Какво е бъдещето на литиево-йонните батерии

Три десетилетия бяха нужни за прогреса на литиево-йонните батерии, чието използване стартира от захранването на ръчни Sony видеокамери до задвижването на популярните електромобили на Tesla. Бързото покачване на търсенето обаче е изправено пред голямо изпитание в пандемията Covid-19.

Търсенето на акумулаторни батерии ще намалее за първи път през тази година, тъй като продажбите на електрически автомобили – най-големият потребител – се понижиха, следствие на коронавируса, засегнал автомобилната индустрия, според прогнозите на BloombergNEF.

Предполага се, че доставките на батерии до производителите на автомобили ще паднат с 14% през 2020 г., а ефектите от забавянето ще се наблюдават още и през следващата година.

Основните производители, включително LG Chem Ltd. от Южна Корея, доставчик на Tesla Inc. и General Motors Co., намалиха годишните прогнози за продажбите. Анализаторите очакват планираното значително разширяване на производствения капацитет на индустрията да се забави. Стартъпите, „изгарящи“ пари в брой, докато работят върху потенциални технологични пробиви, се подкрепят обикновено от силните продажби в сектора.

И въпреки това, от лабораториите в Силициевата долина до съвременната китайска компания Amperex Technology Co. Ltd., най-добрият производител в света, оптимизмът по отношение на дългосрочните перспективи на литиево-йонната батерия не е пресъхнал.

Батериите, според автомобилни производители и комунални компании, все още са на път да станат по-мощни, по-евтини и повсеместни, не само в пътническите превозни средства, но и в допълнителни форми на транспорт, потребителска електроника и мащабното съхранение на енергия.

Въпреки краткосрочния натиск, Zeng Yuqun, председател на CATL, заяви, че има „голямо доверие в дългосрочен план в сектора“. За по-малко от десетилетие компанията му нарасна, за да ръководи индустрията: продажбите на CATL са се увеличили с 90% през 2019 г., според BloombergNEF.

Потреблението на литиево-йонни батерии е нараснало повече от два пъти от 2015 г. до днес и продължава да се очаква да нарасне девет пъти от миналата година до края на това десетилетие.

Прогнозира се и секторът да продължи да намалява разходите. Цените на батериите паднаха 87% през последните 10 години, като изтласкаха електрическите автомобили до почти пълно съответствие в цените с традиционните возила с двигатели с вътрешно горене.

Пандемията може дори да се окаже възможност, като поне някои правителства, включително тези на Германия и Франция, използват средства за възстановяване от вирусната пандемия, за да ускорят прехода от двигатели с вътрешно горене към алтернативи, захранвани от батерии.

Франция ще предложи около 8 милиарда евро (9 милиарда долара) на своя автомобилен сектор, за да засили подкрепата за електрическите превозни средства; Германският пакет за стимулиране включва около 5.6 милиарда евро за сектора и ще изисква бензиностанциите да инсталират устройства за зареждане на електрически автомобили.

„Това е исторически план за справяне с историческа ситуация“, заяви френският президент Еманюел Макрон на 26-ти май.

Има и други източници на оптимизъм. Volkswagen AG на 16 юни обяви допълнителна инвестиция в размер на 200 милиона долара в QuantumScape Corp., технологичен стартъп за батерии, основан от бивши изследователи на университета в Станфорд, след като ангажира 100 милиона долара през 2018 г. През май производителят на автомобили стана най-големият акционер на китайския производител на батерии Guoxuan High -Tech.

„Влакът е напуснал гарата както за производство на енергия от възобновяеми източници, така и за електрически превозни средства, и никой няма да върне този влак обратно“, казва Джеф Чембърлейн, главен изпълнителен директор на Volta Energy Technologies, базиран в Чикаго фонд, фокусиран върху енергийните инвестиции. Преди това Чембърлейн ръководеше инициативи за съхранение на енергия в Националната лаборатория в Аргон, американското правителствено съоръжение, за което се смята, че е от решаващо значение при прехвърлянето на акумулаторната технология от академичните среди към автомобилния сектор.

Производителите на батерии също бързо постигат напредък по три основни фронта: живот на батерията, мощност и цена. CATL наскоро обяви, че скоро ще започне производство на батерия, която може да работи за 2 милиона километра (1,2 мили мили), или около 16 години. Способността на тази батерия ще изведе компанията далеч пред своите конкуренти, чиито батерии традиционно са предвидени да изминават около 150 000 мили.

Tesla и GM също са сред разработващите батерии, които ще могат да издържат милион мили. Нито една от двете компании все още не е казала точно кога батериите ще бъдат готови.

Традиционните автомобили с двигатели с вътрешно горене, обикновено издържат около 200 000 мили, казва Tesla в доклад от 8 юни, което означава, че пакетът батерии с по-дълъг живот може драстично да удължи живота на автомобила, особено полезен за таксита или камиони за доставка. По-важното е, че пробегът от един милион мили означава, че тези возила ще имат остатъчна стойност, която ще помогне да се компенсира първоначалния разход за тях.

Tesla планира да предостави допълнителни подробности за своите иновации в батериите през следващите седмици на това, което се смята за семинар за инвеститори за „деня на батерията“. Той беше предварително планиран за април, но беше забавен поради опасенията и ограниченията за пътуване на Covid-19.

Един критичен ъпдейт, който инвеститорите очакват: средната цена на батериите, използвани в различните модели на Tesla. Данните на автомобилните производители обикновено определят стандарта, за да могат другите да ги настигнат, а акумулаторът на автомобила все още представлява около 30% от общите разходи за електрическо превозно средство. По-добрата технология и бързият растеж на производствения капацитет вече изпратиха цената на литиево-йонните батерии силно надолу, намалявайки от над 1000 долара на киловатчас до средно 156 долара за kWh в края на 2019 г., съобщава BNEF.

Средната цена за батерията от 100 долара за kWh трябва да бъде постигната през 2024 г., каза анализаторът на BNEF Джеймс Фрит по време на семинар през май, което да доведе до паритет на цените между електрическите автомобили и превозните средства с горивни двигатели.

Допълнителните спестявания до 2030 г. ще намалят разходите, въпреки че те ще се окажат по-трудни за постигане и ще зависят от допълнителен напредък и нова технология, според Frith. Всяка батерия има три ключови компонента: два електрода, катод и анод, с електролит – обикновено течност – за да може акумулаторът да се зарежда и разрежда. Ключ в очакване на пробив ще бъде добавянето на силиций в анодите на акумулатора вместо графит. Калифорнийската компания Sila Nanotechnology Inc., която е записала Daimler AG сред инвеститорите си, казва, че силицият ще помогне за това едно зареждане да издържи поне с 20% повече километри.

Технологията се прилага при потребителски устройства, които трябва да навлязат на пазара през следващата година, заяви изпълнителният директор на Sila Джийн Бердичевски. Има потенциал и технологията да навлезе в някои суперколи или луксозни превозни средства още през 2023 г. – и масовите превозни средства след това, каза Бердичевски.

„Сега има повече инженерни ресурси в производителите на батерии, с които работим“, каза той. „Има повече капацитет на производствената линия за изпробване на нови неща.“ По-значителен напредък може да се постигне преди края на десетилетието чрез комерсиализацията на твърдото състояние литиево-йонни батерии за обикновени автомобили. Такава разработка ще позволи по-малки батерии , намаляване на рисковете за безопасността и драстично подобряване на енергийната плътност, което позволява на автомобилите да пътуват много по-далеч с едно зареждане.

Твърдо състоянието технология премахва течния електролит, заменяйки го с материал като керамика, стъкло или полимер. Toyota Motor Corp., лидер в развитието на технологията, е на път за комерсиализация през първата половина на това десетилетие, заявиха от компанията. Базираната в Колорадо компания Solid Power Inc. започна да доставя своите твърди батерии на бъдещите клиенти в автоиндустрия за тестване. Стартирането вероятно ще бъде изправено пред предизвикателства при осигуряването на финансиране, докато продуктите му преминават през дългогодишния процес на проверка. Батериите няма да бъдат достъпни за закупуване преди 2025 г., ако компанията успее да се ориентира през текущия икономически спад.

„Ще излъжа, ако кажа, че увеличаването на капитала в близко бъдеще няма да бъде предизвикателство“, заяви Дъг Кембъл, изпълнителен директор на Solid Power.

Тези, които могат да издържат на краткосрочен натиск обаче, се очаква да се възползват от вълната на търснето, която ще съставлява около 31% от леките автомобили в света – около 500 милиона – захранвани от батерии до 2040 г., според BNEF.

Има и бърз растеж, идващ от двуколесни като мотоциклети и скутери, както и от мащабно съхранение на енергия. Това е дългосрочна перспектива, която предлага успокоение на индустрията за батерии.

financebg.com