Giant Redox Flow Batteries Could Power City in the Future
“…..แบตเตอรี่ไหล Flow Battery คือ แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ซึ่งอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte ที่เป็นของเหลวจะไหลผ่านเซลล์ไฟฟ้าเคมีตั้งแต่หนึ่งถังขึ้นไป….”
ทั้งนี้ Flow Battery ทั่วไปนั้น การเพิ่มศักยภาพปริมาณความจุในการจัดเก็บพลังงานเป็นเรื่องง่ายดายมากด้วยเพียงการเพิ่มปริมาณอิเล็กโทรไลต์เหลวที่เก็บไว้ในถังเท่านั้น .. และเพราะว่า เซลล์ไฟฟ้าเคมี Electrochemical Cells สามารถเชื่อมต่อทางไฟฟ้าแบบอนุกรม หรือขนานได้ด้วย .. ดังนั้น การปรับเพิ่มลดความจุกำลังไฟฟ้าชุดแบตเตอรี่ไหล Flow Battery Packs ที่สะดวกกว่า การกำหนดระดับพลังงานที่จัดเก็บไว้ และระยะเวลาการคายประจุแต่ละรอบที่ทนยาวกว่าเหล่านี้ คือ คุณลักษณะสำคัญที่น่าสนใจอย่างยิ่งของระบบแบตเตอรี่ไหล Flow Battery Systems ..
Flow Battery or Redox Flow Battery | Credit: International Flow Battery Forum / IFBF
ในประเด็นทางเทคนิคนั้น แบตเตอรี่ไหล Flow Battery หรือ รีดอกซ์โฟลว์แบตเตอรี่ Redox Flow Battery หมายถึง เซลล์ไฟฟ้าเคมีชนิดหนึ่งที่พลังงานเคมีเกิดขึ้นจากส่วนประกอบทางเคมีของ 2 สารละลายที่อยู่ในสถานะของเหลวซึ่งสูบผ่านระบบโดยแยกด้านของเมมเบรน Membrane .. การแลกเปลี่ยนไอออน และการไหลของกระแสไฟฟ้า เกิดขึ้นผ่านเมมเบรนในขณะที่ของเหลวทั้งสองไหลเวียนอยู่ในพื้นที่ของตัวเอง .. แรงดันไฟฟ้าของเซลล์ไฟฟ้าเคมี ถูกกำหนดโดยสมการ และช่วงของ Nernst Equation ซึ่งเกี่ยวข้องกับศักยภาพการเกิด Oxidation / Reduction Potential ในการใช้งานจริง ตั้งแต่ 1.0 – 2.43 Volts ..
แบตเตอรี่แบบไหล Flow Battery สามารถใช้งานได้เหมือนเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell ซึ่งเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วถูกดึงออกมา และเติมเชื้อเพลิงใหม่ลงในระบบ หรือเหมือนแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ ซึ่งแหล่งพลังงานไฟฟ้าขับเคลื่อนการสร้างเชื้อเพลิงใหม่ แม้ว่าจะมีข้อได้เปรียบทางเทคนิคมากกว่าระบบแบบชาร์จไฟได้ทั่วไป เช่น ถังของเหลวที่แยกส่วนได้ และอายุการใช้งานที่ไม่จำกัด แต่การใช้งานในปัจจุบันมีประสิทธิภาพน้อยกว่า และต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น ..
ทั้งนี้ ความจุพลังงาน Energy Capacity แปรผันตามปริมาตรอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte Volume และกำลังไฟฟ้า Power แปรผันตามขนาดพื้นที่ผิวของอิเล็กโทรด Surface Area of the Electrodes ..
การพัฒนาเซลล์แบตเตอรี่ไหล Flow Battery ประเภทต่าง ๆ รวมถึง แบตเตอรี่ไหลแบบสารอินทรีย์ และอนินทรีย์ Organic & Inorganic Flow Batteries .. การออกแบบแบตเตอรี่ไหลในแต่ละประเภท สามารถจำแนกเพิ่มเติมได้เป็นหลากหลายรูปแบบ ได้แก่ แบตเตอรี่แบบไหลเต็ม Full Flow Batteries, แบตเตอรี่แบบกึ่งไหล Semi – Flow Batteries และแบตเตอรี่แบบไม่มีเมมเบรน Membraneless Flow Batteries .. อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างแบตเตอรี่ทั่วไป และแบตเตอรี่ไหล คือ ในแบตเตอรี่ทั่วไป พลังงานถูกเก็บไว้ในวัสดุที่เป็นอิเล็กโทรด Electrode Material ในขณะที่เซลล์แบตเตอรี่ไหลนั้น พลังงานจะถูกเก็บไว้ในอิเล็กโทรไลต์เหลว Liquid Electrolyte ด้วย Redox Reaction ..
แบตเตอรี่ไหลแบบใช้ธาตุเหล็ก Iron Flow Battery คืออะไร และทำงานอย่างไร จึงถูกมองว่าเป็นอนาคตในการขับเคลื่อนเมืองทั้งเมืองได้ ..
แบตเตอรี่ไหลรูปแบบที่ใช้เหล็กทั้งหมด All – Iron Flow Batteries เป็นการพัฒนาเทคโนโลยีที่นำเสนอข้อไขการใช้งานได้ยาวนานในการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนอย่างปลอดภัย มีประสิทธิภาพ ราคาถูกกว่า และคุ้มค่า .. เทคโนโลยีรูปแบบนี้ รวมทั้งผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อการจัดเก็บพลังงานระดับกริด Grid Scale ได้รับการศึกษาวิจัยอย่างกว้างขวางมาก่อนหน้านี้ในทศวรรษที่ผ่านมา ..
โดยทั่วไป Flow Battery เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่เก็บพลังงานไว้ในถังภายนอกของอิเล็กโทรไลต์เหลว Liquid Electrolyte ที่สูบผ่านอิเล็กโทรด Electrodes เพื่อแยกอิเล็กตรอน เมื่อแหล่งพลังงานให้อิเล็กตรอน ปั๊มของเหลวจะดันอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้แล้วกลับเข้าไปในอิเล็กโทรด ชาร์จอิเล็กโทรไลต์ และส่งกลับไปยังถังเก็บภายนอก .. แบตเตอรี่ไหลธาตุเหล็กทั้งหมดใช้อิเล็กโทรไลต์ Electrolytes ที่ประกอบด้วย ‘เกลือของเหล็กในรูปแบบไอออไนซ์ Iron Salts in Ionized Form’ เพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปของพลังงานเคมี .. การจัดเก็บพลังงานเคมีภายในถัง หรือภาชนะบรรจุภายนอกนั้น ทำให้แบตเตอรี่ไหล Flow Battery มีความยืดหยุ่นสำหรับการไหลเวียนของพลังงาน และอัตราการจัดเก็บพลังงานด้วยความจุที่สูงกว่า รวมทั้งทำให้การจัดการพลังงานเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพด้วยต้นทุนราคาถูก ..
การใช้ธาตุเหล็กในแบตเตอรี่ไหล เป็นข้อได้เปรียบโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพราะความอุดมสมบูรณ์ในธรรมชาติ และไม่เป็นพิษ .. ดังนั้นจึงสร้างทางเลือกที่เหมาะสม และปลอดภัยสำหรับการจัดเก็บพลังงานเคมีไฟฟ้า .. วิธีที่แบตเตอรี่ไหลแบบใช้ธาตุเหล็กทั้งหมด All – Iron Flow Batteries สามารถทำให้เกิดประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ และโอกาสทางธุรกิจที่น่าสนใจจากนี้ไป ด้วยเหตุผลที่อธิบายได้ ดังนี้ :-
เทคโนโลยีแบตเตอรี่ไหล Flow Battery ต้นทุนต่ำ และประหยัดค่าใช้จ่าย ..
แบตเตอรี่ไหลแบบใช้ธาตุเหล็กทั้งหมดมีอายุการใช้งานยาวนานที่สุด และเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ถูกที่สุดเมื่อเทียบกับอุปกรณ์เก็บพลังงานเคมีไฟฟ้า เช่น ตัวเก็บประจุยิ่งยวด Supercapacitors, เซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell และการจัดเก็บไฮโดรเจน Hydrogen Storage, แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead – Acid Batteries, แบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium – Ion Batteries, แบตเตอรี่โซเดียมซัลเฟอร์ Sodium Sulfur Batteries และแบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์ Vanadium Redox Batteries .. ทั้งนี้ แบตเตอรี่ไหลรูปแบบที่ใช้เหล็กทั้งหมด All – Iron Flow Batteries มีอายุการใช้งานอย่างน้อย 15 ปี ด้วยค่าใช้จ่ายต้นทุนพลังงาน Storage Capacity Cost ต่อความจุที่ต่ำอย่างยิ่ง อยู่ที่ 250 – 400 เหรียญสหรัฐฯ / KWh เท่านั้น ..
ESS Inc’s Energy Warehouse | A 75kW / 500kWh All Iron Flow Battery Containerized System | Credit: ESS Inc.
แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead – Acid Batteries เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ราคาถูกเพียงตัวเดียวที่มีราคาตั้งแต่ 400 – 600 เหรียญสหรัฐฯ / KWh แต่จะมีอายุการใช้งานเพียง 3 – 4 ปีเท่านั้น .. นอกจากข้อเสียของอายุการใช้งานที่ต่ำแล้ว แบตเตอรี่กรดตะกั่ว ยังมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำ และไวต่ออุณหภูมิอีกด้วย แม้ว่าแบตเตอรี่ไหลแบบใช้ธาตุเหล็กทั้งหมด All – Iron Flow Batteries จะมีข้อเสียเปรียบ เช่น วิวัฒนาการของไฮโดรเจนที่รุดหน้าต่อเนื่อง แรงดันเซลล์ไฟฟ้าต่ำกว่า และประเด็นที่เกี่ยวกับประสิทธิภาพกำลังไฟฟ้า .. ทั้งนี้ สิ่งเหล่านี้ยังมิใช่ประเด็นปัญหาใหญ่ เนื่องเพราะเทคโนโลยี Flow Battery Technology ที่กำลังพัฒนาขึ้นนั้น สามารถเอาชนะปัญหาเหล่านี้ด้วยการปรับแต่งทางเทคนิคที่เหมาะสมให้ตรงตามความต้องการสำหรับระบบสาธารณูปโภคในบริการสาธารณะของเมืองใหญ่ ๆ ได้ไม่ยาก ..
เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน ..
เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีสังกะสี วานาเดียม หรือลิเธี่ยมไอออนแล้ว แบตเตอรี่แบบใช้ธาตุเหล็กทั้งหมดเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าเนื่องจากมีธาตุเหล็กอยู่เป็นจำนวนมาก แบตเตอรี่แบบไหลเป็นเหล็กทั้งหมดนำเสนอโซลูชันการจัดเก็บพลังงานเคมีสำหรับภาครัฐ และบริษัทฯ ธุรกิจที่มุ่งต้องการลดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมในสังคมได้อย่างยั่งยืน ..
ความปลอดภัย ..
แบตเตอรี่แบบใช้ธาตุเหล็กทั้งหมด All – Iron Flow Batteries เป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่าโลหะอื่น ๆ ที่ใช้บ่อยในอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานเคมีไฟฟ้า เช่น ลิเธี่ยม .. ในขณะที่ลิเธี่ยมไฮเดรต Lithium Hydrates เป็นพิษ ไวไฟ ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำ และกัดกร่อนในอากาศ .. เปรียบเทียบกับโลหะที่เป็นเหล็ก Iron ซึ่งเป็นทางเลือกที่ไม่เป็นพิษ พวกมันมีปฏิกิริยาเพียงเล็กน้อยกับน้ำ และอากาศ ด้วยเหตุนี้ แบตเตอรี่แบบใช้ธาตุเหล็กทั้งหมด All – Iron Flow Batteries จึงเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่ความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อม หรือไวต่อการติดไฟ ..
การปฏิบัติได้จริง ..
แบตเตอรี่แบบไหลเหล็กทั้งหมด All – Iron Flow Batteries มีอายุการใช้งานยาวนาน และยืดหยุ่น ช่วยให้ธุรกิจเชิงพาณิชย์สามารถจัดการพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการปรับเปลี่ยนการไหลของพลังงาน และอัตราการจัดเก็บเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะต่าง ๆ ได้หลากหลาย .. แบตเตอรี่แบบไหลเป็นเหล็กทั้งหมด All – Iron Flow Batteries ไม่ต้องการข้อกำหนดในการระบายความร้อนซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่แบบไหลอื่น ๆ ทำให้กระบวนการติดตั้ง และบำรุงรักษาง่ายขึ้นอย่างมาก ..
การแข่งขันระหว่างแบตเตอรี่ไหล Redox Flow Batteries และแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium Ion Batteries กำลังจะร้อนแรงขึ้นในทศวรรษหน้า ..
รายงานโดย IDTechEx ระบุว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่ไหล Redox Flow Battery อาจเริ่มมีการใช้งานทดแทนแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium Ion Battery ในทศวรรษหน้า และได้รับการคาดหมายว่า จะขึ้นแซงหน้าความจุพลังงานของชุดแบตเตอรี่ Lithium Ion ที่ติดตั้งใช้งานบนระบบสายส่ง ภายในปี 2574 ..
เมื่อใช้ วาเนเดียม Vanadium, ซิงค์ – โพลีไอโอไดด์ Zinc Polyiodide, โพลิซัลไฟด์โบรไมด์ Polysulfide Bromide หรือสารละลายอิเล็กโทรไลต์ยูเรเนียม Uranium Electrolyte Solution ที่เก็บไว้ในถังเก็บ .. แบตเตอรี่ไหล Redox Flow Batteries สามารถเก็บพลังงานจากแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน ซึ่งรวมถึงพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม หรือพลังคลื่น และคายพลังงานออกมาใช้เมื่อจำเป็นได้ด้วยระยะเวลาทนยาว ..
การคาดการณ์ของ IDTechEx สำหรับระบบจัดเก็บพลังงานรูปแบบนี้ ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่า สถานการณ์ด้านพลังงานมีการเปลี่ยนแปลงอันเป็นผลมาจากนโยบายที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเป็นเวลาหลายปีที่ประเทศต่าง ๆ มุ่งมั่นดำเนินการในระดับนานาชาติทั่วโลก โดยพบว่า ระบบจัดเก็บพลังงาน Energy Storage มีบทบาทสำคัญยิ่งในการผนวกรวมพลังงานหมุนเวียนที่ผันแปร Variable Renewable Energy : VRE บนโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้า และภาพรวมระบบพลังโลกในอนาคต ..
“การใช้พลังงานทางเลือก พลังงานหมุนเวียนที่ผันแปรปริมาณมหาศาล ส่งผลกระทบอย่างมากต่อโครงสร้างพื้นฐานของระบบสายส่ง และแนวโน้มจากนี้ไป จะมีการติดตั้งพลังงานหมุนเวียนเพิ่มเติมขึ้นอีกอย่างมากมาย ดังนั้น ความจำเป็นในการปรับปรุงโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าจะมีมากขึ้น โดยเฉพาะการติดตั้งระบบจัดเก็บพลังงานระยะทนยาวบนระบบกริดไฟฟ้าไว้พร้อมด้วย ..
ความแปรปรวนเป็นหนึ่งในปัญหาที่โครงข่ายระบบไฟฟ้าต้องเผชิญ” รายงานระบุว่า “การถือกำเนิดของ Variable Renewable Energy : VRE แสดงให้เห็นประจักษ์ถึงข้อจำกัดของโครงสร้างพื้นฐานโครงข่ายระบบกริดไฟฟ้าที่มีอยู่ซึ่งล้าสมัย และกำลังมีอายุมากขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากธรรมชาติของแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน ทั้งที่เป็นพลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม .. ความไม่แน่นอนของแหล่งพลังงานหมุนเวียนเหล่านี้ สร้างปัญหาใหญ่ในประเด็นความยืดหยุ่น อ่อนตัวของโรงไฟฟ้าที่มีอยู่ปัจจุบัน และก่อนหน้านี้ ให้ดูแย่ลงอีก” ..
IDTechEx ชี้ว่า ความยืดหยุ่นถูกกำหนดให้เป็นความสามารถของระบบไฟฟ้าในการจัดการกับความไม่แน่นอน และความแปรปรวนระดับที่สูงขึ้นในสมดุลอุปทาน และอุปสงค์ ซึ่งเป็นลักษณะที่มีอยู่ในระบบไฟฟ้าตั้งแต่ก่อนการมาถึงของ Variable Renewable Energy : VRE ต้นทุนต่ำ .. อย่างไรก็ตาม นักวิเคราะห์ตลาดเชื่อว่า วิวัฒนาการของคำจำกัดความได้รับแรงผลักจากการนำพลังงานหมุนเวียนแปรผัน Variable Renewable Energy : VRE ไปใช้ที่เพิ่มขึ้นมากอย่างไม่ต้องสงสัย ..
เนื่องจากความต้องการพลังงานคงที่ขณะที่แหล่งพลังงานมีความแปรปรวนสูงเนื่องจากแรงลม และแสงแดดจากดวงอาทิตย์เป็นช่วง ๆ นักวิจัยคาดการณ์ว่า จะมีการนำชุดแบตเตอรี่รีดอกซ์ Redox Flow Battery มาใช้เป็นจำนวนมากในช่วงปลายทศวรรษหน้า .. ดังนั้น ในที่สุดแล้ว ภาคส่วนแบตเตอรี่ไหล จะสามารถยึดตำแหน่งที่แข็งแกร่งในตลาดด้วยการเอาชนะการแข่งขันที่ร้อนแรงจากระบบแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนที่เป็นที่ยอมรับมาก่อนหน้านี้ได้ในไม่ช้า ..
ชุดแบตเตอรี่ไหล Flow Battery Packs ขนาดใหญ่ สามารถขับเคลื่อนเมืองทั้งเมืองได้ ..
แบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์ Redox Flow Batteries : RFBs ที่ใช้รีดอกซ์คู่ที่ละลายน้ำได้ เช่น วานาเดียมไอออนทั้งหมด All Vanadium Ions รวมทั้งไอออนของเหล็ก และโครเมียม Iron and Chromium Ions กำลังเป็นที่สนใจสำหรับ การจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนขนาดใหญ่ Large Scale Energy Storage of Renewables เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม เนื่องด้วยข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ รวมถึงความสามารถในการปรับขนาด ความปลอดภัยที่แท้จริง และอายุการใช้งานที่ยาวนาน คำถามต่อเนื่องที่เกี่ยวข้องกับ Redox Flow Battery : RFB ทั้งสองนี้ คือ การพิจารณาว่า แบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์โฟลว์ Vanadium Redox Flow Battery : VRFB หรือแบตเตอรี่ไอรอนโครเมียมรีดอกซ์โฟลว์ Iron – Chromium Redox Flow Battery : ICRFB มีความเหมาะสม สำหรับระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่เคมีไฟฟ้าขนาดใหญ่มากกว่ากัน ..
เพื่อไขข้อสงสัยนี้ การศึกษาเปรียบเทียบสำหรับแบตเตอรี่ทั้งสองประเภทโดยพิจารณาจากประสิทธิภาพการชาร์จ การคายประจุ และสมรรถนะรอบการทำงาน รวมทั้งต้นทุนพลังงาน พบว่า ประการแรกแบตเตอรี่ทั้ง 2 แบบ มีประสิทธิภาพพลังงานใกล้เคียงกันที่ความหนาแน่นกระแสไฟสูง High Current Densities และประการที่สอง ICRFB แสดงอัตราการสลายตัวที่สูงกว่า VRFB และประการที่สาม ICRFB มีต้นทุนเริ่มต้น และต้นทุนพลังงานที่ถูกกว่ามาก เมื่อดำเนินการที่ความหนาแน่นพลังงานสูง High Power Densities หรือที่ความจุขนาดใหญ่ Large Capacities ..
ตัวอย่างการติดตั้งแบตเตอรี่ไหลขนาดใหญ่พบได้ในเอเชีย จีนกำลังสร้างแบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์โฟลว์ Vanadium Redox Flow Batteries เพื่อขับเคลื่อนเมืองต่าง ๆ มากมายในอนาคต ..
A 250kW/1MWh Flow Battery Module & Electrolyte Tanks for the 12MWh VRFB Demonstration Project in Hubei Site, China | Credit: VRB Energy
การพัฒนาในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์โฟลว์ Vanadium Redox Flow Battery : VRFB ของจีนคาดว่า ผู้เข้าร่วมตลาดระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่เคมีไฟฟ้าเหล่านี้ จะกระตุ้นความต้องการวาเนเดียม Vanadium ในอนาคต ..
เป้าหมายของจีนที่จะเร่งการเปลี่ยนผ่านไปสู่การใช้แหล่งพลังงานสะอาด และเพื่อกระตุ้นความต้องการพลังงานหมุนเวียน และผลิตภัณฑ์จัดเก็บพลังงานในช่วงแผนเศรษฐกิจระยะเวลา 5 ปีฉบับที่ 14 ของปี 2564 – 2568 ได้กระตุ้นให้หลายบริษัทฯ เร่งพัฒนาโครงการ VRFB ใหม่ ๆ เพื่อขับเคลื่อนเมืองใหญ่ ..
เมื่อวันที่ 15 มีนาคมที่ผ่านมา จีนได้ประกาศกรอบข้อตกลงในการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 100 MW และระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่ไหลวานาเดียม Vanadium Redox Flow Battery : VRB ขนาด 100 MW/500 MWh ในเมืองเซียงหยาง Xiangyang City มณฑลหูเป่ย Hubei Province ทางตอนกลางของจีน .. ทั้งนี้ บริษัทฯ ยังคงกำลังมุ่งมั่นก่อสร้างโรงไฟฟ้า และระบบจัดเก็บพลังงานบนโครงข่ายระบบกริดอีกหลายแห่งร่วมกับพันธมิตรในหลายจังหวัด ..
บริษัท Shanghai Electric ได้เปิดเผยแผนงานสำหรับโครงการ VRFB ขนาด 100 MW/400 MWh ในเมืองหยานเฉิง Yancheng มณฑลเจียงซู Jiangsu Province ทางตะวันออกของจีน .. บริษัท Rongke Power กำลังจะเปิดตัวโรงงานขนาด 200MW/800MWh ในเมืองต้าเหลียน Dalian ในมณฑลเหลียวหนิง Liaoning Province ทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีนในปีนี้ ..
Sichuan Xuteng Battery Energy ใน Panzhihua มณฑลเสฉวน Sichuan Province ทางตะวันตกเฉียงใต้ของจีน ได้ลงนามข้อตกลงกับรัฐบาลท้องถิ่นเพื่อสร้างอุทยานอุตสาหกรรมวิจัย และพัฒนาสำหรับโครงการจัดเก็บพลังงาน VRFB .. Jiangxi Yinhui New Energy วางแผนที่จะสร้างโรงงานแห่งใหม่ที่มีกำลังการผลิต 66,000 m³/ปี สำหรับวานาเดียมอิเล็กโทรไลต์ Vanadium Electrolyte ในเมือง Yichun ในมณฑลเจียงซี Jiangxi Province ทางตอนใต้ของจีน ..
Yichun Jinkong ได้ระดมทุน 1.5 ล้านเหรียญสหรัฐฯ เพื่อสนับสนุนโครงการผลิตทางอุตสาหกรรมสำหรับแบตเตอรี่วานาเดียม Vanadium Battery ..
Vanadium Redox Flow Batteries : VRFBs มีความจุพลังงาน Energy Storage Capacity ที่สูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยม Lithium Batteries อยู่มาก .. ผู้เข้าร่วมตลาดระบุว่า แผนของจีนจะบรรลุเป้าหมายลดการปล่อยคาร์บอนในปี 2573 ด้วยประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเพื่อไปสู่ความเป็นกลางของคาร์บอนภายในปี 2603 .. จีนตั้งเป้าที่จะติดตั้งพลังงานลม และพลังงานแสงอาทิตย์แห่งใหม่อย่างน้อย 120 GW ภายในสิ้นปี 2564 นี้ ..
ผู้เข้าร่วมตลาดประเมินว่า วานาเดียมเพนท็อกไซด์ Vanadium Pentoxide ประมาณ 9.25 ตันถูกใช้ในแต่ละ MWh ของแบตเตอรี่ไหลวาเนเดียม .. จีนคาดว่า จะสามารถติดตั้งความจุพลังงานใหม่ประมาณอย่างน้อย 30 – 60 GWh ภายในปี 2573 ซึ่งสอดคล้องกับความต้องการวานาเดียมเพนทอกไซด์ Vanadium Pentoxide เพิ่มเติม 28,000 – 56,000 ตันต่อปีในช่วงปี 2564 – 2573 ..
วาเนเดียม คิดเป็น 48 % ของต้นทุนการผลิต .. VRFB ซัพพลายเออร์เกล็ดวานาเดียมเพนออกไซด์ จะขายแอมโมเนียมโพลิออร์โธวานาเดต Ammonium Polyorthovanadate หรือผงวานาเดียมเพนท็อกไซด์ Vanadium Pentoxide Powder ให้กับผู้ผลิต VRFB ในราคาที่สูงกว่า 5 เหรียญสหรัฐฯ ต่อน้ำหนัก 1 ปอนด์ .. อย่างไรก็ตาม จะเป็นผลดีทางเศรษฐกิจมากกว่า หากผงวานาเดียมมีราคาถูกกว่านี้ มิฉะนั้น แบตเตอรี่ไหลรูปแบบที่ใช้เหล็กทั้งหมด All – Iron Flow Batteries อาจกลายเป็นทางเลือกใหม่ที่เหนือชั้นกว่า ..
การพัฒนาอุตสาหกรรมของ VRFB ในช่วง 2 ปีที่ผ่านมา ได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อย ๆ กับการใช้งานระบบจัดเก็บพลังงานด้วยเซลล์เคมีไฟฟ้าระยะทนยาวบนโครงข่ายระบบสายส่ง คาดการณ์ว่า ทั่วโลกจะสร้างกำลังการผลิต Vanadium Redox Flow Battery : VRFB หรือ Iron – Chromium Redox Flow Battery : ICRFB ใหม่ในตลาดขนาด 1,000 MWh ได้ภายในหนึ่งปี ..
UniEnergy Technologies Made this Containerized Vanadium Flow Battery | Credit: UniEnergy Technologies
เหล็กกล้า Steel ยังคงมีการบริโภควานาเดียมประมาณ 90 % ส่วนที่เหลือ 9 % ถูกใช้ในโลหะผสมของอากาศยาน กับตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมี และมีเพียง 1 % เท่านั้นที่เข้าสู่กระบวนการผลิต VRFB ..
เทคโนโลยี Vanadium Redox Flow Battery : VRFB ช่วยให้สถานะออกซิเดชัน Oxidation States ที่หลากหลายของวานาเดียมซึ่งละลายในอิเล็กโทรไลต์ เพื่อจัดเก็บ หรือส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า .. อิเล็กโทรไลต์ จะถูกป้อนอย่างต่อเนื่องจากระบบถังเข้าสู่เซลล์ปฏิกิริยา Reaction Cell .. แบตเตอรี่สามารถเก็บ หรือคายประจุปริมาณมากได้ ขึ้นอยู่กับความต้องการ ซึ่งทำให้น่าสนใจสำหรับข้อไขระบบจัดเก็บพลังงานที่ทำงานร่วมกับแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียนที่ผันแปรได้เป็นอย่างดี ..
อย่างไรก็ตาม ในอนาคตอันใกล้ เชื่อกันว่า แบตเตอรี่ไหลแบบใช้ธาตุเหล็กทั้งหมด All – Iron Flow Batteries อาจกลายเป็นทางเลือกที่น่าสนใจที่สุดตัวหนึ่งสำหรับระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่เคมีไฟฟ้าบนโครงข่ายระบบสายส่งสำหรับขับเคลื่อนเมืองทั้งเมืองในตลาดได้ในที่สุด ..
คาดการณ์ตลาดแบตเตอรี่ไหลทั่วโลก The Global Redox Flow Batteries Market ..
ขนาดธุรกิจของตลาดแบตเตอรี่ไหล Global Flow Battery Market ทั่วโลก คาดว่า จะเติบโตจาก 214 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2564 เป็น 489 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2569 ด้วยอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดแบตเตอรี่ไหล Global Flow Battery Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 18.0 % ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ปี 2564 – 2569 .. การเติบโตของตลาด เป็นผลมาจากข้อได้เปรียบโดยธรรมชาติของแบตเตอรี่แบบไหล Flow Batteries การลงทุนที่เพิ่มขึ้นในพลังงานหมุนเวียน ความต้องการแบตเตอรี่แบบไหลในระบบสาธารณูปโภคที่สูง และการเพิ่มขึ้นของการติดตั้งเสาโทรคมนาคม Telecommunication Tower Installations ..
อย่างไรก็ตาม ปัจจัยต่าง ๆ เช่น ความต้องการของการลงทุนเริ่มต้นสูงสำหรับการผลิตแบตเตอรี่แบบไหล ข้อเสียทางเทคนิค และอัตราการประจุ และคายประจุที่ต่ำ และการขาดมาตรฐานที่เหมาะสมสำหรับการพัฒนาระบบแบตเตอรี่ไหล กำลังจำกัดการเติบโตของตลาด ในทางกลับกัน ความต้องการแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอันเนื่องมาจากจำนวนแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานหมุนเวียนรูปแบบกระจายแยกย่อยที่เพิ่มขึ้น การรุกของโฟลว์แบตเตอรี่ Flow Battery ที่เพิ่มขึ้นในการใช้งานที่อยู่อาศัย ในครัวเรือน สถานที่ทำงาน และนวัตกรรมทางเทคโนโลยีที่มีความสามารถรูปแบบต่าง ๆ คาดว่า จะสร้างโอกาสสำหรับการนำแบตเตอรี่ไหลมาใช้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า .. นอกจากนี้ การแข่งขันที่สูงจากผู้ให้บริการแบตเตอรี่แบบธรรมดา และอัตราการปรับใช้แบตเตอรี่ไหลที่ลดลงเนื่องจากการระบาดของไวรัสโควิด – 19 ถือเป็นความท้าทายสำหรับตลาดแบตเตอรี่แบบไหล Flow Battery Market ..
Flow Battery Global Market | Credit: MarketsandMarkets Research Private Ltd.
รีดอกซ์โฟลว์แบตเตอรี่ Redox Flow Battery เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมี Electrochemical Cell ประเภทหนึ่งในกลุ่มเทคโนโลยีจัดเก็บพลังงานรูปแบบทนยาว Long – Duration Energy Storage .. ส่วนประกอบทางเคมีสองชนิดที่ให้พลังงานเคมี ซึ่งพวกมันละลายอยู่ในระบบที่บรรจุของเหลว และแยกจากกันโดยเมมเบรน Membrane .. ระบบนี้เรียกว่า เป็น Stack ที่มีส่วนประกอบทางไฟฟ้าสองส่วน ได้แก่ แอโนด Anode และแคโทด Cathode ซึ่งจัดเป็นถังแยกจากกัน ..
จำนวน และขนาดของ Stack ขึ้นอยู่กับ Power Output ที่ต้องการ ซึ่งจะกำหนดความจุของแบตเตอรี่ .. คำว่า Redox ในแบตเตอรี่ไหล Flow Battery หมายถึง ปฏิกิริยารีดอกซ์ Redox Reaction ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงในระดับออกซิเดชันของสารเคมี Oxidation Level of Chemical กล่าวคือ รีดักชัน และออกซิเดชัน Reduction & Oxidation .. ในระหว่างกระบวนการเหล่านี้ อิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนจากองค์ประกอบหนึ่งไปยังอีกองค์ประกอบหนึ่ง ในการตั้งค่าโดยรวมเพื่อผลิตพลังงาน หรือกำลังไฟฟ้า ..
เอเชียแปซิฟิก เป็นตลาดระดับภูมิภาคที่ใหญ่ที่สุดของแบตเตอรี่รีดอกซ์ไหล Redox Flow Battery ซึ่งประเทศต่าง ๆ เช่น จีน ญี่ปุ่น อินเดีย เกาหลีใต้ และออสเตรเลีย ได้กลายเป็นผู้บริโภคที่โดดเด่นในช่วงที่คาดการณ์ .. การใช้พลังงานในเอเชียแปซิฟิกเพิ่มขึ้นอย่างมากจากการเติบโตของประชากร อุตสาหกรรมที่แข็งแกร่ง และการนำอุปกรณ์ในระบบจัดเก็บพลังงานที่เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมี Electrochemical Cell ระยะทนยาวที่คุ้มค่ามาประยุกต์ใช้งาน .. ดังนั้น ด้วยขนาดพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียนในโครงข่ายระบบสายส่งที่เพิ่มขึ้น ความต้องการระบบจัดเก็บพลังงานจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วด้วย ซึ่งพวกมันกลายเป็นแรงผลักสำคัญที่กระตุ้นการนำ Redox Flow Battery มาใช้ในเอเชียแปซิฟิก ..
Global Redox Flow Battery Market ตามประเภท .. ส่วนของแบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์โฟลว์ Vanadium Redox Flow Battery คิดเป็นส่วนแบ่งตลาดแบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์ที่ใหญ่ที่สุดตั้งแต่ปี 2561 เป็นต้นมา และมีแนวโน้มที่คล้ายคลึงกันในช่วงเวลาคาดการณ์ .. นี่เป็นสิ่งที่ดึงดูดใจเนื่องจากเป็นแบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์รุ่นที่พัฒนาแล้ว และใช้ในแอพพลิเคชั่นต่าง ๆ ความจุสูงที่เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ประเภทนี้ ทำให้เหมาะสำหรับการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ระยะทนยาว .. ดังนั้น การประยุกต์ใช้งานของแบตเตอรี่วานาเดียมรีดอกซ์โฟลว์ Vanadium Redox Flow Battery ที่สำหรับตลาดสิ่งอำนวยความสะดวกในระบบสาธารณูปโภค การผนวกรวมพลังงานหมุนเวียนบนระบบสายส่งกำลังไฟฟ้า และระบบ UPS Systems จึงดูโดดเด่นอย่างมากในช่วงเวลาที่คาดการณ์ ..
สำหรับในประเด็นแอปพลิเคชัน ส่วนบริการสาธารณูปโภค ครองตลาดโลกด้วยส่วนแบ่งการตลาดที่ใหญ่ที่สุด เนื่องจากแบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์ Redox Flow Battery เป็นที่นิยมในการจัดเก็บพลังงานในภาคส่วนสาธารณูปโภค จึงเป็นส่วนการใช้งานที่มีขนาดธุรกิจใหญ่ที่สุด .. ภาคส่วนระบบไฟฟ้า มีส่วนร่วมในบทบาทการผลิต และจำหน่ายไฟฟ้า โดยที่อุปกรณ์ต่าง ๆ ในระบบไฟฟ้าขนาดใหญ่จำเป็นต้องมีระบบจัดเก็บพลังงานที่ส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าได้อย่างสม่ำเสมอเป็นระยะเวลายาวนานขึ้น ..
แบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์ เป็นอุปกรณ์เก็บพลังงานที่มีต้นทุนที่แข่งขันได้ ซึ่งต้องการการบำรุงรักษาเป็นศูนย์ Require Zero Maintenance .. ดังนั้นความต้องการใช้บริการสาธารณะในระบบสาธารณูปโภคด้านพลังงานไฟฟ้า จึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก แม้ว่าบริษัทสาธารณูปโภคไฟฟ้า จะดำเนินธุรกิจหลักในตลาดที่ควบคุมโดยภาครัฐ แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทเอกชนที่ดำเนินธุรกิจพลังงานเหล่านี้ มุ่งเน้นไปที่ตลาดการค้าเพื่อตอบสนองต่อแนวโน้มการปลดล็อคการผูกขาดระบบพลังงานภาครัฐซึ่งเกิดขึ้นแล้วในประเทศส่วนใหญ่ทั่วโลก..
ทั้งนี้ แบตเตอรี่ไหลธาตุเหล็ก Iron Redox Flow Battery : IRFB เป็นอีกหนึ่งในตัวเลือกที่จะแข่งขันกับ Vanadium Redox Flow Battery : VRFB ในการเติมเต็มตลาดชุดแบตเตอรี่เคมีไฟฟ้าระยะทนยาวที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานในวงกว้างเนื่องจากเหล็กมีปริมาณสำรองในธรรมชาติมากมายไม่จำกัด และต้นทุนต่ำ ซึ่งทำให้ต้นทุนเริ่มต้น และต้นทุนพลังงานลดลง .. นอกจากนี้ ยังมีความเป็นไปได้ที่จะรีไซเคิลอิเล็กโทรไลต์ Recycle the Electrolyte ได้อย่างง่ายดาย และหลีกเลี่ยงความผันผวนของต้นทุนวัสดุอิเล็กโทรแอกทีฟ Cost Fluctuation of the Electroactive Material เนื่องจากราคาของวานาเดียม Vanadium ที่ไม่แน่นอน .. การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ในการเปรียบเทียบการผลิต VRFB, ZBB และ IRFB ยังแสดงให้เห็นว่า IRFB เป็นเทคโนโลยีที่สร้างมลพิษน้อยกว่าในกระบวนการผลิตอีกด้วย ..
Iron Redox Flow Battery : IRFB มีแนวโน้มแข่งขันได้กับการใช้งานระบบจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ เช่นเดียวกับ Vanadium Redox Flow Battery : VRFB ซึ่งเทคโนโลยีทั้งสองประเภทนี้ จะนำระบบจัดเก็บพลังงานคุณภาพที่แตกต่างกันออกสู่ตลาดการจัดเก็บพลังงานระยะทนยาวด้วยชุดแบตเตอรี่เคมีไฟฟ้าในระบบสาธารณูปโภค ซึ่งจะทำให้มีผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายมากขึ้น ..
ผู้เล่นในตลาดรายใหญ่สำคัญที่ดำเนินงาน และเป็นที่รู้จักในตลาด Redox Flow Battery Market นี้ ได้แก่ Avalon Battery Corporation, Dalian Rongke Power Co., Ltd, HydraRedox, H2, Inc, Le System Co., Ltd., redT Energy plc, StorEn Technologies Inc, Storion Energy, Sumitomo Electric Industries, Ltd, ESS Inc. และ Vionx Energy เป็นต้น ..
สรุปส่งท้าย ..
ระบบจัดเก็บพลังงานที่สามารถทำงานได้ด้วยระยะเวลายาวนาน Long – Duration Energy Storage เพื่อให้สามารถกักเก็บพลังงานนำไปใช้ได้ครั้งละหลายเดือน เทียบกับเพียงไม่กี่วันที่ชุดแบตเตอรี่ดีที่สุดในปัจจุบันสามารถทำได้ ..
ความก้าวหน้าในส่วนนี้มีความสำคัญยิ่ง เพราะเทคโนโลยีเหล่านี้นั้น จะทำให้พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม หรือแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียนที่ผันแปร ใช้งานได้จริงด้วยความเชื่อมั่นทุกเวลาในสถานที่ต่าง ๆ มากขึ้น รวมทั้งสำหรับการใช้งานเพื่อขับเคลื่อนเมืองทั้งเมือง ..
ชุดแบตเตอรี่ไหล Flow Batteries ได้รับการพิจารณาว่ามีแนวโน้มที่ดี ตราบเท่าที่ผู้คนยังนิยมเลือกที่จะใช้ระบบจัดเก็บพลังงานที่มีระยะเวลานานด้วยชุดแบตเตอรี่เคมีไฟฟ้า หรือเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cell แต่พวกมันเองก็มิได้ให้ข้อได้เปรียบในตลาดเชิงพาณิชย์มากนัก ..
บริษัทฯ ประกอบธุรกิจ Flow Battery Company รูปแบบมาตรฐาน หลายบริษัทฯ กำลังล้มละลาย แต่ก็ยังมีอีกหลายบริษัทฯ ที่มุ่งมั่นที่จะปรับใช้ Flow Battery ในระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่เชิงพาณิชย์ต่อไป เนื่องจากกระแสความต้องการระบบจัดเก็บพลังงานที่ทนยาวสำหรับแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานหมุนเวียนที่กำลังเพิ่มขึ้นด้วยต้นทุนที่กำลังลดลง ..
นักวิทยาศาสตร์ Flow Battery จำนวนมากก็เช่นกัน ส่วนใหญ่ยังคงเชื่อมั่นต่อเทคโนโลยีเหล่านี้ ซึ่งใช้เทคนิคการไหลหมุนเวียนของอิเล็กโทรไลท์เหลวในการเก็บพลังงานไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยารีดอกซ์ Redox Reaction เพื่อเก็บประจุ หรือคายประจุอิเล็กตรอน Reaction และพวกมันกำลังมีแนวโน้มทำตลาด Long Duration Energy Storage ได้มากขึ้น เช่น ชุดแบตเตอรี่ไหลวานาเดียม Vanadium Flow Batteries และชุดแบตเตอรี่ไหลธาตุเหล็ก Iron Flow Batteries เป็นต้น ..
บริษัท ESS Inc. ยังคงดำเนินโครงการจัดเก็บพลังงานระดับสาธารณูปโภคขนาดใหญ่โครงการแรกด้วยชุดแบตเตอรี่ไหลธาตุเหล็ก Iron Flow Batteries .. พวกเขาสามารถระดมทุนได้อีก 30 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในเดือนพฤศจิกายนปี 2563 ที่ผ่านมาจากความแข็งแกร่ง และความเชื่อมั่นในเทคโนโลยีเหล่านี้ด้วยการมุ่งประยุกต์ใช้ธาตุเหล็ก และโลหะอื่นอีกหลายตัว .. ความภาคภูมิใจในการใช้วัสดุโลหะราคาถูก และอุดมสมบูรณ์ในธรรมชาติสำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์ Redox Reaction ซึ่งต่างไปจาก Vanadium Flow Batteries ที่ราคาสูงแต่ได้รับความนิยมในตลาดมาก่อนเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ..
แบตเตอรี่เคมีไฟฟ้าที่ผลิตจากแร่ธาตุ เช่น เหล็ก น้ำ และเกลือ ซึ่งทำให้ชุดแบตเตอรี่ไหลธาตุเหล็ก Iron Flow Batteries เป็นอีกทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าเทคโนโลยี วานาเดียม Vanadium, สังกะสี Zinc หรือลิเธี่ยมไอออน Lithium Ion Technologies ..
Flow Battery Energy Storage on Electrical Grid for Big City | Credit: International Flow Battery Forum | IFBF
นักวิจัยชื่นชมพวกมัน และคาดหมายว่า อนาคตแบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์ Future of Redox Flow Batteries นั้น .. Redox Flow Battery : RFB เป็นกุญแจสำคัญในระบบจัดเก็บพลังงานบนโครงข่ายระบบสายส่งที่ยั่งยืน Sustainable Stationary Energy Storage สำหรับอนาคต แต่ก็ยังคงต้องมีการปรับปรุงพัฒนาต่อเนื่องต่อไปอีก จุดสนใจหลักอยู่ที่ความทนทาน และราคา .. ทั้งนี้ แม้ว่าที่ผ่านมา Vanadium Redox Flow Batter : VRFB จะเป็นผู้นำในตลาดชุดแบตเตอรี่ไหล แต่ก็มีความจำเป็นต้องหาทางเลือกที่เป็นโลหะอื่น ๆ เช่น Zinc – Bromine Flow Batteries, Iron – Chromium Redox Flow Battery และ/หรือ แบตเตอรี่ไหลรูปแบบที่ใช้เหล็กทั้งหมด All – Iron Flow Batteries ไว้พร้อมด้วยเพื่อใช้ทดแทน Vanadium ที่มีราคาไม่แน่นอน ซึ่งจะส่งผลให้ต้นทุนเริ่มต้น และต้นทุนพลังงานลดลงได้อีกอย่างมาก ..
การวิจัยมุ่งเน้นไปที่เคมีรีดอกซ์รูปแบบใหม่ New Redox Chemistries และการกำหนดค่าเซลล์ไฟฟ้าเคมี และทางเลือกอื่น ๆ อาจรวมถึงแบตเตอรี่สารอินทรีย์ Organic Redox Flow Battery หรือเช่น วานาเดียมออกซิเจน Vanadium – Oxygen RFB ซึ่งอิเล็กโทรดขั้วบวกถูกแทนที่ด้วยอิเล็กโทรดอากาศ Air Electrode หรือแบตเตอรี่วานาเดียมโบรมีนโฟลว์ Vanadium – Bromine Flow Batteries โดยมีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงาน Energy Density ที่เป็นข้อจำกัดของ VRFB ในปัจจุบัน ..
แม้ว่ารูปแบบใหม่ ๆ เหล่านี้ จะผ่านการทดสอบเพียงเล็กน้อย แต่ก็มีแนวโน้มที่ดี เช่นเดียวกับนักเคมีอื่น ๆ ที่อยู่ระหว่างการตรวจสอบ รวมถึงการพิจารณาเลิกใช้วาเนเดียมสำหรับแบตเตอรี่ไหล Flow Battery ในอนาคตไปสู่ชุดเซลล์เคมีไฟฟ้าที่ราคาถูกกว่า เช่น แบตเตอรี่ที่ใช้ไฮโดรเจนโบรมีน Hydrogen Bromine Flow Batteries หรือการประยุกต์ใช้โลหะตัวอื่น ๆ อีกมากมาย เช่น เหล็ก ..
ไม่ว่าจะเลือกเส้นทางใด หรือทางเลือกอื่น ๆ สำหรับระบบจัดเก็บพลังงานแบบทนยาวอยู่กับที่ Long Duration Stationary Storage ด้วย Flow Battery บนโครงข่ายระบบสายส่งในฐานะการบริการสาธารณะ จะต้องคุ้มค่า ซึ่งหมายถึง Cost Effective เพื่อให้สามารถนำเข้าพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียนในสัดส่วนที่มากขึ้น ผนวกรวมเข้ากับโครงข่ายกำลังไฟฟ้า และระบบจัดเก็บพลังงานระยะทนยาวในระบบสาธารณูปโภคได้ .. ทั้งนี้ พวกมันจะต้องปลอดภัย ราคาไม่แพง และสามารถเข้ามาแทนที่แบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนที่มีอยู่ปัจจุบันได้อย่างราบรื่นอย่างน้อยในทศวรรษหน้าได้สำเร็จในที่สุด ..
คอลัมน์ : Energy Key
By… โลกสีฟ้า
สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)
ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-
What is a Flow Battery? | IFBF :-
China’s Biggest Flow Battery Project so Far is Underway with Hundreds More Megawatts to Come :-
New Generation of ‘Flow Batteries’ could eventually sustain a Grid Powered by the Sun & Wind :-
A Comparative Study of All – Vanadium and Iron – Chromium Redox Flow Batteries for Large – Scale Energy Storage | ResearchGate GmbH :-
New Flow Battery to Keep Big Cities Lit, Green and Safe :-
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-02/dnnl-nfb022515.php
Flow Batteries: Energy Storage Option for a Variety of Uses :-
Flow Battery Market | Global Forecast to 2026 :-
https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/flow-battery-market-82953888.html
German Utility EWE Plans a Flow Battery Big Enough to Power Berlin for an Hour | Gtm :-
Redox Flow Battery : Giant Flow Batteries Could Power Your City in the Future :-
