Het volgende verhaal is het eerste van een tweedelige serie en onderzoekt de grenzen van innovatie op het gebied van lithium-ionbatterijen. Het tweede deel van de serie zal de toekomst van de batterijchemie in het komende decennium onthullen.
Reguliere lithium-ionbatterijen, die nu een snelgroeiende markt voor elektrische voertuigen aandrijven, waren nog maar tien jaar geleden een prijzig voorstel. Lithium-ionbatterijpakketten kosten in 2010 1.183 dollar per kilowattuur; negen jaar later was de prijs volgens gegevens van BloombergNEF bijna vertienvoudigd tot 156 dollar/kWh in 2019.
Het tempo van de kostendaling verraste batterij-experts, waaronder analist James Frith, hoofd energieopslag bij BloombergNEF. "Ze zijn sneller gedaald dan ik elk jaar had voorspeld", zei Frith. "Dat is zeker verrassend."
Rebecca Ciez, een postdoctoraal onderzoeker aan het Andlinger Center for Energy and the Environment van Princeton University, die onderzoek doet naar batterijkosten, is het daarmee eens. "De recentere daling is behoorlijk dramatisch", zei Ciez. "Het is verrassend hoe de markt zo snel veranderde."
Deskundigen wezen op het momentum in de uitbreiding van de productie als reden voor de prijsdaling, evenals op toenemende innovatie in de batterijchemie. Fabrikanten zijn afgestapt van een aantal duurdere batterij-ingrediënten, zoals kobalt, terwijl ze nikkelzware batterijontwerpen opvoeren die goedkoper zijn geworden om te produceren naarmate de fabrieken uitbreiden.
Ciez merkte op dat tien jaar geleden de markt voor elektrische voertuigen net onder druk kwam te staan om auto's en vrachtwagens te bouwen op plaatsen waar de CO2-uitstoot gereguleerd begon te worden, zoals in Californië. "Dus je had auto's die aan de eisen voldeden, waarbij fabrikanten zeiden: 'Oké, we moeten deze [Toyota] RAV4 elektrisch maken'", zei Ciez, waarbij hij een auto op fossiele brandstoffen als voorbeeld gebruikte. "En dus gooiden ze gewoon een stel laptopbatterijen bij elkaar die direct verkrijgbaar waren."
Sindsdien heeft de batterijsector enorme vooruitgang geboekt bij het terugdringen van de kosten, door de materialen in batterijen aan te passen om goedkopere en minder ethisch twijfelachtige metalen te gebruiken en tegelijkertijd schaalvoordelen te behalen.
100 dollar/kWh is de heilige graal
Fabrikanten naderen een punt waarop de kosten van elektrische voertuigen gelijk zullen zijn aan die van hun op fossiele brandstoffen rijdende tegenhangers, rond de 100 dollar/kWh, of misschien iets minder, zeggen experts. Die prijs wordt algemeen gezien als een omslagpunt in de sector, waar consumenten elektrische voertuigen niet langer als duurdere opties zullen beschouwen.
BloombergNEF voorspelt dat de batterijkosten in 2024 onder de $100/kWh zullen dalen en in 2030 rond de $60/kWh zullen liggen, aldus Frith. Op dezelfde manier hebben Bernstein-analisten voorspeld dat 2024 het jaar zal zijn waarin reguliere elektrische voertuigen dezelfde kosten zullen bereiken als benzine- en dieselvoertuigen, terwijl de leiders op het gebied van elektrische voertuigen in de sector in 2022 of 2023 hetzelfde punt zouden kunnen bereiken.
Hoewel dit zal worden bereikt zonder grote innovaties op het gebied van lithium-ionbatterijen, nadert de volwassen lithium-iontechnologie snel de grenzen van de mate waarin deze kan worden verbeterd, vertelden experts aan S&P Global Market Intelligence. Een batterijchemicus, een vooraanstaand wetenschapper op het gebied van lithium-ionbatterijen die onderzoek heeft gedaan voor een grote fabrikant van elektrische voertuigen die afhankelijk is van de technologie, zei dat lithium-ionbatterijen op bepaalde fronten hun maximale capaciteit beginnen te bereiken, zoals prijs, energiedichtheid en laadsnelheid. .
"Er komt geen gigantische boost", zei de chemicus. Vanuit zijn standpunt kunnen stapsgewijze verbeteringen voldoende zijn om de consument tevreden te stellen, terwijl batterijrevoluties door onbewezen technologieën nog jaren op zich laten wachten.
"Je kunt het tegenwoordig heel goed doen met lithium-ionbatterijen", zei hij. "En door de kosten te helpen verlagen, zal dat de marktpenetratie van de hele technologie verbeteren."
Venkat Viswanathan, universitair hoofddocent bij de afdeling Werktuigbouwkunde van de Carnegie Mellon Universiteit, is het ermee eens dat de technologie zijn grenzen nadert. Hij verwacht dat de prijzen van lithium-ionbatterijen nog steeds met ongeveer 20% tot 30% kunnen dalen, maar dat ze waarschijnlijk niet veel goedkoper zullen worden.
"We naderen snel de grenzen van de grondstofkosten", zei Viswanathan.
