以下の記事は2部構成のシリーズの第1部で、リチウムイオン電池の技術革新の限界について考察したものです。 第2部では、今後10年間の電池化学の将来について解き明かす予定です。
現在、急速に拡大する電気自動車市場を牽引する主流のリチウムイオン電池は、ほんの10年前までは高価な提案だった。 ブルームバーグNEFのデータによると、リチウムイオン電池パックの価格は2010年に1キロワット時当たり1183米ドルだったが、9年後の2019年には156米ドル/kWhと10倍近く下がっている。
コスト低下のペースは、ブルームバーグNEFのエネルギー貯蔵担当アナリスト、ジェームズ・フリス氏を含む電池専門家を不意打ちするものだった。 「毎年、私が予想していたよりも早く下がっている」とFrith氏は述べた。 「プリンストン大学アンドリンガー・センターの博士研究員で、電池のコストを研究しているレベッカ・シーズ氏も同意しています。 「最近の下落はかなり劇的です」と、Ciez は言います。 「市場がこれほど早くシフトしたのは驚きです」
専門家は、価格下落の理由として、生産拡大の勢いと、バッテリー化学における段階的な技術革新を指摘しました。 メーカーは、工場が拡大するにつれて生産コストが安くなるニッケルを多用したバッテリー設計を強化するため、コバルトなど高価なバッテリー材料からシフトしています。
Ciez は、10 年前、電気自動車市場は、カリフォルニアなど、炭素排出が規制され始めた場所で自動車やトラックを製造するという圧力下にちょうどあった、と指摘しました。 そこで、メーカーが「よし、このRAV4を電気自動車にしよう」と、化石燃料で走る車を例にとって、コンプライアンスカーが登場したのです」とCiez氏は言います。 「それ以来、バッテリー部門はコスト削減において大きな前進を遂げ、バッテリーの材料を微調整して、スケールの経済性を確保しながら、より安価で倫理的に問題の少ない金属を使用するようになりました。
100ドル/kWhは聖杯
メーカーは、電気自動車が化石燃料で動くものと同等のコストに達するのは、100ドル/kWh程度か、おそらくもう少し低くなる時点に近づいている、と専門家は述べている。 この価格は、消費者が電気自動車をより高価な選択肢とはみなさなくなる、この分野の転換点として広く見られています。
BloombergNEF は、バッテリーコストが 2024 年に 100 米ドル/kWh を下回り、2030 年までに約 60 米ドル/kWh に達すると予測していると、フリスは述べています。 同様に、バーンスタインのアナリストは、主流の電気自動車がガスやディーゼル車と同等のコストに達するのは2024年で、電気自動車分野のリーダーは2022年または2023年までに同じポイントに達するかもしれないと予測しています。
これはリチウムイオン電池に大きな革新がなければ達成できないが、成熟したリチウムイオン技術は急速に改善できる限界が近づいていると専門家がS&P Global Market Intelligenceに述べています。 ある電池化学者は、この技術に依存している大手電気自動車メーカーのために研究を行ってきたリチウムイオン電池の主要な科学者であり、リチウムイオン電池は、価格、エネルギー密度、充電速度などの特定の面で最大になり始めていると述べています。
「巨大なブーストが来るわけではありません」と、この化学者は述べています。 彼の見解では、消費者を満足させるには、段階的な改善で十分であり、未証明技術による電池革命はまだ数年先です。
「今日、リチウムイオン電池で本当にうまくやることができます」と彼は述べています。 「カーネギーメロン大学機械工学科の准教授であるVenkat Viswanathan氏も、この技術が限界に近づいていることに同意しています。 彼は、リチウムイオン電池の価格はまだ20%から30%程度下がる可能性があるが、それほど安くなることはないだろうと予想しています。
「私たちは急速に原材料コストの限界に近づいている」と、Viswanathan氏は述べました。