Energy Report

Mitul bateriilor „ecologice” pe bază de litiu-ion s-a prăbușit, dar producătorii și statul sunt încă în faza negației

De circa doi ani de zile, o echipă formată din ingineri care au lucrat la modelele de autovehicule electrice Chevrolet Volt și Toyota Prius se străduiește să revoluționeze cheia de boltă a industriei și să scoată pe piață ultima versiune a bateriei pe bază de plumb-acid, veche de 154 de ani. Scopul este construirea unei baterii suficient de puternice pentru a putea alimenta o gamă mai largă de vehicule, o sarcină pe care actualele baterii litiu-ion nu o pot îndeplini decât la costuri prohibitive. Mai ales că seria recentă de accidente grave și intens mediatizate care au implicat astfel de baterii a pus serios la îndoială siguranța tehnologiei.

Supraîncălzirea bateriilor la două avioane Boeing 787 Dreamliner de ultimă generație, urmată de incendii, au dus la decizia autorităților de a opri la sol aceste modele, obligându-i totodată pe producători să treacă la regândirea sistemului de baterii. Din ce în ce mai mulți ingineri afirmă că revoluția bateriilor litiu-ion a ajuns într-un punct mort, din cauza costurilor mari ale tehnologiei, a complexității tehnice a acesteia și a riscurilor de defecțiune și accident.

„Oameni extrem de inteligenți și competenți lucrează deja de 10 ani la asta și, cu toate astea, nimeni n-a ajuns cât de cât aproape de crearea unei noi baterii litiu-ion”, spune Fred Schlachter, expert în baterii litiu-ion și fost fizician la Lawrence Berkeley National Laboratory.

Mulți experți sunt acum de părere că va mai trece încă cel puțin un deceniu până când tehnologia litiu-ion să ajungă să fie folosită pe scară largă în transporturi. Alții, precum cei de la Toyota Corp, consideră că acest tip de baterii sunt depășite și că trebuie venit cu altceva, eventual cu updatarea și îmbunătățirea unor tehnologii mai vechi.

Acești specialiști afirmă că s-au creat așteptări prea mari mult prea repede. Se spera că aceste baterii „ecologice” vor scădea în mărime și greutate și vor ajunge la dimensiuni neglijabile cu viteza cu care, în alt sector tehnologic, s-a ajuns la fabricarea pe scară industrială a microchipurilor.

Speranțe neîntemeiate

Acest lucru nu s-a întâmplat și nici nu se va întâmpla prea curând. „Nu va apărea nici o formulă chimică nouă zeci de ani de-acum încolo, doar dacă vom fi foarte norocoși”, punctează Schlachter.

La fel cum recentele progrese tehnologice la nivelul motoarelor tradiționale au permis mașinilor clasice să parcurgă distanțe mai mari cu consum mai mic de carburanți, tot așa, cercetătorii care se ocupă de baterii pentru autovehicule electrice speră că bateriile vor ajunge să furnizeze mai multă energie, reducându-și totodată dimensiunile.

Producătorii care au mizat pe tehnologia litiu-ion, cum ar fi Boing, Tesla Motors sau General Motors (GM), susțin că pot face ca bateriile să devină mai sigure și se așteaptă ca tehnologiile mai noi să se confrunte cu probleme.

Recent, GM s-a confruntat cu probleme, un Chevrolet Volt luând foc în timpul unor teste derulate chiar de către autoritatea americană pentru siguranța transporturilor rutiere (US National Highway Transportation Safety Administration). „GM își reafirmă încrederea în tehnologia pe bază de litiu-ion. Am remarcat progrese în ultima perioadă”, spun reprezentanții companiei.

La rândul lor, cei de la Boeing declară că au ani de experiență în spate cu această tehnologie și că au încredere în siguranța acesteia. „Nimic din concluziile actualelor investigații nu ne-a determinat să ne schimbă decizia de a utiliza baterii pe bază de litiu-ion”, se arată într-o declarație a companiei Boeing.

Tom Gage, expert în baterii, a cărui companie, EV Grid, se ocupă de sistemele de alimentare ale mașinilor electrice, spune că tehnologia litiu-ion este un pic mai „impetuoasă” decât altele, însă susține că este cea mai bună deocamdată și că poate fi îmbunătățită. „E vorba doar de o provocare tehnologică”, susține el.

Alte firme, însă, încearcă să meargă mai departe. Toyota, de exemplu, a dat unei echipe de ingineri specialiști în baterii sarcina de a explora mai multe alternative la tehnologia litiu-ion. „Nu credem că bateriile pe bază de litiu-ion ne vor ajuta să mărim volumele într-atât încât să putem spune că avem de a face cu o piață de masă. Avem nevoie de inovații semnificative în ceea ce privește chimia bateriilor”, spune purtătorul de cuvânt al Toyota, John Hanson.

Caz clasic de investiție proastă pe banii contribuabililor

Subhash Dhar, fondatorul companiei Energy Power Systems, este de părare că promisiunile de îmbunătățire ale tehnologiei litiu-ion nu s-au materializat și că bateriile de acest tip sunt prea complicate și prea scumpe.

„Înainte ca tehnologia să fie pe deplin optimizată și înainte ca piața să fie pregătită, am aruncat pur și simplu pe fereastră miliarde de dolari pentru a construi toate aceste fabrici, care acum nu au comenzi și, deci, nu au de lucru”, acuză Dhar.

În februarie 2010, administrația de la Washington a dat subvenții de peste 150 de milioane de dolari pentru a ajuta la construirea unei fabrici de baterii litiu-ion deținută de o subsidiară a coreenilor de la LG Group. Fabrica ar fi trebuit să ajungă anul acesta la o producție suficientă pentru echiparea a 60.000 de vehicule electrice anul acesta.

Însă cererea pe care se miza din partea potențialilor clienți nu s-a materializat niciodată. Un raport recent al Departamentului pentru Energie al Statelor Unite arată că fabrica, localizată în Michigan, este un loc în care muncitorii își petrec zilele de lucru jucând Monopoly, uitându-se la filme sau făcând voluntariat pentru un adăpost local de animale abandonate.

E mai complicată bateria decât mașina

Bateria modelului Chevrolet Volt oferă argumente atât criticilor, cât și fanilor săi. După incidentele inițiale, când a luat foc, a funcționat după aceea fără nici o defecțiune. Problema este însă alta: bateria are mai multe componente decât întreaga mașină la un loc, printre care nu mai puțin de 600 de supape și device-uri necesare pentru răcire.

„Avem de a face cu 600 de supape și toate trebuie să rămână în bună stare pe întreaga durată de viață a bateriei, altfel survin defecțiuni catastrofale”, spune Josh Payne, care a lucrat la prima baterie pentru Chevrolet Volt și lucrează acum la Energy Power Systems. GM continuă să afirme că bateria modelului Volt este sigură.

Bateriile cu litiu-ion au fost folosite din 192 încoace la alimentarea laptopurilor și a telefoanelor mobile, iar The Economist le-a omagiat în 2002 cu supranumele de „infanteriștii revoluției digitale”. Ele s-au dovedit de asemenea extrem de inflamabile. Unele modele timpurii de laptopuri au luat foc în mod spectaculos, dar industria electronicelor și electrocasnicelor a reușit să rezolve în bună măsură așteptările. Ceea ce nu a făcut decât să reaprindă speranța că și bateriile mai mari, precum cele pentru mașini, vor putea fi „îmblânzite”.

Însă astăzi, cel puțin în industria aviației, speranțele sunt foarte slabe.

Incendii greu de controlat

„Chestiile astea iau foc. Nu explodează, dar iau foc. Am văzut de patru ori și știu despre ce vorbesc”, spune Richard Lukso, consultant în tehnologie aviatică. El este fondatorul Securaplane, compania care a construit încărcătorul de baterie pentru Boeing 787 Dreamliner. Ulterior, a părăsit compania pentru a fonda un start-up specializat în tehnologie litiu-ion, însă nici după ce a investit 6 milioane de dolari nu a reușit să facă o baterie litiu-ion suficient de sigură pentru a alimenta avioane.

Lukso povestește cât de uimit a fost să vadă cât de dificil este să monitorizezi ce se întâmplă în interiorul bateriei. Acum, această operațiune este executată de microchipuri, pe care însă nu le avea la dispoziție când a înființat noua companie.

Lukso se confruntă cu aceeași problemă ca și cea de la incidentul Boeing, anume că, odată ce o bateria litiu-ion mare ia foc, acesta e greu de stins, întrucât se alimentează cu combustibilul bateriei și își creează singur oxigenul care îl întreține. Este extrem de complicat și de costisitor de instalat în baterie dispozitive care să prevină răspândirea căldurii de la o celulă la alta, pentru a ține sub control un incendiu de acest fel.

Airbus, rivalii celor de la Boeing, au renunțat la a mai utiliza baterii litiu-ion pentru viitorul lor model de aeronavă pentru pasageri, A350, până la o ulterioară „maturizare” a tehnologiei.

„Fără îndoială că aceste baterii litiu-ion sunt puternice. Însă trebuie să le cocoloșești ca pe niște copii mici și să fii tot timpul cu ochii pe ele. Avem nevoie de inovații importante la toate nivelurile, pentru a face ca această tehnologie să devină mai robustă și mai sigură”, spune Subhas Chalasani, care a lucrat la bateria celor de la Boeing, iar anterior pentru GM.

Numai că Chalasani nu lucrează la îmbunătățirea bateriilor litiu-ion, ci s-a angajat la o companie specializată în dezvoltarea și modernizarea tehnologiei clasice, a bateriilor pe bază de plumb-acid.