Batarya fiyatları daha ne kadar düşebilir?
(aukehoekstra.substack.com)- Sodyum bataryalar çok ucuzlarsa sabit bataryalar evlere, şirketlere ve elektrik şebekesinin geneline yayılabilir; şebeke güçlendirmesinden daha büyük rolü yerel talep tepkisi ve depolama üstlenebilir
- Batarya fiyatları, Wright Yasası tabanlı öğrenme eğrisi açısından bakıldığında üretim iki katına çıktıkça yaklaşık %25 düştü; bu eğilim 2030’a kadar dışa uzatıldığında hücre fiyatı kWh başına 8 dolar seviyesine inebilir
- Malzeme maliyetleri açısından da LFP 2024’te zaten kWh başına yaklaşık 50 dolar seviyesinde; lityumdan yaklaşık 30 kat daha ucuz olan sodyum, katot ve anot ham madde maliyetlerini kWh başına yaklaşık 1 dolar seviyesine düşürebilir
- Hollanda’da şebeke sıkışıklığı nedeniyle 10 binden fazla şirket ihtiyaç duyduğu elektriği alamıyor ve önümüzdeki 10 yılda şebekeye 236 milyar euro harcamayı planlıyor; buna karşılık 7TWh ölçeğinde 5 saatlik depolama için gereken bataryaların yaklaşık 5 milyar euroya mal olabileceği hesaplanıyor
- Ucuz bataryaların şebekeyi gerçekten dönüştürebilmesi için internet benzeri birlikte çalışabilir bir yapı, otomatik iletişim standartları, açık anahtarlı kriptografi ve düşük enerjili dağıtık defter tabanlı bir güven sistemi de gerekli
Ucuz bataryalar şebekeyi neden değiştiriyor?
- Sodyum bataryalar yeterince ucuzlarsa, elektrik sisteminde bataryaların rolü büyük ölçüde genişler
- Yerel talep tepkisi önem kazanır
- Dayanıklılık ve şebeke kararlılığı iyileşir
- Şebeke güçlendirme yükü azalır
- Güneş ve rüzgar daha kolay büyür
- Bataryalar, elektrikli araçların ötesinde, yeni enerji sisteminin tamamındaki darboğazları azaltan temel araçlardan biri olabilir
- Üretim yöntemleri, malzeme bileşimleri ve paketleme iyileştikçe bataryalar daha hafif, daha uzun ömürlü ve daha ucuz hale geldi; her aşamada yeni iş modelleri ve kullanım alanları açıldı
Lityum batarya fiyatlarının geçmişteki değişimi
- Kurşun-asit bataryalar neredeyse bir yüzyıl boyunca yaygın biçimde kullanıldı, ancak dizüstü bilgisayar ve PC talebi daha iyi bataryaların geliştirilmesini hızlandırdı
- 2008’de batarya fiyatları kWh başına 1500 doların üzerindeydi
- Günümüzde NMC batarya hücreleri kWh başına 100 doların altında satın alınabiliyor
- NMC, nikel, manganez ve kobalt katot malzemesi kullanan bir lityum batarya türüdür
- LFP hücreleri ilk dönem lityum bataryalara göre biraz daha ağır olsa da pek çok açıdan daha iyidir ve kWh başına 47 dolar seviyesine kadar inmiştir
- Sodyum bataryalar mevcut bataryalardan da daha ucuz olabilir; bu da sabit bataryaların yaygınlaşmasını hızlandırabilir
Öğrenme eğrisiyle hesaplanan 2030 fiyatı
- Batarya fiyat tahminlerinde iki ölçüt kullanılıyor
- Teknolojinin öğrenme eğrisi
- Gerekli malzeme maliyeti
- Wright Yasası’na göre üretim iki katına çıktıkça fiyat sabit bir oranda düşer
- Way ve arkadaşlarının açık erişimli makalesindeki batarya fiyat grafiğine bakıldığında, üretim deneyimi arttıkça gözlenen fiyatın neredeyse doğrusal biçimde düştüğü görülüyor
- Örnek hesapta batarya üretimi 10GWh’den 1200GWh’ye çıkarken fiyat kWh başına 1200 dolardan yaklaşık 150 dolara düşüyor
- 10→20→40→80→160→320→640→1280 şeklinde yaklaşık 7 kez ikiye katlanma gerçekleşiyor
- Bu aralıktaki öğrenme oranı, üretim her ikiye katlandığında yaklaşık %25 fiyat düşüşü anlamına geliyor
- IEA’nin son batarya raporundaki 2015~2023 batarya üretim verileri kullanıldığında yıllık %59 büyüme eğilim çizgisi veriye iyi uyuyor
- Eğilim çizgisinin korelasyonu %99,9 olarak veriliyor
- 2023’te 2410GWh’den başlayıp yılda %59 büyüme varsayılırsa, 2030’da üretim 61.917GWh olur
- Bu, neredeyse tam olarak 8 kez ikiye katlanmaya karşılık gelir
- 2023’te kWh başına 80 dolardan başlanıp %25’lik düşüş 8 kez uygulanırsa, 2030’da hücre fiyatı kWh başına 8 dolar olur
Malzeme maliyetlerinin oluşturduğu fiyat tabanı
- Geçmişte hücre seviyesinde kWh başına 50 doların altındaki batarya fiyatları gerçekçi görünmüyordu
- NMC bataryalarda NMC111 ile NMC811 arasında katot ham maddesi maliyeti açısından büyük fark oluşmadı
- Enerji yoğunluğu yaklaşık 300Wh/kg seviyesinde zirveye ulaştığında, katot ham maddesi maliyeti kWh başına yaklaşık 50 dolardı
- Buna kWh başına yaklaşık 10 dolarlık lityum maliyeti eklenince 60 doların altına inmek zorlaşıyordu
- LFP bataryalar yeniden yükselişe geçti ve CATL enerji yoğunluğunu 200Wh/kg’nin üzerine çıkardı
- 60kWh’lik bir LFP batarya, ekonomik bir EV’de yaklaşık 350km menzil sağlayabilir
- Hücre ağırlığı yaklaşık 300kg olabilir
- LFP’de demir ve fosfat ham maddelerinin maliyeti kWh başına 20 sentin altında ve anot için kullanılan karbon da benzer seviyededir
- Teorik olarak katot ve anot malzeme maliyeti kWh başına 1 doların altında olabilir
- Bu durumda lityum, ham madde maliyetinin yaklaşık %90’ını oluşturur; ancak toplam ham madde maliyeti yine de kWh başına yaklaşık 11 dolar düzeyindedir
- 2024 fiyat verilerine göre LFP zaten kWh başına yaklaşık 50 dolar seviyesine gelmiştir
- Tam kurulu şebeke tipi bataryaların kWh başına 100 doların altında teklif edildiğine dair söylentiler de var
- IEA, kurulu şebeke bataryası fiyatlarının kWh başına 100 doların altına inmesini 2050 sonrasına tarihlendiriyor
Sodyum bataryaların daha düşük ham madde maliyeti
- LFP bataryalarda ham madde maliyetine lityum hakimken, sodyum lityumdan yaklaşık 30 kat daha ucuzdur
- Sodyum bataryalar katot ve anot ham maddesi maliyetini yeniden kWh başına yaklaşık 1 dolar seviyesine indirebilir
- Enerji yoğunluğu da şimdiden 160Wh/kg seviyesindedir
- 60kWh’lik bir batarya hücre seviyesinde 400kg’ın altında kalabilir
- Öğrenme eğrisi dışa uzatması 2030 için kWh başına 8 dolar işaret ederken, malzeme maliyeti hesabı da kWh başına birkaç dolarlık seviyelerin mümkün olduğunu gösteriyor
- Lityum-kükürt bataryalar da benzer derecede düşük maliyetli ve çok hafif olabilecek ayrı bir olasılık olarak duruyor
Şebeke sıkışıklığı ve sabit bataryalar
- Rüzgar ve güneş odaklı ucuz bir enerji sisteminin mümkün olduğu görüşü savunuluyor
- Hollanda’da şebeke sıkışıklığı büyük bir sorun
- 10 binden fazla şirket ihtiyaç duyduğu elektriği alamıyor
- Bu sayı hızla artıyor
- Önümüzdeki 10 yılda şebekeye 236 milyar euro harcanması planlanıyor
- Ucuz bataryalar, şebeke yatırımlarının önemli bir bölümünün yerini alabilir
- Ülke genelindeki elektriğin 5 saatlik depolanmasına karşılık gelen 7TWh batarya maliyetinin yaklaşık 5 milyar euro olabileceği hesaplanıyor
- 2030’dan önce uzun ömürlü bataryaların kWh başına 50 doların altında yaygın biçimde kurulabileceği öngörülüyor
- Evlere 20kWh batarya yaklaşık 1000 dolar maliyetle kurulabilir
- Yatırımın geri dönüş süresi 3 yılın altında veriliyor
- Gündüz elektrik kullanımındaki tepeyi önleyebilir, gerilim dalgalanmalarını azaltabilir ve kesintileri engelleyebilir
- Şirketler ve sanayi bölgeleri daha büyük bataryalar satın alarak şebeke sıkışıklığını hızla hafifletebilir
Güneş, rüzgar fiyatları ve şebeke kararlılığı
- Bataryalar, güneş ve rüzgarın ürettiği fazla elektriği fiyat biraz düşükken emer ve fiyat biraz yükseldiğinde tekrar verir
- Bu çalışma biçimi sayesinde rüzgar ve güneş gün boyunca neredeyse sabit bir fiyat alabilir
- Batarya yaygınlaşması, rüzgar ve güneşin hızlı büyümesini sürdürmesini mümkün kılar
- Daha geniş şebekelerde de bataryalar tepe ve dipleri yumuşatır
- Elektrik kesintileri
- Gerilim dalgalanmaları
- Tepe yükün yol açtığı şebeke sıkışıklığı
- Ucuz bataryaların, fırtınalı bir şebekeyi sakin bir yüzme havuzuna çevirebileceği benzetmesi yapılıyor
İnternet benzeri açık ve güvenli şebeke
- Ucuz bataryaların şebeke sıkışıklığını çözmesi ve güneşle rüzgarın yayılmasını desteklemesi için şebeke yapısının da buna hazır olması gerekiyor
- Küresel elektrik şebekesi için internetin OSI modeli benzeri bir yapı gerekiyor
- Dünyanın her yerinden herkes, birbiriyle uyumlu donanım çözümleri geliştirebilmeli
- Bu yalnızca donanım seviyesini değil, protokolleri ve enerji akışını kontrol eden cihazlar arasındaki otomatik iletişim yöntemlerini de kapsamalı
- Protokol tarafında TCP/IP olası aday olarak anılıyor
- Enerji alanında da W3C standards benzeri, tarayıcılar arası birlikte çalışabilirliği güvence altına alan standartlara benzer bir yapı gerekli
- Tüm cihazlar açık anahtarlı kriptografi kullanmalı
- Bilginin güvenilir bir cihazdan gelip gelmediği doğrulanabilmeli
- Cihazın gerçekten var olduğu ve bilinen işlevlere sahip olduğu teyit edilebilmeli
- Düşük enerjili dağıtık defter sistemleri de rol oynayabilir
- Proof of Work yerine Proof of Stake anılıyor
- Merkezi bir güven otoritesi olmadan çalışan trustless sistemler kurulabilir
Şebeke işletim biçimindeki değişim
- Modern sodyum bataryaların ortaya çıkışıyla sabit bataryalar beklenenden çok daha ucuz ve yaygın hale gelebilir
- Şebeke, yukarıdan aşağıya yönetilen bir yapıdan daha dağıtık ve aşağıdan yukarıya bir yapıya dönüşebilir
- Evler bataryalar sayesinde elektriği daha kararlı ve daha ucuz kullanabilir
- Mahalle ölçeğinde bataryalarla yerel elektrik paylaşımı yapılabilir
- Şebeke maliyetleri düşürülebilir
- Şebeke inşasındaki gecikmeler azaltılabilir
- Genel olarak şebeke daha ucuz ve daha dayanıklı çalışabilir; büyük ölçekli güneş ve rüzgarı işleyebilir
1 yorum
Hacker News görüşleri
Ev tipi LiFePO4 (lityum demir fosfat) bataryalar şimdiden oldukça ucuz
Konut tipi enerji depolama için 48V metal rafa monte edilen, bağlantıya hazır bir sisteme batarya yönetim sistemi (BMS) de dahil olmak üzere, CATL/Seplos gibi itibarlı Çinli tedarikçilerden nakliye ve gümrük dahil $89/kWh seviyesinde alınabiliyor
Deniz taşımacılığını beklemeniz gerekiyor; ABD’den hemen almak isterseniz yaklaşık $30/kWh daha ekleniyor
Aynı tedarikçinin sodyum bataryaları şu anda $130/kWh ve aynı form faktöründe verimliliği yaklaşık %26 daha düşük, ama bunun değişmesini umuyorum
Elektrik fiyatlarındaki artış yüzünden bir evi tamamen güneş enerjisi + LiFePO4 bataryalara taşıdım ve sorunsuz kullanıyorum; yeniden elektrik şirketine dönmeyi hayal etmek zor. Paneller inanılmaz ucuzladı; alanım bol olduğu için, ikinci el panel paletlerini neredeyse sadece nakliye masrafı düzeyinde, 270W panel başına $34’e aldım ve nominal değerlerinin yaklaşık %85’ini veriyorlar
Diğer yorumlar çok daha yüksek maliyetlerden bahsettiği için bunu yazdım
Birkaç yıl önce LG sistemi için teklif aldığımda bu fiyatın 4 katıydı; ayrıca 2013 model eski panellerim mikroinverter değil tek bir inverter kullandığı için, müdahale edilirse hepsini değiştirme sorunu da vardı
Her şeyi elektrikliye dönüştüren küçük firmaların çoğalmasını hep umuyorum; iyi, pratik ve güvenli elektrikli araç dönüşümleri de ortalıkta dolaşsa güzel olurdu ama gerçekleşiyor gibi görünmüyor
Garanti kapsamında değişim yapılabilir de yapılmayabilir de
Bin döngüyü sorunsuz kaldıran bir ürün de gelebilir, bir haftada bozulan bir ürün de; garanti değişimi de alabilirsiniz ama her hafta saatlerce garanti talebini zorlayıp hiçbir sonuç alamayabilirsiniz
İkinci el panel ve Çin malı batarya almaya, her şeyi kendiniz yapmaya istekliyseniz fırsatın büyük olduğu doğru; ancak ekipman fiyatları düşerken işçilik maliyetleri arttığı için profesyonel kurulumlu sistemler hâlâ pahalı
Çoğu bölgede, ev çok ücra bir yerde değilse şebeke bağlantısını korumanız gerekir
Tarifeler kullanıma dayalı gibi görünür ama gerçek maliyeti, o evin yılda birkaç gün tamamen şebeke elektriğine dönmek zorunda kalması ihtimaline karşı gereken baz yük altyapı yatırımı belirler
Bu yüzden şebekeye bağlı olduğunuz sürece, yılda sadece birkaç gün şebeke elektriği kullansanız bile elektrik şirketi neredeyse aynı maliyete katlanmak zorunda kalır
Bir DIY projesi için EG4’ün 5kW LiFePO4 sunucu rafı bataryasını almayı düşünüyorum; bu $220/kWh’ye daha yakın
Şu anda almayı düşündüğüm ürün bu; daha iyisini biliyorsanız görmek isterim: https://signaturesolar.com/eg4-lifepower4-lithium-battery-48...
https://geizhals.de/?cat=bmseswresp&sort=t&hloc=at&hloc=de&v...
Bu yazının savı fazlasıyla dağınık
2030 fiyat tahminini lityum pil maliyetlerinin ekstrapolasyonundan alırken, gerçekte sodyum kimyası pillerin baskın hâle geleceğini ve taban seviyedeki fiyatlarla yaygınlaşacağını varsayıyor
Üstelik ilk sodyum pilin daha ancak son 1 yıl içinde çıkmış olmasına rağmen
Pili sistemin tek bileşeniymiş gibi ele alması da sorunlu. Şarj cihazları, inverterler ve fiziksel yapılar aynı düşüş eğrisini izlemez; bunlar pilin üstüne binen sabit maliyetlerdir
Son olarak, 2017’de elektrikli kamyonları öngördüğüyle övündüğü kısımdan elektrik şebekesi koordinasyonunda blockchain’in yararlı olabileceği fikrine kadar, metne çok sayıda bulanık fütürizm cümlesi karışmış
“Güvensiz sistem”i “sadece çalışan sistem” diye tanımlayan cümle okunduğunda bile anlamlı gelmiyor; blockchain’in her şeyin geleceği olduğuna inanmaya başlamış gibi görünüyor
Eğlenceli okunabilir, ama “fiyatlar düşüyor” dışında pek bir şey aldığımı söyleyemem
Yönettiğini iddia ettiği organizasyonun “poster duvarı” burada: https://neonresearch.nl/poster-wall/
“Yaratıcı hikâye anlatımı yoluyla disiplinlerarası yakınsama” denmiş
Bu konunun çok daha iyi bir özeti için bu haftaki Economist kapak yazısına bakmak daha iyi
Pillerin gerçekten ne kadar ucuzlayabileceğine bakarsak, lityum fiyatı son 1 yılda %80 düştü ve şu anda aşırı üretim durumu var: https://www.reuters.com/markets/commodities/lithium-producer...
Exxon’un da lityum üretim birimi var ve bunu büyütüyor; Nevada, Sonora (Meksika), Western Australia’da 5 yeni madenin yanı sıra Quebec, Zimbabwe vb. yerlerde büyük lityum madenleri inşa ediliyor
Kullanılmış pil geri dönüşümü yeraltı kaynaklarından çok daha yoğun bir kaynak olduğundan lityum arzı büyük bir sorun gibi görünmüyor
Ham lityum fiyatı kısa vadeli otomobil satışlarını çok etkilemediği için sert dalgalanıyor; küçük ölçekli emtialarda bu normal
Bu da sodyum pillerin muhtemelen gereksiz olabileceği anlamına geliyor; yangın riski düşünüldüğünde bu iyi bir şey
Sabit kurulumlar ve düşük maliyetli araçlar için lityum demir fosfat ucuz, termal kaçak yapmıyor ve şu anda BYD ile CATL ürünlerinin çoğunda kullanılıyor. APS’nin lütfen yönünü doğru tutup 10 yıl dayanan LiFePO4 küçük UPS çıkarmasını isterim
Sırada katı hâl pilleri var; abartısı çok, birkaç örnek var ve üretim maliyeti sorunu bulunuyor: https://spectrum.ieee.org/solid-state-battery-production-cha...
Fraunhofer Institute’un laboratuvar ölçeğindeki üretim süreci burada; laboratuvarda çalışıyor: https://www.youtube.com/watch?v=j5SVrp8N-1M&
Üretim testi ölçeği burada: https://www.youtube.com/watch?v=_eZGuDaqZAE
IEEE tarafındaki ortak görüş, katı hâl pil üretim teknolojisinin mevcut lityum-iyon üretiminin yaklaşık 10 yıl gerisinde olduğu; ancak Shenzhen’den Belgium ve Maryland’e kadar test üretimleri sürdüğü için hızlı ilerliyor
Bu tür süreçler ölçek büyüdükçe ucuzlayan türden. Tüketici benimsemesini artırmak için 10 dakikada şarj gerekiyor; bu yüzden katı hâl pilleri önemli
Güneş enerjisi ve pil teknolojisi arasında fosil yakıtlar yakında ciddi biçimde geri itilecek
Zaten genel bir piyasa var; dolayısıyla inverter/şarj cihazları mevcut piyasanın fiyat sinyallerini alıp ev sahibinin istediği şekilde çalışabilir, blockchain’e ya da merkezi kontrole hiç gerek yok
Akıllı sayaçlar da giderek yaygınlaştığı için, pik saat fiyatları yüksekken pil gücünü kullanmaya teşvik etmek zaten kolay
Yine de inverter/şarj cihazları da düşüş trendine girecek. Piller kadar hızlı olmasa da düşecek
Geniş bant aralıklı yarı iletken FET’ler sürekli ucuzlayıp iyileşerek cihaz başına daha yüksek akım ve voltajı kaldırıyor; daha verimli güç topolojilerine imkân verip soğutmayı kolaylaştırıyor, soğutucu blokların ağırlığını ve malzeme miktarını azaltıyor, birim hacim başına gücü artırıp kütleyi düşürüyor
Üretim hacminin artması da ölçek ekonomisi yaratacaktır
Şu anda 48V DC/230V AC, 8000VA Victron Multiplus 2 inverter/şarj cihazını 1.800 dolara almak mümkün; kapanmış bir şirketin test sahasından neredeyse bedavaya aldığım 31kWh AGM pillerle DIY bir sistem kurmak için yakında bir tane almayı planlıyorum
2030’da aynı kapasitede bir inverter/şarj cihazını yarıya yakın fiyata ve birkaç puan daha yüksek verimle almak şaşırtıcı olmaz. Şu anda maksimum verim %95, ama o zamana kadar %97~98’in daha yaygın olmasını bekliyorum
Çin’den gelen ucuz ürünler de şimdiden çoktur muhtemelen, ama bu şebekeye bağlı yedekleme için kullanılacak ve kesinti sırasında bağımsız çalışması da gerekecek; bu yüzden Australian Standards’ı kesin olarak karşılaması gerekiyor
Evin altına koyacağım için güvenli olmalı; Victron’un denizcilik ve karavan alanlarında yaygın kullanım geçmişi iyi olduğu için güven veriyor
Bu yazıda bakılması gereken en büyük iki sayı LFP’nin 200Wh/kg değeri ile sodyum-iyonun 160Wh/kg değeri
LFP veya sodyum-iyon, kobalt-nikel piller gibi termal kaçak yangını sorunu nedeniyle büyük ölçekli soğutma gerektirmiyor gibi göründüğünden, gerçek paket yoğunluğu daha iyi ve yapı da daha basit
200Wh/kg, verime bağlı olarak 300~400 mil, belki 500 mil menzilli bir araca karşılık geliyor
160Wh/kg sodyum-iyon ise 200~300 mil, belki 400 mil menzilli bir araca karşılık geliyor
Böyle bakınca tüketici ulaşımının elektrikleşmesi açısından anlamı büyüyor. Sodyum-iyon yoğunluğu, uygun şekilde ölçeklenirse dünya çapında 4~5 milyar kişinin kullanacağı şehir tipi araçları çözebilecek bir teknoloji
LFP yoğunluğu, şarj altyapısının iyi olduğu varsayımıyla biraz daha uzun menzile ihtiyaç duyan başka 1–2 milyar kişiyi daha kapsayabileceğini gösteriyor
LFP ve sodyum-iyon yol haritalarında her ikisinin de önümüzdeki 2–3 yıl içinde, en geç 5 yıl içinde en az %20 iyileşme olasılığı yüksek
Lityum-kükürt ve sodyum-kükürt gibi kükürt kimyası türleri çözülebilirse, 10–15 yıl içinde yoğunluk 2–3 kat artırılabilir
Genel olarak son derece devrimsel bir değişim
Şarj cihazları, inverterler ve fiziksel yapılar bataryalarla aynı düşüş eğrisini izlemeyecek olsa da, öğrenme oranı yaygın bir olgu olduğundan o tarafta da düşüş sürüyor
2018 tarihli “Estimating the learning curve of solar PV balance–of–system” makalesi, modüllerin %20’lik öğrenme oranına kıyasla BOS’un öğrenme oranını %11 olarak tahmin ediyor
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.016
Evde 5–20 kWh batarya yedeği bulundurmak istiyorum ve koyacak yerim de var, ama yerel bir güneş enerjisi/batarya kurulum firmasını aradığımda, evlere şebekeden şarj edilebilen batarya yedeği kurmanın yasa dışı olduğunu söylediler.
Minnesota’da yaşıyorum.
Hatta varsayımsal bir güneş enerjisi kurulumundan gelen elektriği bile depolamak yerine şebekeye satıp, karşılığında ileride kış faturalarında indirim alma yapısında olduğunu söylediler; bu bana pek iyi bir anlaşma gibi görünmedi.
Ukrayna, Kyiv’de yaşıyorum; Rusya birçok santrali yok etti, nükleer santraller de onarım ve yakıt yenileme sürecinde olduğu için bugünlerde günde 10 saat bile elektrik gelmiyor.
South Africa’da 2008’den beri aralıklı olarak dönüşümlü kesintiler yaşanıyor ve orta sınıf evlerde batarya invertörü ve isteğe bağlı güneş paneli bulundurmak epey standart hâle gelmeye başladı.
Ancak dönüşümlü kesinti süresi bittiğinde birçok bataryanın aynı anda şarj olmaya başlaması gibi bir sorun ortaya çıkıyor. Özellikle geceleri daha da böyle.
Dönüşümlü kesintiler yüzünden bataryayı tam verimli kullanamama sorunu da var. İdeal olarak gündüz güneşle doldurulan bataryayı gece boyunca neredeyse tamamen kullanmak istersiniz, ama kesintiler düzensiz olduğu için çok düşük seviyeye kadar boşalmasın diye ayar yapmak gerekiyor.
Elektrik kesintisinde eve güç sağlayabilir ve doğal olarak güneş enerjisinden ya da şebekeden şarj edilebilir.
Bir tedarikçi şurada: https://www.sunrun.com/ev-charging/ford-f150-lightning
Minnesota’da UPS kullanıldığından eminim.
Uzman olmayan biri olarak başlığı görür görmez aklıma ilk gelen şey “Ne kadar güvenli hâle gelebilir?” oldu.
RESCI’yi patlama, aşırı gerilim, yanma ve soluma riski olarak düşünürsek, ürünleri değerlendirirken kabaca hesaplaması zor göstergeler var.
En ucuz %25’lik satıcılardan satın alındığında RESCI’deki artış, kalite güvenceden geçmemesi gereken bir ürün grubundan seçildiğinde artış, AliExpress’ten ya da rastgele bir siteden alındığında artış, düşürüldüğünde, çekiçle vurulduğunda, güneşte bırakıldığında veya güç dalgalanmasına maruz kaldığında artış ve nüfus yoğunluğu yüksek bir mahallede insanların AliExpress’teki en ucuz %25’lik ürünleri alıp ara sıra düşürdüğü ya da vurup yokladığı bir ortamda yaşamanın getirdiği artış gibi şeyler.
Batı dünyasının konut tipi elektrik hizmetleri konusunda epey uzun bir deneyimi var, ama birçok ölçüte göre hâlâ beklenenden çok daha tehlikeli.
Sorun daha çok lityum tabanlı sistemlerde gibi görünüyor; demir veya sodyum tabanlı olanlar çok daha güvenli.
Buna karşılık enerji yoğunlukları daha düşük, ama bu makul bir ödün ve şarj-deşarj ömürleri de çok daha uzun; bin küsur döngü yerine on binlerce döngüye ulaşma ihtimali var.
“2023’te 2410 GWh’den başlayıp her yıl %59 büyürse 2030’da 61.917 GWh olur. Bu, 2030’a kadar neredeyse tam olarak 8 kez ikiye katlanma demektir” kısmında basamak hatası var.
Bu yaklaşık 26 kat artış demek. 8 kez ikiye katlanmak için 256 kat artış gerekir.
Herkes basit bir hesap hatası yapabilir, ama 7 yıl boyunca yıllık %60 büyümenin 8 yıl boyunca yıllık %100 büyümeye yakın olamayacağı epey açık olmalı diye düşünüyorum.
Hele de yazının ilk sayfasında üstel büyüme hakkında çıkarım yapma geçmişiyle övünen bir yazarsa.
Bunun basit bir kusur arama olmamasının nedeni, bu hatalı sonucun daha sonra maliyet düşüşü tahminlerinin temeli olarak kullanılması.
2410 GWh’den başlayıp her yıl bileşik %59 artarsa 61.915 GWh, yani yaklaşık 61,915 TWh olur.
Bu yüzden yazar GWh değil TWh yazmak istemiş olabilir.
Yine de 8 kez ikiye katlanmaya hiç yakın değil. Bu 12 yıl, yani yaklaşık 2035’e kadar sürer. 1,59^12 = 261 kat.
Kendi akıl yürütme sürecini de sunan yazılar gerçekten takdire değer; çünkü sonucu dış kaynaklarla doğrulayabiliyorsunuz ve bu yönü hoşuma gitti.
California’da güneş enerjisinin büyümesine, sübvansiyonlar dışında yardımcı olan unsur, şebeke bağlantısı sayesinde batarya teknolojisini doğrudan yönetmek zorunda kalınmamasıydı.
Başta watt’ı watt’la takas etmek gibi etkili bir tarife vardı, ama elektrik şirketleri elektrik satışından elde edilen kârın azalmasının altyapıyı sürdürme ve kasabaları havaya uçurup ormanları yakmalarından doğan mahkeme tazminatlarını ödeme kabiliyetlerini etkilediğini fark edince, CPUC’yi güneş panelli ev sahiplerini elektrik şirketlerinin ortakçısı gibi yapan bir modele geçirmeye yönelttiler.
İyi tarafı, bunun %100 şebekeden bağımsız yaşamaya ilgiyi yeniden canlandırması. Çünkü elektrik şirketinin kaldıraç gücünü ortadan kaldırıyor ve fiyat kontrolünü piyasanın ve tüketicilerin eline geri veriyor.
İlginç olan, artık elektrik şirketlerinin tüketici ve ticari binalardaki “tüm bina” elektrik sistemlerini tepe yük acil durumlarında şebeke yedeği olarak kullanmak istediğine ve gerekli olmasa bile şebeke bağlantısını zorunlu kılmaya çalıştığına dair şeyler duymaya başlamamız.
CPUC’nin acil durumda şebekeyi ayakta tutmak için elektriği hangi fiyattan geri satmam gerektiğini emretmesini reddettiğimi ve piyasanın kaldırabileceği kadar ücret talep etme hakkımı saklı tuttuğumu temsilcilerime samimiyetle yazıyorum.
İşlev bozukluğu bakımından epey Texas’ı andırıyor, ama amaç karbonsuz ev tipi elektrik şebekesini daha hızlı yaygınlaştırmak; mevcut elektrik şirketlerini devre dışı bırakmak da bu amaca yardımcı oluyor.
Bataryalar bunun merkezinde yer alıyor ve yazar haklıysa, 2030’a kadar 1 $/kWh batarya seviyesine ulaşabilirsek bunu ömrüm yetip görebileceğim için memnunum.
[1] Acı konuşuyormuşum gibi mi görünüyorum? Neden öyle düşündün ki :-)
Sektördeki mühendislerden, bilim insanlarından ve operasyon ekiplerinden gelen öngörüleri duymak isterdim
Bu yazı, pilleri çok düşünen ama tarif ettiği geleceği gerçekten inşa etme işinden uzak bir koltuk uzmanı tarafından yazılmış gibi okunuyor
Teknik ayrıntıların önemli olduğu zamanlar var ve öngörülen ölçeklenme eğilimleri kaçınılmaz değil
Yine de temel argüman makul
Yazar derin bir teknik uzman olmasa da üstel fonksiyonu doğru yakalayıp dış değerlemeyi doğru yapabilir
Üstel büyüme bir noktada durur, ama bu onun bu yıl duracağını düşünmek için başlı başına bir neden değil
Sodyum ve pil maliyetlerine dair peçete hesabı en azından makul görünüyor; bu yüzden yazar mühendis değil diye elinin tersiyle itmek yerine ciddi biçimde incelemeye değer
Yazar, insanlığın hızının 10 bin-20 bin yıl boyunca nasıl arttığını çizmiş; atın evcilleştirilmesi, clipper gemileri, buharlı lokomotifler, otomobiller, uçaklar ve roketlerin hızı artırdığını düşünmüştü
Gagarin’in hemen sonrasından söz ettiğimizi varsayarsak, insanlık saniyede 5 mil hıza ulaşmıştı
Koşmaktan atın evcilleştirilmesine geçiş binlerce yıl alırken Wright kardeşlerden Gagarin’e yaklaşık 60 yıl geçmişti; bu yüzden ivmenin de ivmelendiğini söylüyordu ve dış değerleme yapınca 2000 civarında warp drive benzeri bir şeyle ışık hızını aşmak apaçık görünüyordu
Elbette mevcut hız rekoru 1968’deki saniyede yaklaşık 7 mil ve 1972’den beri o bile yeniden yakalanamadı. Dış değerlemenin sınırı bu
Bu daha önce de oldu. İlk bilgisayar bilimcileri, bugün hiç düşünmeden her gün cebimizde taşıdığımız cihazları hayal edemedi. Sadece bir nesil önce; benim yaşımın yarısı olan biri içinse iki nesil önceydi
Kişisel olarak bu yüzyılın temasının, ucuz ve sürdürülebilir enerjiyi akıl almaz ölçüde bol hale getirip eskiden ne yaptığımızı ve nasıl idare ettiğimizi merak ettirmesi olduğunu düşünüyorum
O yöne yakınsayan o kadar çok teknolojik atılım var ki, bu gerçekleşecek; mesele “olup olmayacağı” değil, “ne zaman” olacağı
Takvim belirsiz ama aşırı belirsiz de değil. Yazar epey kısa bir zaman aralığında birkaç eğilimi dış değerlendiriyor ve yanılıyor olabilir. 5 kat yanılmış olsa bile, yine de makul bir zaman çizelgesi içinde gerçekleşir
Bu kadar büyük sapacağını da sanmıyorum. 2030-2035’e gelindiğinde içten yanmalı motorlar ve fosil yakıtlar bitmiş olacak
Çok ucuz pillerde depolanan çok ucuz elektronları kullanmamak delilik olacak. kWh başına $50’de düşünmeye gerek yok; $5/kWh’de başka bir şey kullanmak tamamen anormal olur. Bu “sadece” 10 kat iyileşme
2024’te tüm inovasyonun duracağını ve sonrasında teknolojik ilerleme olmayacağını varsaymak safça görünüyor. Çünkü iyi fonlanan ve sonuç verecek gibi duran çok fazla iş sürüyor
Karşıt bakış açısı ise ilerlemenin kesin olduğu; bazı şeyler yavaşlasa bile henüz düşünmediğimiz başka bir şey boşluğu doldurabilir
Şimdiden 2030’a kadar birkaç eğitimli tahmin yapılabilir ve yazarın yaptığı da buna yakın
Ucuz ve temiz enerji dönüştürücüdür. Bugünkü büyük sorunların çoğu doğrudan ya da dolaylı olarak enerjide darboğaza takılıyor
Enerjiyi ucuzlatmak önemli. 2 kat iyileşme iyi, 10 kat daha iyi; birkaç on yıl içinde 100 katını da görebiliriz. Bu aralıktaki herhangi bir yer dönüştürücüdür; ötesini hayal etmek zor ama imkânsız da değil
Bir gün füzyonu başarabiliriz ve o da ucuzlayabilir
Ama zaten yörüngede dönen harika bir füzyon santralimiz var: Güneş. Gerçek ihtiyacımızdan birkaç mertebe daha fazla enerjiyi aşağı gönderiyor
Biz bunu güneş panelleriyle hasat etmeyi öğreniyoruz; bitkiler ve ağaçlar bu işin püf noktasını çoktan öğrenmişti
Bu yazı depolama için pillerden yararlanma hakkında ve ikisi birleşince güzel bir tablo ortaya çıkıyor
Sodyum-iyonun kilit noktası, nadir ya da özel malzemeler gerektirmemesi. Malzemeler ucuz ve tükenme olasılığı düşük
Kaç TWh pile ihtiyaç olacak? Onlarca, yüzlerce, binlerce TWh olabilir. Mevcut elektrik kullanımı yılda yaklaşık 25 PWh ve bu sayı artacak
25.000 TWh pilimiz olsaydı ne yapabilirdik? Yıllık üretim yakında 1 TWh’yi aşacak ve bu pillerin çoğu onlarca yıl dayanıyor
Şarj edilmiş 25 PWh pil muazzam bir güçtür ve birkaç on yıl içinde çevremizde böyle bir miktar olabilir
Mevcut büyüme oranı ve öğrenme oranına dayanarak pil hücrelerinin 2030’da $8/kWh seviyesine ulaşacağını öngörüyor. Şaşırtıcı
7 yıl boyunca her yıl 1,59 ile çarparak toplam pil miktarının 25 kat artacağını söylüyor; gerçekte 8 yıl sürer ama bunu geçebiliriz
Fakat bunu 8 kez ikiye katlanma diye ifade ediyor; 8 kez ikiye katlanma 256 kat artış demektir
Yıllık %100 büyümede bile 9 yıl sürer; yıllık %59 büyümede 256 kata ulaşmak yaklaşık 13 yıl alır
Maliyet düşüşünde de bir sapma var gibi. Her ikiye katlanmada %25 düşüş varsa mevcut fiyatın %10’una inmek için 9 kez ikiye katlanma gerekir
Dolayısıyla $8’e ulaşmak için 1-2 yıl daha eklemek gerekir
Yine de 2040 civarında $8/kWh seviyesine ulaşılabileceği fikri ilginç; özellikle de sodyum pillerin fiziksel olarak bu kadar ucuzlayabilecek ve birkaç günlük şebeke depolaması kurmaya elverecek gibi görünmesi nedeniyle
2030’da bile yazarın 2023 için söylediği $80/kWh iddiasını kabul edersek, neredeyse üçte iki fiyat düşüşüyle $28/kWh mümkün
12V yapılandırmada 4 adet 230Ah LiFePO4 hücre kullanarak geceleri güneş enerjisiyle çalışan blogumu çalıştırıyorum
İnverter üzerinden 90W’lık bir bilgisayar ortamını da birkaç saat çalıştırıyorum
İnsanların bu hücrelerin ne kadar ucuzladığını ve kendi pil depolama sistemini kurmanın ne kadar gerçekçi hale geldiğini gerçekten anlamasını isterdim
Şu anda saatlik fiyatı değişen değişken bir gün öncesi elektrik tarifesi kullanıyorum
Bazı günler elektrik kullandığınızda para aldığınız birkaç saat oluyor; rüzgâr ve güneş enerjisinin bu kadar bol olması şaşırtıcı
Tiber API ve Python ile oynayıp, ucuz saatlerde pili biraz şarj ederken güneş enerjisinin girebileceği payı bırakmak gerçekten eğlenceli
50Ah lityum iyon batarya maliyetleri düşerek içten yanmalı otomobillerdeki kurşun-asit akülerle rekabet edebilecek seviyeye yaklaşıyor
Otomobil üreticileri, motor çalıştıktan sonra bataryayı şarj edilebilir sıcaklığa kadar ısıtan bir sistem tasarlayabilir; ancak bu, kurşun-asit aküyü takıp geçmek kadar basit değil
Bu amaca uygun bir LiFePO4 batarya tasarlamanın ne kadar kolay olacağını bilmiyorum
12V kullanılmasının nedenini anlıyorum, ama neden 12V lityum batarya olmadığını bilmiyorum
Ancak lityum bataryalar geri dönüştürülemiyor; “neredeyse oldu” ya da “geleceği parlak” demek yine “hızlı hareket et ve bir şeyleri kır” anlayışına yaklaşıyor