Защо батерията на електрическия автомобил е толкова скъпа, засега

Блогове

отДейвид Стринджър и Кюнгхи Парк | Блумбърг 17 септември 2021 г. в 7:50 ч. EDT отДейвид Стринджър и Кюнгхи Парк | Блумбърг 17 септември 2021 г. в 7:50 ч. EDT

На вълнуващото събитие на Ден на батерията на Tesla Inc. миналата година, главният изпълнителен директор Илон Мъск си постави амбициозна цел: да произведе електрическо превозно средство за 25 000 долара до 2023 г. Достигането на тази цена на стикера - с около 15 000 $ по-евтино от най-евтиния модел на компанията днес - е разглежда като критичен за доставянето на истински продукт за масовия пазар. Стигането до там означава намиране на нови спестявания от технологии - най-важно батериите, които могат да съставляват една трета от цената на EV - без да се компрометира безопасността. Наред с Мъск, традиционните автомобилни гиганти, включително Toyota Motor Co. и Volkswagen AG, наливат десетки милиарди долари в надпреварата.

1. Защо EV батериите са толкова скъпи?

До голяма степен заради това, което влиза в тях. EV използва същите презареждащи се литиево-йонни батерии, които са във вашия лаптоп или мобилен телефон, просто те са много по-големи – клетки, групирани в опаковки, наподобяващи големи куфари – за да могат да доставят много повече енергия. Най-скъпият компонент във всяка батерия е катодът, един от двата електрода, които съхраняват и освобождават електричество. Материалите, необходими в катодите за опаковане на повече енергия, често са скъпи: метали като кобалт, никел, литий и манган. Те трябва да бъдат добивани, преработени и превърнати в химически съединения с висока чистота.

Рекламната история продължава под рекламата

2. Колко говорим?

При текущите цени и размери на опаковката, средната цена на батерията за типичен EV възлиза на около 6300 долара. Цените на батериите са паднали много - 89% през последното десетилетие, според BloombergNEF. Но средната цена за индустрията от 137 долара за киловатчас (от около 1191 долара през 2010 г.) все още е над прага от 100 долара, при който цената трябва да съответства на автомобил с двигател с вътрешно горене. Не се очаква разходите да продължат да падат толкова бързо, а нарастващите цени на суровините не помогнаха. Все пак литиево-йонните пакети са на път да паднат до 92 долара за kWh до 2024 г., според прогнозите на BNEF, и 58 долара за kWh до 2030 г.

3. Как ще поевтинеят батериите?

Историята продължава под рекламата

Основен фокус за производителите е върху най-скъпите стоки и особено кобалта. Една от възможностите е да замените метала с никел, който е по-евтин и задържа повече енергия. Това обаче изисква корекции за безопасност, тъй като предимството на кобалта е, че не се прегрява и не се запалва лесно. Друг ход е да се използват алтернативи, които изобщо не съдържат кобалт, като евтини литиево-железофосфатни клетки, веднъж осмивани за по-ниска производителност, но спечелени съживяване, тъй като промените в дизайна доставят подобрения. Опростяването на дизайна на батериите и използването на стандартен продукт за редица превозни средства – вместо пакет, пригоден за всеки модел – ще осигури допълнителни спестявания.

Реклама

4. Какво ще кажете за рисковете от пожар?

Литиево-йонните батерии, независимо дали се използват в хранилища с размер на мрежата, автомобили или устройства като смартфони, могат да се запалят, ако са произведени лошо, повредени при злополука или софтуерът, който ги управлява, не е проектиран правилно. Инцидентите остават редки, но са обект на огромен контрол в този, който остава развиващ се сектор. Решението през август на General Motors Co. да извърши изтегляне на стойност 1,8 милиарда долара на повече от 100 000 модела Chevrolet Bolt в резултат на дефекти на батерията, подчерта сериозността. Пожари или инциденти с прегряване тази година също засегнаха големи проекти за съхранение на енергия в Австралия и Калифорния. И пожарите не са лесни за гасене; на пожарникарите бяха необходими четири часа и повече от 30 000 галона (113 560 литра) вода, за да полият Tesla Model S след фатална катастрофа в Тексас. Tesla настоява, че инцидентите с електрически модели привличат ненужно внимание. Според неговия доклад за въздействието за 2020 г., автомобилите с двигатели с вътрешно горене (ICE) се запалват с много по-висока скорост. От 2012 до 2020 г. имаше около един пожар на Tesla на всеки 205 милиона мили (330 милиона километра), изминати, в сравнение с пожар на всеки 19 милиона мили за превозни средства с ICE, каза пионерът на EV.

Историята продължава под рекламата

5. Кои са най-големите производители?

Реклама

Азия доминира в производството на литиево-йонни клетки, което представлява повече от 80% от съществуващия капацитет. Китайската компания Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. (CATL) достави най-голям обем през 2020 г., завладявайки почти една четвърт от пазара. До септември тази година тя увеличи преднината си до 30%, следвана от базираната в Южна Корея LG Energy Solution и японската Panasonic Corp. Тесла и съвместното предприятие на Panasonic е най-големият производител на батерии в САЩ. Нововъзникващите производители включват Northvolt AB в Швеция, основана от бивши ръководители на Tesla и Gotion High-tech Co. в Китай.

6. Батериите еднакви ли са?

Историята продължава под рекламата

Те имат едни и същи основни компоненти: два електрода - катод и анод - и електролит, който помага да прехвърля заряда между тях. Но има разлики в използваните материали и това е ключът към количеството енергия, което те задържат. Системите за съхранение в мрежата или превозните средства, пътуващи на къси разстояния, могат да използват по-евтина и по-малко мощна катодна химия, която комбинира литий, желязо и фосфат. За превозни средства с по-висока производителност автомобилните производители предпочитат по-енергийни материали, като литий-никел-манган-кобалтов оксид или литиево-никел-кобалт-алуминиев оксид. По-нататъшните усъвършенствания се стремят да подобрят обхвата - колко далеч може да измине превозното средство преди презареждане - както и скоростта на зареждане.

Реклама

7. Значи Китай е в поул позиция?

Да, в почти всеки аспект. Китай е отговорен за около 80% от химическото рафиниране, което превръща литий, кобалт и други суровини в съставки за батерии, въпреки че самите метали до голяма степен се добиват в Австралия, Демократична република Конго и Чили. Китай също така доминира в капацитета за обработка на четири ключови компонента на батериите (катоди, аноди, електролитни разтвори и сепаратори), с повече от половината от пуснатия в експлоатация капацитет в света за всеки, показват данните на BNEF. Нацията е изправена пред предизвикателство, когато става въпрос за усъвършенстван полупроводников дизайн и софтуер, компоненти, които са все по-важни, тъй като автомобилите стават по-интелигентни. По-малко от 5% от автомобилните чипове се произвеждат в Китай, според Китайската асоциация на автомобилните производители.

Историята продължава под рекламата

8. Разходите ли са единственото препятствие?

Реклама

Все още има проблем с обхвата на шофиране. Докато най-скъпите електромобили могат да изминат 400 мили или повече преди зареждане, потребителите, които обмислят масовите модели, остават загрижени колко често ще трябва да презареждат. Автомобилните производители и правителствата се включиха пряко в пускането на обществена инфраструктура за презареждане за шофьори на пътя. Очаква се обаче по-голямата част от презареждането да се извършва у дома, а това означава още една цена за потребителите. Докато средната цена на комплекта за домашно зареждане е паднала с 18% от 2017 г. до около $650, някои първокласни двупосочни зарядни устройства (които ви позволяват да изпращате енергия от автомобила към дома или мрежата) струват повече от $6,000. Разходите за инсталиране в САЩ могат да варират от само $400 до повече от $3300.

9. Какво има зад ъгъла?

Историята продължава под рекламата

Най-търпеливо очакваното е пристигането на твърдотелни батерии, които обещават огромно подобрение на производителността чрез замяна на запалими течности, които позволяват зареждане и разреждане, с керамика, стъкло или полимери. QuantumScape Corp. казва, че има иновации в тази област, за да увеличи обхвата на автомобила с до 50% и технологията може да бъде внедрена в превозни средства в представителствата веднага след 2026 г. Друг фокус в индустрията е модифицирането на аноди - обикновено направени с помощта на графит - за добавяне на повече силиций или чрез използване на метален литий. Това вероятно ще го направи жизнеспособно за захранване на по-малки самолети. Съхраняването на възобновяема енергия с батерии за служебни услуги в продължение на дни или седмици, а не часове в момента, също е ключово предизвикателство. Form Energy Inc. разработва батерии желязо-въздух, които според нея биха могли да позволят изцяло безвъглеродни мрежи. CATL и други също работят по планове за заместване на лития или комбинирането му с далеч по-евтина натриево-йонна технология за някои нишови приложения.

Още подобни истории са налични на bloomberg.com

©2021 Bloomberg L.P.

КоментирайтеКоментари