Η κινεζική CATL, ο μεγαλύτερος παραγωγός μπαταριών EV στον κόσμο , λέει ότι θα μειώσει το κόστος των μπαταριών της έως και 50% φέτος ως μέρος ενός πολέμου τιμών με τον δεύτερο μεγαλύτερο κατασκευαστή της Κίνας, τη θυγατρική FinDreams της BYD. Η κύρια αιτία είναι η υπερπαραγωγή μπαταριών στην Κίνα: η υπερπροσφορά σημαίνει ότι οι τιμές πρέπει να πέσουν. Οι Muhammad Rizwan Azhar, Waqas Uzair και Yasir Arafat στο Πανεπιστήμιο Edith Cowan εξετάζουν τις αιτίες και τις επιπτώσεις, αλλά προσθέτουν ότι η καινοτομία από μόνη της θα συνεχίσει να μειώνει τις τιμές μακροπρόθεσμα . Η CATL και η BYD κατασκευάζουν ήδη μπαταρίες EV χωρίς κοβάλτιο (το οποίο είναι ακριβό και συνδέεται με την παιδική εργασία και τις κακές πρακτικές εξόρυξης) καθώς μετακινούνται σε μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP) . Αυτό γίνεται πιο εύκολα επειδή η αύξηση της προσφοράς λιθίου αναμένεται να ξεπεράσει τη ζήτηση κατά 34% τα επόμενα δύο χρόνια . Εν τω μεταξύ, η Toyota έχει πλέον επικεντρωθεί σε μεγάλο βαθμό στο να κάνει πραγματικότητα τις μπαταρίες στερεάς κατάστασης . Και άλλες χημείες μπαταριών, από μπαταρίες ιόντων νατρίου έως μπαταρίες σιδήρου-αέρα έως μπαταρίες υγρού μετάλλου , βρίσκονται στα σκαριά του κλάδου. Όσον αφορά τις επιδόσεις, ενώ σήμερα ένα EV μπορεί να έχει μπαταρία με ενεργειακή πυκνότητα 150–250 βατώρες/κιλό, το ρεκόρ στο εργαστήριο είναι πλέον πάνω από 700 βατώρες/κιλό. Το κύριο κόστος ενός ηλεκτρικού οχήματος (EV) είναι η μπαταρία του . Το υψηλό κόστος των ενεργειακά πυκνών μπαταριών σημαίνει ότι τα EV είναι από καιρό πιο ακριβά από τα ισοδύναμα ορυκτών καυσίμων .
Αλλά αυτό θα μπορούσε να αλλάξει πιο γρήγορα από ό,τι πιστεύαμε. Ο μεγαλύτερος κατασκευαστής μπαταριών για ηλεκτρικά αυτοκίνητα στον κόσμο, η κινεζική CATL, ισχυρίζεται ότι θα μειώσει το κόστος των μπαταριών της έως και 50% φέτος , καθώς ξεκινά ένας πόλεμος τιμών με τον δεύτερο μεγαλύτερο κατασκευαστή στην Κίνα, τη θυγατρική FinDreams της BYD .
Τι κρύβεται πίσω από αυτό; Αφού η βιομηχανία ηλεκτρικών οχημάτων γνώρισε μια τεράστια άνοδο το 2022, χτύπησε αντίθετους ανέμους. Αυξήθηκε ταχύτερα από τη ζήτηση, πυροδοτώντας προσπάθειες για μείωση του κόστους .
Αλλά οι υποσχεθείσες μειώσεις τιμών είναι επίσης σημάδι προόδου. Οι ερευνητές έχουν κάνει μεγάλα βήματα στην εύρεση νέων χημικών στοιχείων για τις μπαταρίες . Η CATL και η BYD κατασκευάζουν τώρα μπαταρίες EV χωρίς καθόλου κοβάλτιο , ένα ακριβό, σπάνιο μέταλλο που συνδέεται με την παιδική εργασία και τις επικίνδυνες πρακτικές εξόρυξης στη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό.
Οι οικονομίες κλίμακας και οι νέες προμήθειες λιθίου καθιστούν δυνατή την πώληση μπαταριών φθηνότερα. Και η μεγαλύτερη αυτοκινητοβιομηχανία στον κόσμο, η Toyota, εναποθέτει τις ελπίδες της σε μπαταρίες στερεάς κατάστασης με την ελπίδα ότι αυτές οι ενεργειακά πυκνές, όλες εκτός από πυράντοχες μπαταρίες θα καταστήσουν δυνατά EV με αυτονομία άνω των 1.200 km ανά φόρτιση .
ΠΟΛΕΜΟΣ ΤΙΜΩΝ ΜΠΑΤΑΡΙΑ ΛΙΘΙΟΥ!
Η CATL και η BYD μειώνουν το κόστος των μπαταριών των μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP) περισσότερο από ό,τι θεωρούνταν ρεαλιστικό πριν από λίγο
(ht @mzjacobson )– Φεβ 2023 110 €/kWh
– Αυγ 77€
– Οκτώβριος 64€
– Φεβ 2024 51 €
– Σύντομα 40€! https://t.co/xRresn7jVf— AukeHoekstra (@AukeHoekstra) 25 Φεβρουαρίου 2024
Πώς μειώνουν το κόστος οι κατασκευαστές μπαταριών;
Η μεγαλύτερη αγορά ηλεκτρικών και plug-in υβριδικών οχημάτων είναι η Κίνα. Ωστόσο, η ζήτηση για ηλεκτρικά αυτοκίνητα εδώ έχει μειωθεί, μειώνοντας από 96% αύξηση της ζήτησης το 2022 σε 36% αύξηση το 2023.
Ως αποτέλεσμα, ο γίγαντας των μπαταριών CATL είδε τα κέρδη του να μειώνονται για πρώτη φορά εδώ και σχεδόν δύο χρόνια .
Ένας από τους καλύτερους τρόπους για να δημιουργήσετε μεγαλύτερη ζήτηση είναι να κάνετε τα προϊόντα σας φθηνότερα . Αυτό είναι που κρύβεται πίσω από τις υποσχέσεις μείωσης του κόστους από την CATL και την BYD.
Ίσως αναρωτιέστε πώς είναι δυνατόν. Μία από τις βασικές προκλήσεις για τη μετάβαση σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα με μπαταρία είναι από πού θα βρείτε τις πρώτες ύλες. Το ηλεκτρικό μέλλον βασίζεται σε βιώσιμες αλυσίδες εφοδιασμού για κρίσιμα ορυκτά όπως το λίθιο, το νικέλιο, ο χαλκός, το κοβάλτιο και τα στοιχεία σπάνιων γαιών.
Μέχρι πρόσφατα, η κύρια χημεία μπαταριών EV είχε κατασκευαστεί σε τέσσερις από αυτές, το λίθιο, το νικέλιο, το μαγγάνιο και το κοβάλτιο . Αυτές είναι επίσης γνωστές ως μπαταρίες NMC .
Τέτοιες μπαταρίες είναι αυτές που κάνουν δυνατά τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα / ΕΙΚΟΝΑ: Roman Zaiets/Shutterstock
Μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP).
Εάν μπορείτε να αποφύγετε ή να ελαχιστοποιήσετε τη χρήση ακριβών ή αμφιλεγόμενων ορυκτών, μπορείτε να μειώσετε το κόστος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κινεζικές εταιρείες όπως η CATL έχουν μονοπωλήσει την αγορά σε μια άλλη χημεία, τις μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP). Αυτές οι μπαταρίες είναι φθηνότερες, καθώς δεν έχουν κοβάλτιο . Έχουν και άλλα πλεονεκτήματα: μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και μικρότερο κίνδυνο πυρκαγιάς από τις παραδοσιακές χημικές μπαταρίες λιθίου. Το μειονέκτημα είναι ότι έχουν χαμηλότερη χωρητικότητα και τάση .
Οι πρόσφατες μειώσεις τιμών προέρχονται από μια σκόπιμη απόφαση να χρησιμοποιηθούν άφθονα υλικά γης όπως ο σίδηρος και ο φώσφορος όπου είναι δυνατόν .
Τι γίνεται με το λίθιο; Οι τιμές του ανθρακικού λιθίου, της μορφής άλατος του εξαιρετικά ελαφρού ασημιού-λευκού μετάλλου, εξαπλασιάστηκαν μεταξύ 2020 και 2022 στην Κίνα πριν πέσουν πέρυσι.
Παρά το γεγονός αυτό, οι τιμές των μπαταριών συνέχισαν να πέφτουν – απλώς όχι τόσο πολύ όσο διαφορετικά θα έπεφταν .
Η τεράστια ζήτηση λιθίου στον κόσμο έχει οδηγήσει σε ισχυρή αύξηση της προσφοράς , καθώς οι ανθρακωρύχοι προσπαθούν να βρουν νέες πηγές. Η CATL, για παράδειγμα, δαπανά 2,1 δισεκατομμύρια δολάρια Αυστραλίας (1,3 δισεκατομμύρια ευρώ) σε μονάδες εξόρυξης λιθίου στη Βολιβία .
Η αύξηση της προσφοράς λιθίου προβλέπεται να ξεπεράσει τη ζήτηση κατά 34% τόσο φέτος όσο και το επόμενο έτος, γεγονός που θα βοηθήσει στη σταθεροποίηση των τιμών των μπαταριών.
Οι αλυκές της Βολιβίας είναι μια πλούσια πηγή λιθίου, αν και η εξαγωγή του έχει έρθει με περιβαλλοντικές ανησυχίες / ΕΙΚΟΝΑ: Shutterstock
Οι επιλογές μπαταριών πολλαπλασιάζονται
Οι κατασκευαστές μπαταριών της Κίνας έχουν στριμώξει την αγορά μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου. Αλλά δεν είναι το μόνο παιχνίδι στην πόλη.
Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα της Tesla τροφοδοτούνται εδώ και καιρό με μπαταρίες της ιαπωνικής Panasonic και της LG της Νότιας Κορέας. Αυτές οι μπαταρίες είναι κατασκευασμένες στις παλαιότερες αλλά καλά καθιερωμένες χημικές χημικές ουσίες NMC και οξείδιο αργιλικού κοβαλτίου λιθίου νικελίου (NCA). Ακόμα κι έτσι, η αμερικανική αυτοκινητοβιομηχανία χρησιμοποιεί τώρα τις μπαταρίες LFP της CATL στα πιο προσιτά αυτοκίνητά της .
Η μεγαλύτερη αυτοκινητοβιομηχανία στον κόσμο, η Toyota, είναι εδώ και καιρό σκεπτικιστική για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου και έχει επικεντρωθεί σε υβριδικά οχήματα και κυψέλες καυσίμου υδρογόνου.
Αλλά αυτό αλλάζει. Η Toyota έχει πλέον επικεντρωθεί σε μεγάλο βαθμό στο να κάνει πραγματικότητα τις μπαταρίες στερεάς κατάστασης . Αυτά καταργούν τους υγρούς ηλεκτρολύτες για τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας προς όφελος μιας στερεής μπαταρίας. Τον Σεπτέμβριο του περασμένου έτους, η εταιρεία ανακοίνωσε μια σημαντική ανακάλυψη , η οποία ισχυρίζεται ότι θα επιτρέψει ταχύτερους χρόνους επαναφόρτισης και αυτονομία 1.200 χιλιομέτρων πριν από την επαναφόρτιση . Εάν αυτοί οι ισχυρισμοί είναι αληθινοί, αυτές οι μπαταρίες θα διπλασίαζαν ουσιαστικά την εμβέλεια των σημερινών EV topline.
Σε απάντηση, οι κατασκευαστές μπαταριών και η κυβέρνηση της Κίνας εργάζονται για να καλύψουν τη διαφορά της Toyota στις μπαταρίες στερεάς κατάστασης.
Ποια χημεία μπαταρίας θα κερδίσει; Είναι πολύ νωρίς να πούμε για ηλεκτρικά οχήματα. Αλλά καθώς η πράσινη μετάβαση συνεχίζεται, είναι πιθανό να χρειαστούμε όχι μόνο μία αλλά πολλές επιλογές .
Σε τελική ανάλυση, οι ενεργειακές ανάγκες ενός βασικού φορτηγού κίνησης θα διαφέρουν από τα ηλεκτρικά οχήματα που τρέχουν στην πόλη . Και καθώς τα ηλεκτρικά αεροσκάφη πηγαίνουν από το όνειρο στην πραγματικότητα, θα χρειαστούν ξανά διαφορετικές μπαταρίες. Για να κατεβάσετε από το έδαφος αεροσκάφη με ηλεκτρική μπαταρία, χρειάζεστε μπαταρίες με τεράστια πυκνότητα ισχύος.
Τα καλά νέα? Αυτές είναι προκλήσεις μηχανικής που μπορούν να ξεπεραστούν. Μόλις πέρυσι, η CATL ανακοίνωσε μια πρωτοποριακή μπαταρία «συμπυκνωμένης ύλης» για ηλεκτρικά αεροσκάφη , με έως και τριπλάσια ενεργειακή πυκνότητα από μια μέση μπαταρία ηλεκτρικού αυτοκινήτου .
Όλο αυτό το διάστημα, οι ερευνητές σπρώχνουν ακόμη περισσότερο το φάκελο. Ένα καλό ηλεκτρικό αυτοκίνητο μπορεί να έχει μπαταρία με ενεργειακή πυκνότητα 150–250 βατ-ώρες ανά κιλό. Αλλά το ρεκόρ στο εργαστήριο είναι τώρα πάνω από 700 βατώρες/κιλό .
Αυτό δεν σημαίνει τίποτα για την έρευνα που αφορά ακόμη άλλες χημικές ουσίες μπαταριών, από ιόντα νατρίου έως μπαταρίες σιδήρου-αέρα έως μπαταρίες υγρού μετάλλου .
Βρισκόμαστε, με λίγα λόγια, ακόμα στην αρχή της επανάστασης της μπαταρίας.
***
Ο Muhammad Rizwan Azhar είναι λέκτορας στο Πανεπιστήμιο Edith Cowan
Ο Waqas Uzair είναι επιστημονικός συνεργάτης στο Πανεπιστήμιο Edith Cowan
Ο Yasir Arafat είναι ανώτερος επιστημονικός συνεργάτης στο Πανεπιστήμιο Edith Cowan
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύεται από το The Conversation με άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο .