A következő cikk egy kétrészes sorozat első része, amely a lítium-ionos akkumulátorok innovációjának korlátait vizsgálja. A sorozat második része az akkumulátorok kémiai jövőjét tárja fel az elkövetkező évtizedben.
A főáramú lítium-ion akkumulátorok, amelyek jelenleg az elektromos járművek gyorsan növekvő piacát mozgatják, alig egy évtizeddel ezelőtt még drága mulatságnak számítottak. A lítium-ion akkumulátorok 2010-ben kilowattóránként 1183 dollárba kerültek; kilenc évvel később az ár közel tízszeresére, 156 dollár/kWh-ra csökkent 2019-re a BloombergNEF adatai szerint.
A költségcsökkenés üteme váratlanul érte az akkumulátor-szakértőket, köztük James Frith elemzőt, a BloombergNEF energiatárolásért felelős vezetőjét. “Gyorsabban csökkentek, mint ahogy én minden évben előre jeleztem” – mondta Frith. “Ez mindenképpen meglepő.”
Rebecca Ciez, a Princeton Egyetem Andlinger Center for Energy and the Environment nevű, akkumulátorok költségeit kutató posztdoktori munkatársa egyetértett. “Az újabb csökkenés elég drámai” – mondta Ciez. “Meglepő, hogy a piac ilyen gyorsan változott.”
A szakértők a termelés bővítésének lendületét jelölték meg az áresés okaként, valamint az akkumulátorkémiában bekövetkezett további innovációt. A gyártók eltekintenek néhány drágább akkumulátor-összetevőtől, mint például a kobalt, miközben a gyárak bővülésével olcsóbbá vált nikkel-nehéz akkumulátor-konstrukciókat állítanak elő.
Ciez megjegyezte, hogy egy évtizeddel ezelőtt az elektromos járművek piacára még csak most nehezedett nyomás, hogy olyan helyeken építsenek autókat és teherautókat, ahol a szén-dioxid-kibocsátást kezdik szabályozni, mint például Kaliforniában. “Tehát voltak ezek a megfelelőségi autók, ahol a gyártók azt mondták: “Oké, ezt a RAV4-et elektromosra kell gyártanunk” – mondta Ciez, egy fosszilis üzemanyaggal hajtott autót hozva fel példaként. “Így aztán csak összedobtak egy csomó könnyen beszerezhető laptop-akkumulátort.”
Azóta az akkumulátor-ágazat hatalmas lépéseket tett a költségek csökkentésében, az akkumulátorok anyagainak finomításával olcsóbb és etikailag kevésbé megkérdőjelezhető fémeket használnak, miközben méretgazdaságossági előnyökre tesznek szert.
100 USD/kWh a szent grál
A szakértők szerint a gyártók közelednek ahhoz a ponthoz, amikor az elektromos járművek 100 USD/kWh körül, vagy talán valamivel kevesebbért elérik a költségparitást a fosszilis üzemanyaggal működő rokonaikkal. Ezt az árat széles körben fordulópontnak tekintik az ágazatban, ahol a fogyasztók már nem fogják az elektromos járműveket drágább opciónak tekinteni.
BloombergNEF előrejelzése szerint az akkumulátorok ára 2024-ben 100 USD/kWh alá csökken, 2030-ra pedig 60 USD/kWh körül lesz – mondta Frith. Hasonlóképpen, a Bernstein elemzői 2024-re prognosztizálták azt az évet, amikor a mainstream elektromos járművek elérik a költségparitást a benzin- és dízelüzemű járművekkel, míg az elektromos járművek vezetői az ágazatban 2022-re vagy 2023-ra érhetik el ugyanezt a pontot.
Míg ez a lítium-ion akkumulátorok jelentős újításai nélkül is elérhető lesz, az érett lítium-ion technológia gyorsan közelít a határokhoz, hogy mennyit lehet javítani, mondták a szakértők az S&P Global Market Intelligence-nek. Az egyik akkumulátorkémikus, a lítium-ion akkumulátorok egyik vezető tudósa, aki a technológiától függő egyik nagy elektromosjármű-gyártó számára végzett kutatásokat, azt mondta, hogy a lítium-ion akkumulátorok bizonyos területeken, például az ár, az energiasűrűség és a töltési sebesség tekintetében kezdték elérni a maximumot.
“Nem várható óriási fellendülés” – mondta a kémikus. Véleménye szerint a fokozatos fejlesztések elegendőek lehetnek a fogyasztók elégedettségéhez, míg a még nem bizonyított technológiákból származó akkumulátor-forradalmak még évekig váratnak magukra.
“A lítium-ion akkumulátorokkal ma már nagyon jól lehet boldogulni” – mondta. “És azáltal, hogy segítünk csökkenteni a költségeket – ez javítani fogja az egész technológia piaci elterjedését.”
Venkat Viswanathan, a Carnegie Mellon Egyetem gépészmérnöki tanszékének docense egyetértett azzal, hogy a technológia közelít a határaihoz. Várakozásai szerint a lítium-ion akkumulátorok ára még körülbelül 20-30%-kal csökkenhet, de valószínűleg nem lesz sokkal olcsóbb.
“Gyorsan közeledünk a nyersanyagköltségek határához” – mondta Viswanathan.