Следующая статья является первой из серии, состоящей из двух частей, и посвящена ограничениям инноваций в литий-ионных батареях. Вторая часть серии расскажет о будущем химии аккумуляторов в ближайшее десятилетие..
Обычные литий-ионные аккумуляторы, которые в настоящее время являются движущей силой быстрорастущего рынка электромобилей, всего десять лет назад были дорогим предложением. В 2010 году литий-ионные аккумуляторные батареи стоили 1183 доллара США за киловатт-час; По данным BloombergNEF, девять лет спустя цена упала почти в десять раз до 156 долларов США за кВтч в 2019 году.
Темпы снижения стоимости застали врасплох экспертов по аккумуляторным батареям, в том числе аналитика Джеймса Фрита, руководителя отдела хранения энергии BloombergNEF. «Каждый год они снижаются быстрее, чем я прогнозировал», — сказал Фрит. «Это, конечно, удивительно».
Ребекка Сьес, научный сотрудник Центра энергетики и окружающей среды Андлингера Принстонского университета, изучающая стоимость аккумуляторов, согласна. «Недавнее падение довольно драматично», — сказал Сьес. «Удивительно, как рынок так быстро изменился».
Эксперты указали на динамику расширения производства как на причину падения цен, а также на дополнительные инновации в области химии аккумуляторов. Производители отказываются от некоторых более дорогих ингредиентов для аккумуляторов, таких как кобальт, поскольку они наращивают производство никель-тяжелых аккумуляторов, производство которых становится дешевле по мере расширения заводов.
Сье отметил, что десять лет назад рынок электромобилей находился под давлением необходимости производить легковые и грузовые автомобили в местах, где выбросы углекислого газа начали регулироваться, например, в Калифорнии. «Итак, у вас были автомобили, соответствующие требованиям, производители которых говорили: «Хорошо, мы должны сделать эту [Toyota] RAV4 электрической», — сказал Сьес, приводя в качестве примера автомобиль, работающий на ископаемом топливе. «И поэтому они просто собирали кучу аккумуляторов для ноутбуков, которые были легко доступны».
С тех пор аккумуляторный сектор добился огромных успехов в снижении затрат, адаптируя материалы аккумуляторов к использованию более дешевых и менее этически сомнительных металлов, одновременно получая эффект масштаба.
100 долларов США/кВтч – это Святой Грааль
Производители приближаются к моменту, когда электромобили достигнут паритета стоимости со своими собратьями, работающими на ископаемом топливе, по цене около 100 долларов США за кВтч или, возможно, немного меньше, говорят эксперты. Эта цена широко рассматривается как переломный момент в секторе, где потребители больше не будут рассматривать электромобили как более дорогой вариант.
BloombergNEF прогнозирует, что стоимость аккумуляторов упадет ниже 100 долларов США/кВтч в 2024 году и достигнет около 60 долларов США/кВтч к 2030 году, сказал Фрит. Аналогичным образом, аналитики Bernstein прогнозируют, что 2024 год станет годом, когда основные электромобили достигнут паритета стоимости с бензиновыми и дизельными автомобилями, в то время как лидеры электромобилей в этом секторе могут достичь той же точки к 2022 или 2023 году.
Хотя это будет достигнуто без серьезных инноваций в литий-ионных батареях, зрелая литий-ионная технология быстро приближается к пределу возможностей ее улучшения, сообщили эксперты S&P Global Market Intelligence. Один химик по аккумуляторным батареям, ведущий ученый в области литий-ионных аккумуляторов, который проводил исследования для крупного производителя электромобилей, которые зависят от технологии, сказал, что литий-ионные аккумуляторы начали достигать максимума по определенным направлениям, таким как цена, плотность энергии и скорость зарядки. .
«Гигантского роста не произойдет», — сказал химик. С его точки зрения, постепенных улучшений может быть достаточно, чтобы удовлетворить потребителей, в то время как до любых революций в области аккумуляторов, основанных на непроверенных технологиях, останутся годы.
«Сегодня можно добиться хороших результатов с литий-ионными батареями», — сказал он. «И, помогая снизить стоимость, это улучшит проникновение на рынок всей технологии».
Венкат Вишванатан, доцент кафедры машиностроения Университета Карнеги-Меллон, согласен, что технология приближается к пределу своих возможностей. Он ожидает, что цены на литий-ионные батареи все еще могут снизиться примерно на 20% и 30%, но вряд ли они станут намного дешевле.
«Мы быстро приближаемся к пределу затрат на сырье», — сказал Вишванатан.
