Následující článek je prvním z dvoudílné série a zabývá se limity inovací v oblasti lithium-iontových baterií. Druhá část seriálu poodhalí budoucnost chemických technologií baterií v nadcházejícím desetiletí.
Mainstreamové lithium-iontové baterie, které nyní pohánějí rychle se rozvíjející trh s elektromobily, byly ještě před deseti lety drahou záležitostí. V roce 2010 stály lithium-iontové baterie 1 183 USD za kilowatthodinu; o devět let později cena podle údajů BloombergNEF klesla téměř desetkrát na 156 USD/kWh v roce 2019.
Rychlost poklesu nákladů zaskočila odborníky na baterie, včetně analytika Jamese Fritha, vedoucího oddělení skladování energie společnosti BloombergNEF. „Klesají rychleji, než jsem každý rok předpovídal,“ řekl Frith. „To je určitě překvapivé.“
Rebecca Ciezová, postdoktorandka Andlingerova centra pro energii a životní prostředí na Princetonské univerzitě, která se zabývá výzkumem nákladů na baterie, souhlasila. „Nedávný pokles je docela dramatický,“ řekla Ciezová. „Je překvapivé, jak se trh tak rychle posunul.“
Experti označili za důvod poklesu cen dynamiku rozšiřování výroby a také postupné inovace v chemii baterií. Výrobci se odklánějí od některých dražších složek baterií, jako je kobalt, protože rozšiřují konstrukce baterií s vysokým obsahem niklu, jejichž výroba se s rozšiřováním továren zlevňuje.
Ciez poznamenal, že před deseti lety se trh s elektromobily teprve dostával pod tlak, aby se osobní a nákladní automobily vyráběly v místech, kde se začaly regulovat emise uhlíku, například v Kalifornii. „Takže jste měli tyto automobily vyhovující předpisům, kdy výrobci řekli: ‚Dobře, musíme vyrobit tento RAV4 na elektrický pohon,'“ řekl Ciez a jako příklad uvedl automobil na fosilní paliva. „A tak prostě splácali dohromady několik baterií do notebooků, které byly snadno dostupné.“
Od té doby udělalo odvětví baterií obrovský pokrok ve snižování nákladů, vylepšování materiálů v bateriích, aby se používaly levnější a méně eticky sporné kovy a zároveň se využily úspory z rozsahu.
100 USD/kWh je svatý grál
Výrobci se blíží k bodu, kdy elektromobily dosáhnou nákladové parity se svými příbuznými poháněnými fosilními palivy při ceně kolem 100 USD/kWh, nebo možná o něco méně, uvedli odborníci. Tato cena je všeobecně považována za bod zlomu v tomto odvětví, kdy spotřebitelé již nebudou považovat elektromobily za dražší variantu.
BloombergNEF předpovídá, že náklady na baterie klesnou pod 100 USD/kWh v roce 2024 a v roce 2030 dosáhnou přibližně 60 USD/kWh, uvedl Frith. Stejně tak analytici společnosti Bernstein předpovídají rok 2024 jako rok, kdy běžné elektromobily dosáhnou nákladové parity s vozidly na plyn a naftu, zatímco lídři v oblasti elektromobilů mohou stejného bodu dosáhnout v roce 2022 nebo 2023.
Ačkoli toho bude dosaženo bez zásadních inovací lithium-iontových baterií, vyspělá lithium-iontová technologie se rychle blíží limitům, nakolik ji lze vylepšit, uvedli odborníci společnosti S&P Global Market Intelligence. Jeden z chemiků, přední vědec zabývající se lithium-iontovými bateriemi, který vedl výzkum pro významného výrobce elektromobilů, jenž je na této technologii závislý, uvedl, že lithium-iontové baterie začaly v některých oblastech, jako je cena, hustota energie a rychlost nabíjení, dosahovat svého maxima.
„Nepřichází žádný obrovský impuls,“ řekl chemik. Z jeho pohledu mohou ke spokojenosti spotřebitelů stačit postupná zlepšení, zatímco jakákoli revoluce v oblasti baterií díky nevyzkoušeným technologiím zůstává v horizontu let.
„S lithium-iontovými bateriemi se dnes dá dělat opravdu dobře,“ řekl. „A tím, že pomůže snížit náklady – to zlepší pronikání celé technologie na trh.“
Venkat Viswanathan, docent na katedře strojírenství na Carnegie Mellon University, souhlasil, že se tato technologie blíží svým limitům. Očekává, že ceny lithium-iontových baterií by mohly ještě klesnout asi o 20 % a 30 %, ale že pravděpodobně nebudou o mnoho levnější.
„Rychle se blížíme k hranicím nákladů na suroviny,“ řekl Viswanathan.
Předpokládá, že ceny lithium-iontových baterií by se mohly ještě snížit.