Nākotnē litija varētu pietrūkt
Milzīgs ūdens patēriņš, augsnes degradācija, liels pieprasījums – tas viss apgrūtina litija iegūšanu laikā, kad pasaule virzās uz ilgtspējīgāku saimniekošanu. Turklāt nu jau izskan arī prognozes, ka litija baterijas pasaules tirgū nākotnē būs mazāk pieejamas milzīgā pieprasījuma dēļ.
“Tik kritiski nav, ka litija nepietiktu pasaulē, bet viens no jautājumiem, kas rada bažas, – lai litiju iegūtu, vajag attīstīt raktuves. Lai uzbūvētu raktuves, vajag projektus, atļaujas. Līdz ar to viens no apsvērumiem ir, ka tik īsā laikā tādā kapacitātē raktuves nespēs attīstīties, lai iegūtu litiju pietiekami lielā daudzumā,” skaidroja Kučinskis.
Otrs vērā ņemamais faktors – litijs nav vienmērīgi izdalīts pa visu pasauli. Lielākā daļa litija tiek iegūta Dienvidamerikā un Ķīnā. Līdz ar to piekļuve tam nav visiem vienāda.
Eiropā, piemēram, litija nav tik daudz, lai apmierinātu strauji augošo pieprasījumu, un arī ģeopolitiskā nestabilitāte var radīt virkni problēmu, piebilda Bajārs, sakot: “Ir jāmeklē alternatīvi enerģijas avoti. Varbūt tas nav tā, ka rīt mums vajadzēs jau to citu elementu [alternatīvu litijam – red.], bet ilgtermiņā noteikti ir par to jādomā.”
Kā galda sāls var aizstāt litiju?
Domājot par litija alternatīvām, nereti kā jaunu un efektīvu risinājumu min galda sāli. Ir sava loģika tajā, ka galda sāls varētu aizstāt litiju, taču tas nav tik vienkārši kā izklausās, norādīja Kučinskis.
“Loģika ir tāda, ka galda sālī ir nātrijs. Galda sāls ir principā nātrija hlorīds. Tas ir plaši izplatīts uz zemeslodes, septītais pieejamākais materiāls zemes garozā. Nātriju var izmantot baterijās litija vietā, un praktiski liekas, ka daudzi no materiāliem un procesiem, ko izmanto, lai veidotu un ražotu litija baterijas, – tie paši strādā arī ar nātrija baterijām,” analizēja Kučinskis.
Taču vienlaikus pētnieks atzina, ka baterija ir diezgan sarežģīta ķīmiskā sistēma un aizstāt litiju ar nātriju ir visai grūti. Tas noteikti nav tik vienkārši, kā izvilkt litiju un tā vietā baterijā ievietot nātriju. “Nātrija joni ir lielāki nekā litija joni, līdz ar to tiem materiāliem, starp kuriem viņi pārvietojas un kuros viņi, tā teikt, ielien, ir jābūt arī ar lielākām pozīcijām, vakancēm,” skaidroja Kučinskis.
Līdz ar to arī mainās baterijas materiālu izmērs un tilpums. Izmaiņas ir tik lielas, ka materiāli var kristāla mērogā saplaisāt, var mainīties to struktūra un vairs var nebūt stabila. “Līdz ar to – nav tik vienkārši,” secināja Kučinskis.
Nātrija baterijas jau pieejamas tirgū
Tik un tā attīstība šajā virzienā viennozīmīgi notiek un pat ļoti aktīvi. “Pasaulē principā notiek ne tikai pētniecība, bet šīs baterijas ir pieejamas arī komerciāli,” sacīja Bajārs un piekrita Kučinska skaidrojumam par trūkumiem. “Protams, tās ir arī smagākas, jo nātrijs jau pats par sevi arī ir smagāks par litiju,” norādīja Bajārs.
Tāpēc vismaz pašlaik par nātrija jona baterijām vairāk tiek domāts stacionāru enerģijas uzglabāšanas iekārtu kontekstā.
“Ja mēs skatāmies perspektīvā, kur nātrija jonu baterijas grib izmantot, tad šobrīd ne tik daudz mobilitātei, ne tik daudz elektroauto vai mobilajos telefonos, bet, iespējams, vairāk notiek skatīšanās uz stacionārām enerģijas uzglabāšanas iekārtām. Tātad tās [nātrija jonu] baterijas varētu pievienot saules paneļiem, vēja parkiem un tajās varētu uzglabāt enerģiju,” skaidroja Bajārs. Šādā pielietojumā vairs nebūtu tik liela nozīme tam, ka nātrija jonu baterijas ir lielākas un smagākas. Vienlaikus arī šādā pielietojumā nātrija bateriju izmantošana prasītu zināmu pielāgošanos, jo tās būtu biežāk jāmaina.
Kā ar ietekmi uz vidi?
“Ja ar efektivitāti saprot to, cik daudz enerģijas tajās var ielikt un cik pēc tam saņemt atpakaļ, tad ar efektivitāti viss ir kārtībā – tā nātrija baterijām ir līdzīga kā litija baterijām. Ar uzglabāšanas ilgumu arī problēmu nav tādā ziņā, ka uzlādēta baterija var glabāties pietiekoši ilgi – gan litija jonu, gan nātrija jonu, bet
problēma ir uzlādes/izlādes ciklu skaits, cik nātrija jonu baterija var izdzīvot, pārāk būtiski nezaudējot savu ietilpību,” norādīja Kučinskis.
Nātrija jona baterijas, salīdzinot ar litija baterijām, nolietojas ātrāk un ir jāmaina biežāk. Šis ir galvenais iemesls, kas neļauj nātrija jonu baterijas saukt par videi ļoti draudzīgām. Lai arī tās ir no videi draudzīgākiem materiāliem, tomēr arī lietošanas laiks ir īsāks.
Vienlaikus pētījumi, kā to atrisināt pasaulē un tostarp arī Latvijā, turpinās, jo ar citām litija alternatīvām ir vēl sarežģītākas problēmas.
“Litijam ir dažādas alternatīvas, bet, protams, nātrijs pašlaik ir vistuvāk litijam. Vienlaikus tiek meklēti veidi, kā arī citus jonus izmantot, bet tur ir vēl lielākas problēmas, jo pārsvarā tie ir vēl lielāki joni,” atzina Bajārs.
