Clujba de mai jos este prima dintr-o serie de două părți și analizează limitele inovației în domeniul bateriilor litiu-ion. A doua parte a seriei va detalia viitorul chimiei bateriilor în următorul deceniu.
Baterii litiu-ion din fluxul principal, care conduc acum o piață în expansiune rapidă pentru vehiculele electrice, erau o propunere scumpă cu doar un deceniu în urmă. Pachetele de baterii litiu-ion costau 1.183 USD pe kilowatt-oră în 2010; nouă ani mai târziu, prețul a scăzut de aproape zece ori, ajungând la 156 USD/kWh în 2019, potrivit datelor BloombergNEF.
Rapiditatea scăderii costurilor i-a luat prin surprindere pe experții în baterii, inclusiv pe analistul James Frith, șeful departamentului de stocare a energiei din cadrul BloombergNEF. „Au scăzut mai repede decât am prognozat în fiecare an”, a declarat Frith. „Acest lucru este cu siguranță surprinzător.”
Rebecca Ciez, cercetător postdoctoral la Andlinger Center for Energy and the Environment de la Universitatea Princeton, care cercetează costurile bateriilor, a fost de acord. „Scăderea mai recentă este destul de dramatică”, a spus Ciez. „Este surprinzător modul în care piața s-a schimbat atât de repede.”
Experții au indicat impulsul de extindere a producției ca fiind un motiv pentru scăderea prețurilor, precum și inovația incrementală în chimia bateriilor. Producătorii au renunțat la unele ingrediente mai scumpe ale bateriilor, cum ar fi cobaltul, pe măsură ce au dezvoltat modele de baterii cu un conținut ridicat de nichel, care au devenit mai ieftine de produs pe măsură ce fabricile se extind.
Ciez a remarcat că, în urmă cu un deceniu, piața vehiculelor electrice abia începea să fie supusă presiunii de a construi mașini și camioane în locuri în care emisiile de carbon începeau să fie reglementate, cum ar fi în California. „Așa că ați avut aceste mașini de conformitate în care producătorii au spus: „OK, trebuie să facem acest RAV4 electric””, a spus Ciez, folosind ca exemplu o mașină alimentată cu combustibil fosil. „Și astfel, pur și simplu puneau laolaltă o grămadă de baterii de laptop care erau ușor disponibile.”
De atunci, sectorul bateriilor a făcut pași uriași în reducerea costurilor, modificând materialele din baterii pentru a folosi metale mai ieftine și mai puțin discutabile din punct de vedere etic, în timp ce captau economii de scară.
100 USD/kWh este Sfântul Graal
Producătorii se apropie de un punct în care vehiculele electrice vor ajunge la paritate de cost cu verii lor alimentați cu combustibili fosili la aproximativ 100 USD/kWh, sau poate puțin mai puțin, au declarat experții. Acest preț este considerat pe scară largă drept un punct de cotitură în sector, în care consumatorii nu vor mai considera vehiculele electrice ca fiind opțiuni mai scumpe.
BloombergNEF prevede că costurile bateriilor vor scădea sub 100 USD/kWh în 2024 și vor ajunge la aproximativ 60 USD/kWh până în 2030, a declarat Frith. De asemenea, analiștii de la Bernstein au proiectat anul 2024 ca fiind anul în care vehiculele electrice obișnuite vor ajunge la paritate de cost cu vehiculele pe benzină și diesel, în timp ce liderii din acest sector ar putea ajunge în același punct până în 2022 sau 2023.
În timp ce acest lucru se va realiza fără inovații majore în ceea ce privește bateriile litiu-ion, tehnologia matură litiu-ion se apropie rapid de limitele în ceea ce privește cât de mult poate fi îmbunătățită, au declarat experții pentru S&P Global Market Intelligence. Un chimist specializat în chimia bateriilor, un cercetător de frunte în domeniul bateriilor litiu-ion care a efectuat cercetări pentru un important producător de vehicule electrice care depinde de această tehnologie, a declarat că bateriile litiu-ion au început să atingă limita maximă pe anumite fronturi, cum ar fi prețul, densitatea energetică și viteza de încărcare.
„Nu există niciun impuls uriaș care să apară”, a spus chimistul. Din punctul său de vedere, îmbunătățirile incrementale pot fi suficiente pentru a satisface consumatorii, în timp ce orice revoluție a bateriilor provenite din tehnologii nedovedite rămâne peste ani de zile.
„În prezent, vă puteți descurca foarte bine cu bateriile litiu-ion”, a spus el. „Și ajutând la reducerea costurilor – asta va îmbunătăți pătrunderea pe piață a întregii tehnologii.”
Venkat Viswanathan, profesor asociat la Departamentul de Inginerie Mecanică de la Universitatea Carnegie Mellon, a fost de acord că tehnologia se apropie de limitele sale. El se așteaptă ca prețurile bateriilor litiu-ion să mai poată scădea cu aproximativ 20% și 30%, dar că probabil nu vor deveni mult mai ieftine.
„Ne apropiem rapid de limitele costurilor materiilor prime”, a declarat Viswanathan.