General Motors (GM) объявила о своем намерении выйти на рынок хранения энергии, который тесно связан с быстро растущим спросом на электроэнергию в центрах обработки данных и электросетях. В гонке за стабильным электроснабжением центров обработки данных искусственного интеллекта традиционный автогигант пытается стать ключевым поставщиком энергии для инфраструктуры с помощью новых аккумуляторных технологий.
В прошлом году компании по производству автомобилей и аккумуляторов часто выходили на трансграничный бизнес по хранению энергии. Компания по переработке аккумуляторов Redwood Materials взяла на себя инициативу и создала подразделение по хранению энергии и в сотрудничестве с Crusoe в Неваде, США, использовала утилизированные аккумуляторные блоки электромобилей для питания центров обработки данных. Впоследствии Ford объявил, что переведет часть своих мощностей по производству аккумуляторов на производство аккумуляторов энергии на уровне сети. Сегодня план хранения энергии, объявленный GM, является более амбициозным с точки зрения масштаба и технического маршрута и ориентирован на широкий спектр сценариев: от центров обработки данных искусственного интеллекта до использования энергии на заводах.
Согласно последнему плану GM, план деятельности компании в области хранения энергии в основном включает в себя два поэтапных действия. Самым важным шагом является достижение стратегического сотрудничества с начинающей компанией Peak Energy для совместной разработки новой системы натрий-ионных аккумуляторов для приложений на уровне сети. За исключением китайского рынка, ни одна другая автомобильная компания не объявила о крупномасштабном плане массового производства натрий-ионных аккумуляторов, что делает выбор GM довольно редким технологическим маршрутом среди мировых автомобильных компаний.
Курт Келти, вице-президент GM по батареям и устойчивому развитию, сказал, что компания решила выйти на рынок с системами хранения энергии, потому что требования к производительности батарей в этом сценарии во многом соответствуют химической системе с ионами натрия, разрабатываемой GM. GM не раскрыла конкретную сумму инвестиций в этот проект по хранению энергии, но известно, что ранее она обязалась инвестировать 900 миллионов долларов США в коммерциализацию новых химических систем для аккумуляторов, включая новый центр разработки аккумуляторов и другую соответствующую инфраструктуру.
Натрий-ионные аккумуляторы по принципу работы аналогичны литий-ионным, но имеют замену основных материалов с целью снижения затрат, продления срока службы и снижения риска перегрева. Компромисс: натрий-ионные батареи, как правило, больше и тяжелее при той же емкости хранения энергии. Для систем хранения энергии на уровне сети с относительно небольшими ограничениями по пространству и весу этот компромисс считается приемлемым и стал одним из ключевых факторов, почему GM решила отдать приоритет технологии ионов натрия для сценариев хранения энергии, а не для легковых автомобилей.
Компания Peak Energy ранее использовала натрий-ионные аккумуляторы для создания систем хранения энергии и перепроектировала архитектуру системы с учетом характеристик этой батареи. Из-за более низкого риска перегрева натрий-ионных аккумуляторов сетевые накопители энергии Peak Energy больше не требуют традиционных систем охлаждения и устройств пожаротушения, что снижает первоначальные затраты на строительство и, как мы надеемся, снижает расходы на техническое обслуживание при долгосрочной эксплуатации. Пол Менсон, директор по коммерциализации ГМ-хранилищ энергии, заявил, что «непосредственно устраняя самый сложный компонент», компании могут одновременно сократить количество отказов и риски эксплуатации и технического обслуживания.
Согласно планам обеих сторон, GM будет поставлять натрий-ионные аккумуляторы компании Peak Energy, которая завершит системную интеграцию и предоставит клиентам комплексные решения по хранению энергии, такие как электросети и центры обработки данных. Однако для запуска в массовое производство натрий-ионных батарей на основе новой системы GM потребуется время. GM ожидает, что первая партия натрий-ионных аккумуляторов перейдет на стадию опытного производства в своем центре разработки аккумуляторных элементов в 2028 году. GM полагает, что это новое предприятие может сократить цикл коммерциализации новых химических систем для аккумуляторов примерно на один год и еще больше снизить затраты на исследования, разработки и проверку в этом процессе.
Прежде чем система ионов натрия будет полностью коммерциализирована, GM будет участвовать на рынке хранения энергии, используя более зрелые технологии. Текущий план заключается в поставке литий-железо-фосфатных элементов (LFP) компании LG New Energy для использования в ее системе хранения энергии на переходном этапе. LG New Energy и GM ранее сотрудничали в производстве аккумуляторов для электромобилей через совместное предприятие Ultium. Это сотрудничество включит бизнес по хранению энергии в существующие рамки сотрудничества.
Помимо сотрудничества с Peak Energy и LG New Energy, GM также объявила о расширении сотрудничества с Redwood Materials. Redwood была основана бывшим руководителем Tesla Дж. Б. Штраубелем, и ее бизнес охватывает системы переработки аккумуляторов и хранения энергии. В настоящее время компания Redwood получила производственные отходы с завода по производству аккумуляторов GM и получила большое количество аккумуляторных батарей от электромобилей GM для переработки. GM сообщила, что в настоящее время около 10 000 аккумуляторных блоков стоят в очереди на отправку в Redwood для переработки.
В сценарии центра обработки данных Redwood развернула микросетевую систему, состоящую из аккумуляторных батарей, в центре обработки данных Крузо в Спарксе, штат Невада, мощностью 12 МВт/63 МВтч, чтобы обеспечить стабильную поддержку электроснабжения центра обработки данных. На этот раз GM решила внедрить на заводе в Мичигане систему хранения энергии Redwood мощностью 7,2 МВтч. По оценкам GM, эта система, как ожидается, сэкономит заводу примерно 3 миллиона долларов на затратах на электроэнергию в течение всего жизненного цикла. Коммерческий директор Redwood Кэл Лэнктон заявил, что этот проект является «первым шагом» для Redwood и поможет компании еще больше расширить территорию применения от центров обработки данных до промышленных площадок.
С точки зрения сценариев применения существуют очевидные различия в использовании систем хранения энергии в центрах обработки данных и на крупных заводах. В центрах обработки данных с интенсивным использованием графических процессоров батареи часто используются для сглаживания колебаний мощности, вызванных вычислительными нагрузками. Напротив, в промышленных сценариях, таких как заводы GM, больше внимания уделяется сокращению пиковых нагрузок и заполнению впадин — путем разрядки батарей в часы пик потребления электроэнергии, снижения пикового спроса при выставлении счетов за электроэнергию, таким образом сокращая ежемесячные счета за электроэнергию, одновременно обеспечивая резервное питание в случае сбоя в сети для улучшения непрерывности и надежности производства.
Келти сказал, что для GM этот тип системы хранения энергии является не только инструментом экономии средств, но и важной частью повышения общей эксплуатационной устойчивости. Он сообщил, что проект завода в Мичигане считается образцовым проектом, и компания проявила большой интерес к повышению надежности завода за счет хранения энергии. Согласно видению GM, в будущем ее заводы по всему миру будут постепенно развертывать аналогичные системы хранения энергии для достижения двойной выгоды: между экономическими расчетами и стабильной работой.