea noi­lor pro­du­se, me­nți­o­nând că „în pre­zent, se lu­cre­a­ză in­tens pen­tru îmbu­nă­tă­ti­rea con­ti­nuă a bateriilor plumb aci­de des­ti­na­te por­ni­rii au­to­ve­hi­cu­le­lor. Noi­le stan­dar­de, EN 50342-1 și EN 50342-6, pu­bli­ca­te în 2015, im­pun exi­ge­nțe de­o­se­bi­te pen­tru ca­li­ta­tea și per­for­ma­nța bateriilor“.

Pro­gre­sul teh­no­lo­gic, dar și res­tri­cți­i­le im­pu­se le­ga­te de po­lua­rea me­di­u­lui încon­ju­ră­tor (li­mi­ta ma­xi­mă a emi­si­i­lor de CO2 pen­tru au­to­ve­hi­cu­le es­te de 130 g CO2/km în 2015 și 95 g CO2/km în 2020) a dus la apa­riția unor noi ti­puri de ba­te­rii EFB (Enhan­ced Floo­ded Bat­te­ry) și AGM (Absor­pti­ve Glass Matt) sau

bateriile cu Li­tiu-ion, bateriile cu so­diu des­ti­na­te au­to­mo­bi­le­lor elec­tri­ce sau hi­brid.

Con­form pre­vi­zi­u­ni­lor, piața mon­dia­lă de ba­te­rii li­tiu-ion pen­tru au­to­tu­ris­me ar ur­ma să cre­as­că la 221 miliarde de do­lari până 2024, po­tri­vit unui ra­port al Na­vi­gant Re­se­ar­ch. „Mași­ni­le elec­tri­ce au ne­voie de ba­te­rii mai mari și apro­xi­ma­tiv 75% din bateriile din sec­to­rul au­to­mo­ti­ve vor fi pen­tru aces­te mașini“, a spus Wil­liam To­kash, ana­list al Na­vi­gant Re­se­ar­ch. În ra­port se pre­ci­ze­a­ză că se fac cer­ce­tări în do­me­niu pre­cum ba­te­rii li­tiu-aer, li­tiu-sulf, care ar pu­tea adu­ce con­tri­buți im­por­tan­te în do­me­niu, dar nu vor fi im­ple­men­ta­te în au­to­mo­bi­le de­cât du­pă 2020.

Au­to­mo­bi­le­le elec­tri­ce vor ajun­ge la 35% (41 mi­li­oa­ne de uni­tăți) din vânză­ri­le to­ta­le în 2040, adi­că de

90 de ori mai mult de­cât vânză­ri­le ac­tua­le (aproa­pe 500.000 de uni­tăți la ni­vel glo­bal în 2015). Mai mult de atât, scă­de­rea prețu­ri­lor bateriilor va re­du­ce cos­tul unei mașini elec­tri­ce sub cos­tul unei mașini con­venți­o­na­le în 2025; prețul unei mașini elec­tri­ce va ajun­ge în ju­rul a 22.000 de do­lari (la va­loa­rea din pre­zent) în 2040, con­form unei cer­ce­tări a Bloom­berg New Ener­gy Fi­nan­ce (BNEF). Până acum, s-au vândut pe tot glo­bul în jur de 1,3 mi­li­oa­ne de mașini elec­tri­ce, ce­ea ce re­pre­zin­tă mai puțin de 1% din to­ta­lul au­to­tu­ris­me­lor mici.

Re­pre­zen­ta­nți ai Orga­ni­zați­ei Ță­ri­lor Expor­ta­toa­re de Pe­trol su­sțin că și în ca­zul în care pre­vi­zi­u­ni­le le­ga­te de evo­luția mași­ni­lor elec­tri­ce sunt co­rec­te, nu­mă­rul to­tal al aces­to­ra pe plan glo­bal abia va ajun­ge la

1%. Pe de altă par­te, Bloom­berg

New Ener­gy Fi­nan­ce cre­de că da­că pro­du­că­tori ca Nis­san, Tes­la sau Che­vro­let își me­nțin pre­di­cți­i­le de creștere pen­tru ve­hi­cu­le­le elec­tri­ce, în ur­mă­to­rii ani aproa­pe ju­mă­ta­te din mași­ni­le afla­te pe dru­muri se vor încăr­ca la pri­ze. „La ba­za aces­tei es­ti­mări stă re­du­ce­rea cos­tu­ri­lor bateriilor li­tiu-ion pen­tru au­to­mo­bi­le elec­tri­ce. Cos­tu­ri­le bateriilor au scăzut

de­ja cu 65% din 2010 până în pre­zent, ajun­gând la o va­loa­re de 350 de do­lari kWh în 2015. Iar până în

2030, pra­gul ar ur­ma să sca­dă pen­tru bateriile mași­ni­lor elec­tri­ce până la

120 de do­lari kWh și poa­te scă­dea și mai mult când noi teh­no­lo­gii vor apă­rea în do­me­niu“, ar­gu­men­te­a­ză Co­lin McKer­ra­cher, ana­list al Bloom­berg New Ener­gy Fi­nan­ce.

Anul tre­cut vânză­ri­le au­to­mo­bi­le­lor elec­tri­ce au cres­cut cu 60%, evo­luție cla­si­fi­ca­tă drept „in­te­re­sant“de cei de la Bloom­berg, având în ve­de­re că și re­pre­zen­ta­nții Tes­la și-au es­ti­mat ra­ta de creștere anua­lă la 60% până în 2020; în plus, ace­e­ași evo­luție au înre­gis­trat și vânză­ri­le ce­le­bru­lui Ford Mo­del T în anii 1910.

Tes­la a vândut anul tre­cut în jur de 50.000 de uni­tăți și vrea să ajun­gă la 500.000 de ve­hi­cu­le vându­te anual până în 2020. Pen­tru a pu­tea li­vra un nu­măr atât de ma­re, în deșer­tul Ne­va­da se con­stru­i­ește fa­bri­ca Tes­la nu­mi­tă Gi­ga­fac­to­ry, un­de se vor pro­du­ce ba­te­rii li­tiu-ion; când va fi ga­ta, clă­di­rea ma mar­ca un re­cord, având cea mai ma­re am­pren­tă la sol din lu­me - apro­xi­ma­tiv 900.000 de me­tri pă­trați. Elon Musk, fon­da­to­rul Tes­la, a anu­nțat la lan­sa­rea din pri­mă­va­ra aces­tui an a au­to­mo­bi­lu­lui Mo­del 3 că fa­bri­ca, pen­tru dez­vol­ta­rea că­reia es­te ne­ce­sa­ră o in­ves­tiție de 5 miliarde de do­lari, va pro­du­ce 500.000 de ba­te­rii li­tiu-ion în fi­e­ca­re an. Re­pre­zen­ta­nții com­pa­ni­ei ame­ri­ca­ne su­sțin că Gi­ga­fac­to­ry va pro­du­ce până în anul 2018 ba­te­rii li­tiu-ion la un preț cu 30% mai mic față de cel actual. Așa­dar, pre­vi­zi­u­ni­le sunt op­ti­mis­te pen­tru com­pa­nia dez­vol­ta­tă de Musk, având în ve­de­re că pes­te 190.000 de per­soa­ne au fă­cut, în pri­me­le 24 de ore de la lan­sa­re, o pre­co­man­dă pen­tru Mo­del 3 de la Tes­la. Ce­ea ce înse­am­nă, la un preț me­diu de 42.000 de do­lari, cu ex­trao­pți­uni, 7,5 miliarde de do­lari. Acum tre­bu­ie doar să li­vre­ze.

Cum o să se ali­men­te­ze toa­te aces­te mașini? Da­că es­ti­mă­ri­le sunt co­rec­te, ve­hi­cu­le­le elec­tri­ce vor con­su­ma în 2040 circa 1.900 te­ra­wați, ce­ea ce înse­am­nă 10% din ener­gia pro­du­să de ome­ni­re anul tre­cut.

Ves­tea bu­nă es­te că oamenii ape­le­a­ză din ce în ce mai mult la energie re­ge­ne­ra­bi­lă, iar 2013 a fost pri­mul an în care acest tip de energie l-a de­pășit pe cel cla­sic. În 2020, ome­ni­rea va adău­ga 91 gi­ga­wați la ca­pa­ci­ta­tea de sto­ca­re a ener­gi­ei din com­bus­ti­bi­li fo­si­li și 208 din energie re­ge­ne­ra­bi­lă.

Pen­tru con­stru­cția de ba­te­rii cu li­tiu va fi ne­voie de mai puțin de 1% din re­sur­se­le cu­nos­cu­te de li­tiu, ni­chel, man­gan și cu­pru și 4% din re­sur­se­le de co­bat, po­tri­vit BNEF. Abia în 2030 es­te aștep­tat ca pro­du­că­to­rii să adop­te alte ma­te­ria­le ce vor îmbu­nă­tăți ca­pa­ci­ta­tea bateriilor, mă­ri­mea și per­for­ma­nța lor.

Su­bes­ti­ma­rea și su­pra­es­ti­ma­rea

Chiar da­că do­mi­nă piața și cer­ce­tă­to­rii mi­ze­a­ză în continuare pe bateriile li­tiu-ion, ur­mă­to­rul pas al in­dus­tri­ei es­te mi­za pe ba­te­rii se­mi­so­li­de sau chiar so­li­de ori pe com­bi­nații din di­ver­se ma­te­ria­le. În 2013, cer­ce­tă­to­rii de la Uni­ver­si­ta­tea Teh­no­lo­gi­că din Na­nyang, din Sin­ga­po­re, anu­nțau că au des­co­pe­rit un nou ma­te­rial, care ar pu­tea re­vo­luți­o­na domeniul: di­o­xi­dul de ti­tan. Sub for­mă de na­no­par­ti­cu­le, poa­te fi in­clus în ano­dul de car­bon al ba­te­ri­ei li­tiu-ion, du­blând ca­pa­ci­ta­tea și per­for­ma­nțe­le aces­teia. Astfel s-ar obți­ne o du­ra­bi­li­ta­te cres­cu­tă a ba­te­ri­ei (care poa­te ajun­ge și la

20 de ani), crește­rea nu­mă­ru­lui de ci­cluri de fun­cți­o­na­re (mi­ni­mum

10.000 de ci­cluri) și scă­de­rea tim­pu­lui ne­ce­sar pen­tru încăr­ca­re (în te­o­rie, ar fi ne­ce­sa­re doar 2 mi­nu­te pen­tru încăr­ca­rea până la 70%!). Atunci cer­ce­tă­to­rii su­sți­neau că vor reuși să cre­e­ze ba­te­rii fe­za­bi­le în ma­xi­mum doi ani și că teh­no­lo­gia ar ur­ma să ajun­gă în pro­du­cția de ma­re se­rie în ma­xi­mum cinci ani. Sun­tem în 2016 – au tre­cut mai bi­ne de trei ani - și asia­ti­cii nu au anu­nțat o pro­du­cție în se­rie încă.

În ur­mă cu doi ani, alți cer­ce­tă­tori, de da­ta ace­as­ta de la Uni­ver­si­ta­tea din To­kio, pre­zen­tau con­cep­tul unei ba­te­rii care, prin uti­li­za­rea co­bal­tu­lui în struc­tu­ra ca­to­du­lui, du­cea la crește­rea de până la șap­te ori a ca­pa­ci­tății ba­te­ri­ei.

Iar start-up-ul ame­ri­can Ampri­us su­sți­ne că a dez­vol­tat ba­te­rii mult mai bu­ne de­cât ori­ca­re din­tre cele co­mer­cia­li­za­te în pre­zent, da­to­ri­tă uti­li­ză­rii unor elec­tro­zi de si­li­ciu na­nos­truc­tu­rați. Da­că acest lu­cru se do­ve­dește a fi co­rect, ar pu­tea pro­du­ce pe sca­ră ma­re ba­te­rii Li-ion cu o den­si­ta­te de energie ma­re, ce ar pu­tea fi fo­lo­si­te pen­tru gad­ge­turi,

dar și au­to­mo­bi­le. În te­o­rie, si­li­ci­ul po­se­dă o ca­pa­ci­ta­te de sto­ca­re a ener­gi­ei elec­tri­ce de ze­ce ori mai ma­re de­cât a li­ti­u­lui (4.200 mAh/g față de 370 mAh/g); însă di­fi­cul­ta­tea pen­tru cer­ce­tă­tori ră­mâne ace­ea de a fa­ce o ba­te­rie care să funcționeze ori­un­de, nu doar în la­bo­ra­tor.

Însă me­nți­uni în pre­să des­pre acest start-up sunt încă din 2010, iar în

2012 se vor­bea des­pre fap­tul că ar fi în dis­cuții cu anu­miți pro­du­că­tori de elec­tro­cas­ni­ce pen­tru a le im­ple­men­ta bateriile. Încă nu știm în ce sta­diu se află. Ră­mâne de vă­zut doar cât de ief­tin și cât de efi­ci­ent poa­te pro­du­ce Ampri­us bateriile pro­mi­se.

Com­pa­ni­i­le Alcoa și Phi­ner­gy au înce­put tes­te­le in­ten­si­ve a tehnologiei alu­mi­niu-aer pen­tru bateriile mași­ni­lor elec­tri­ce. Astfel, ba­te­rii cu ma­sa de 100 kg ar du­ce, în te­o­rie, la o au­to­no­mie de 3.000 km, de ze­ce ori mai mult de­cât o ba­te­rie li­tiu-ion de ace­lași ga­ba­rit, dar mai grea de cinci ori în com­pa­rație cu cea care are în com­po­ziție alu­mi­niu-aer. Pro­ble­ma es­te că ba­te­ria se „con­su­mă“du­pă par­cur­ge­rea aces­tei dis­ta­nțe. Din cau­za re­a­cți­i­lor chi­mi­ce, alu­mi­ni­ul din care es­te re­a­li­zat ano­dul își pi­er­de pro­pri­e­tăți­le și nu mai poa­te pro­du­ce su­fi­ci­ent cu­rent elec­tric. Ce­ea ce însem­nă că va tre­bui ca la ca­pă­tul cur­sei ba­te­ria să fie schim­ba­tă cu to­tul.

Pe lângă aces­tea, alte zeci de des­co­pe­riri au fost me­nți­o­na­te în pre­să, însă cele mai pro­miță­toa­re ba­te­rii par a fi cele re­a­li­za­te din gra­fen. „Exis­tă foar­te mul­te ino­vații în do­me­niu, de la so­luții ce fo­lo­sesc di­o­xi­dul de ti­tan, teh­no­lo­gii li­ti­ua­er, hi­dro­gen, până la ba­te­rii cu mi­cros­truc­tu­ră 3D. Urmă­rim în per­ma­ne­nță evo­luția teh­no­lo­gi­i­lor și sun­tem în strânsă le­gă­tu­ră cu dez­vol­ta­to­rii, res­pec­tiv pro­du­că­to­rii de ba­te­rii“, spun re­pre­zen­ta­nții Allvi­ew.

Gra­fe­nul es­te o sub­sta­nță for­ma­tă din car­bon pur, cu ato­mi aran­jați he­xa­go­nal, ase­mă­nă­tor cu gra­fi­tul, dar de gro­si­mea unui atom. Avan­ta­jul prin­ci­pal es­te că gra­fe­nul es­te foar­te ușor. Andre Geim și Kos­tya No­vo­se­lov au des­co­pe­rit ele­men­tul în 2004 și au și pri­mit pen­tru ace­as­tă reuși­tă premiul Nobel. Re­cent, Co­mi­sia Europeană a por­nit un pro­gram de

cer­ce­ta­re care vi­ze­a­ză gra­fe­nul; sunt pla­nuri pen­tru pro­gra­me de in­ves­tiții de pes­te 1 mi­liar de eu­ro. O echi­pă de cer­ce­tă­tori din Co­re­ea de Sud a des­co­pe­rit o me­to­dă de a con­strui ba­te­rii mult mai efi­ci­en­te, iar pro­ce­sul de fa­bri­cație a aces­to­ra es­te cel puțin ne­o­bișnu­it, fi­ind ase­mă­nat cu „pră­ji­rea“în ulei. Co­re­e­nii au reușit să re­a­li­ze­ze elec­tro­zi cu o ra­tă ma­re a tran­sfe­ru­lui de energie, pul­ve­ri­zând oxid de gra­fen într-o so­luție aci­dă ames­te­ca­tă cu un sol­vent or­ga­nic.

Ca de fi­e­ca­re da­tă în astfel de proi­ec­te ex­pe­ri­men­ta­le, cea mai im­por­tan­tă fa­ză es­te sca­la­rea pro­du­cți­ei. De la câte­va sfe­re într-un la­bo­ra­tor, ace­as­tă teh­ni­că tre­bu­ie să fie uti­li­za­tă la sca­ră ma­re în mi­li­oa­ne de ba­te­rii pen­tru a-și do­ve­di efi­ci­e­nța și pen­tru a re­du­ce cos­tu­ri­le.

Iar com­pa­nia chi­ne­ză Don­gxu Opto­e­lec­tro­nics a dez­vă­lu­it în ca­drul unui eveni­ment la Bei­jing o ba­te­rie nu­mi­tă G-King, nu­mi­tă pri­ma ba­te­rie cu gra­fen. Ace­as­ta ce are o ca­pa­ci­ta­te de 4.800mAh, se poa­te încăr­ca com­plet în doar 13-15 mi­nu­te și are 3.500 de ci­cluri de uti­li­za­re. Bateriile gra­fen-po­li­me­ri­ce sunt de do­uă ori mai ușoa­re de­cât cele li­tiu-ion, se încar­că mai re­pe­de și au o au­to­no­mie mai ma­re. Din pă­ca­te, re­pre­zen­ta­nții com­pa­ni­ei chi­ne­ze nu au vrut să spu­nă când am pu­tea ve­dea pro­du­sul într-un te­le­fon sau la in­te­ri­o­rul unui au­to­tu­rism.

Un exem­plu de pro­dus co­mer­cial al unei ba­te­rii cu gra­fen es­te Vor-Po­wer Strap, lan­sat în iu­nie 2014. Es­te vorba des­pre un acu­mu­la­tor fle­xi­bil, ce poa­te fi atașat ori­că­rui ruc­sac și care fun­cți­o­nea­ză ca o stație de încăr­ca­re mo­bi­lă; cântă­rește 450 de gra­me și are o ca­pa­ci­ta­te de 7.200 mAh. „Domeniul bateriilor es­te unul pen­tru ju­că­to­rii mari de­oa­re­ce exis­tă atât de mul­te lu­cruri care pot mer­ge greșit în re­a­li­za­rea unui astfel de pro­dus. Sper ca alte start-up-uri să ai­bă suc­ces, dar du­pă cum se ve­de în ul­ti­mii ani, acest lu­cru pa­re să fie încă de­par­te“, afir­mă Andy Chu, fost con­du­că­tor al A123 Sys­tems, un start-up ce a pro­mis în 2012 o ba­te­rie ce ur­ma să re­vo­luți­o­ne­ze in­dus­tria auto, dar care într-un fi­nal a eșuat la­men­ta­bil.

Lă­sând la o par­te bateriile, ce­lu­le­le de com­bus­tie și acu­mu­la­to­rii cla­sici, un ele­ment in­te­re­sant în pei­sa­jul ener­ge­tic sunt su­per­ca­pa­ci­to­rii, con­si­de­rați can­di­dații cei mai pro­miță­tori pen­tru ge­ne­rația vi­i­toa­re de dis­po­zi­ti­ve de sto­ca­re a ener­gi­ei elec­tri­ce. Aces­te dis­po­zi­ti­ve sunt stu­dia­te și dez­vol­ta­te și în România.

„Față de ba­te­rii, ei au o an­du­ra­nță ma­re și sta­bi­li­ta­te în timp. Bateriile, acu­mu­la­to­rii și su­per­ca­pa­ci­to­rii sunt lu­cruri dis­tinc­te, dar fac par­te din ace­e­ași fa­mi­lie, ace­ea a dis­po­zi­ti­ve­lor de sto­ca­re a ener­gi­ei. Am ur­mă­rit dez­vol­ta­rea de su­per­ca­pa­ci­tori pe ba­ză de ma­te­ria­le elec­troac­ti­ve po­li­mer-car­bon. Ti­pul aces­ta de su­per­ca­pa­ci­tor es­te de ma­re in­te­res în cer­ce­ta­rea mon­dia­lă, da­to­ri­tă avan­ta­je­lor da­te atât de car­bon, cât și de po­li­me­rii con­duc­tori, iar com­bi­na­rea lor du­ce la per­for­ma­nțe de­o­se­bi­te“, spunea dr. ing. Ade­la

Bă­ra, șef de la­bo­ra­tor în ca­drul In­sti­tu­tu­lui Nați­o­nal de Cer­ce­ta­re Dez­vol­ta­re pen­tru Ingi­ne­rie Elec­tri­că, pen­tru Ager­pres. Ea a adău­gat că apli­cați­i­le pen­tru su­per­ca­pa­ci­tori sunt nu­me­roa­se: pro­du­se por­ta­bi­le, pen­tru mo­toa­re elec­tri­ce, re­col­ta­rea de energie, în elec­tro­ni­că, cal­cu­la­toa­re, tran­spor­turi, te­le­fo­nie. „Încer­căm să fa­cem un con­cu­rent al acu­mu­la­to­ri­lor; con­cret se pot fo­lo­si la mult do­ri­te­le mașini eco­lo­gi­ce, cele elec­tri­ce, care pot uti­li­za su­per­ca­pa­ci­to­rii. Am re­a­li­zat mo­de­le de su­per­ca­pa­ci­tori, însă nu sunt la ni­vel de dez­vol­ta­re de piață. Exis­tă ce­reri de bre­ve­te de in­venție și un mo­del de su­per­ca­pa­ci­tor“, afir­ma Ade­la Bă­ra. Su­per­ca­pa­ci­to­rii sunt com­puși din doi elec­tro­zi, un elec­tro­lit, mem­bra­na se­pa­ra­toa­re și, în fun­cție de ca­rac­te­ris­ti­ci­le ma­te­ria­le­lor fo­lo­si­te, per­for­ma­nțe­le lor di­fe­ră.

Es­te clar că pen­tru a re­du­ce di­fe­re­nța din­tre cele do­uă ti­puri de au­to­mo­bi­le (com­bus­tie in­ter­nă și elec­tri­că) și pen­tru ca gad­ge­tu­ri­le să me­ar­gă mai mult cu o sin­gu­ră încăr­ca­re, es­te ne­ce­sa­ră o schim­ba­re ra­di­ca­lă în domeniul bateriilor, nu doar de îmbu­nă­tățiri mi­no­re. Allvi­ew es­te op­ti­mist și cre­de că „vom ve­dea în cu­rând schim­bări ma­jo­re pe acest seg­ment“. Însă am pu­tea spe­ra ca acest lu­cru să se întâmple abia du­pă 2020. Du­pă cum spu­ne Bill Ga­tes, „întot­de­au­na su­pra­es­ti­măm ce­ea ce se va schim­ba în ur­mă­to­rii doi ani și su­bes­ti­măm schim­ba­rea care va avea loc în ur­mă­to­rii ze­ce“.

Newspapers in Romanian

Newspapers from Romania

© PressReader. All rights reserved.