Následující příběh je prvním ze dvoudílné série a zabývá se limity inovací v lithium-iontových bateriích. Druhý díl série odhalí budoucnost chemie baterií v nadcházejícím desetiletí.
Běžné lithium-iontové baterie, které nyní pohánějí rychle se rozvíjející trh s elektrickými vozidly, byly ještě před deseti lety drahým návrhem. Lithium-iontové baterie stály v roce 2010 1 183 USD za kilowatthodinu; o devět let později cena klesla téměř desetinásobně na 156 USD/kWh v roce 2019, podle údajů BloombergNEF.
Tempo poklesu nákladů zaskočilo odborníky na baterie, včetně analytika Jamese Fritha, šéfa úložiště energie BloombergNEF. "Každý rok klesají rychleji, než jsem předpovídal," řekl Frith. "To je jistě překvapivé."
Rebecca Ciez, postdoktorandka z Andlingerova centra pro energii a životní prostředí Princetonské univerzity, která zkoumá náklady na baterie, souhlasila. "Poslední pokles je docela dramatický," řekl Ciez. "Je překvapivé, jak se trh tak rychle posunul."
Odborníci poukázali na dynamiku rozšiřování výroby jako na důvod poklesu cen a také na postupné inovace v chemii baterií. Výrobci se odklánějí od některých dražších přísad do baterií, jako je kobalt, protože rozšiřují konstrukce baterií s těžkým niklem, jejichž výroba se s rozšiřováním továren stala levnější.
Ciez poznamenal, že před deseti lety se trh s elektrickými vozidly právě dostával pod tlak na výrobu osobních a nákladních automobilů v místech, kde se emise uhlíku začínají regulovat, jako například v Kalifornii. "Takže jste měli auta vyhovující předpisům, u kterých výrobci řekli: 'Dobře, musíme tuto [Toyotu] RAV4 vyrobit na elektrický pohon," řekl Ciez a použil jako příklad auto na fosilní paliva. "A tak prostě dali dohromady spoustu baterií do notebooků, které byly snadno dostupné."
Od té doby udělalo odvětví baterií obrovský pokrok ve snižování nákladů, vylepšilo materiály v bateriích tak, aby využívaly levnější a eticky méně pochybné kovy a zároveň dosáhly úspor z rozsahu.
100 USD/kWh je svatý grál
Výrobci se blíží bodu, kdy elektrická vozidla dosáhnou nákladové parity se svými bratranci poháněnými fosilními palivy na přibližně 100 USD/kWh nebo možná o něco méně, uvedli odborníci. Tato cena je obecně považována za bod zlomu v tomto odvětví, kde spotřebitelé již nebudou považovat elektrická vozidla za dražší možnosti.
BloombergNEF předpovídá, že náklady na baterie klesnou v roce 2024 pod 100 USD/kWh a do roku 2030 se pohybují kolem 60 USD/kWh, řekl Frith. Analytici společnosti Bernstein rovněž předpokládají, že rok 2024 bude rokem, kdy mainstreamová elektrická vozidla dosáhnou nákladové parity s vozidly na plyn a naftu, zatímco lídři elektrických vozidel v tomto sektoru mohou dosáhnout stejného bodu do roku 2022 nebo 2023.
I když toho bude dosaženo bez velkých inovací v lithium-iontových bateriích, vyspělá lithium-iontová technologie se rychle blíží limitům toho, jak moc ji lze zlepšit, řekli experti S&P Global Market Intelligence. Jeden chemik baterií, přední vědec s lithium-iontovými bateriemi, který provedl výzkum pro významného výrobce elektrických vozidel, který závisí na technologii, řekl, že lithium-iontové baterie začaly dosahovat maxima na určitých frontách, jako je cena, hustota energie a rychlost nabíjení. .
"Žádná obrovská vzpruha nepřichází," řekl chemik. Z jeho pohledu mohou ke spokojenosti spotřebitelů stačit postupná vylepšení, zatímco jakékoli revoluce baterií z neověřených technologií zůstávají roky pryč.
"S lithium-iontovými bateriemi si dnes můžete opravdu dobře poradit," řekl. "A tím, že pomůžeme snížit náklady - to zlepší pronikání celé technologie na trh."
Venkat Viswanathan, docent na katedře strojního inženýrství na Carnegie Mellon University, souhlasil, že technologie se blíží svým limitům. Očekává, že ceny lithium-iontových baterií by ještě mohly klesnout asi o 20 % a 30 %, ale že pravděpodobně nebudou o moc levnější.
"Rychle se blížíme k limitům nákladů na suroviny," řekl Viswanathan.
