Napredak baterija za električna vozila: Ključ budućnosti transporta

Električna vozila nisu novi izum — postoje od kasnog 19. stoljeća, nakratko se natječući pod jednakim uvjetima s vozilima s motorom s unutarnjim izgaranjem (SUI) prije nego što su bila zapostavljena na više od jednog stoljeća. Zašto bi sada stvari trebale biti drugačije? Odgovor leži u jednoj ključnoj komponenti: pogonskoj bateriji. Da bi električna vozila (EV) ozbiljno zamijenila konvencionalne automobile, tri faktora moraju biti usklađena:

• Visok energetski kapacitet
• Skalabilna masovna proizvodnja
• Pristupačne cijene

Danas su sva tri uvjeta ispunjena — i revolucija EV-ova je već u punom jeku.

Kratka historija: Od ljekarnskog goriva do modernih EV-ova

Napredak infrastrukture za punjenje i mreža za zamjenu baterija posebna je, jednako važna tema za diskusiju. No historija nas podsjeća da infrastrukturni izazovi nikada nisu zaustavili odlučne pionire. Kada je Bertha Benz 1888. godine obavila prvo dugoputničko automobilsko putovanje na svijetu, benzin je bio dostupan samo u ljekarnama — prodavan kao sredstvo za čišćenje. To je nije zaustavilo. Današnji izazovi u vezi s mrežama za punjenje, nabavkom sirovina i recikliranjem baterija na kraju životnog vijeka aktivno se rješavaju, a u posljednjih nekoliko godina postignut je značajan napredak.

Šta je ubilo prvi masovno dostupni električni automobil?

Dokumentarni film iz 2006. godine „Ko je ubio električni automobil?” priča priču o General Motors EV1 — koji se smatra prvim masovno proizvedenim električnim automobilom modernog doba. Evo ključnih činjenica:

• Proizveden od 1996. do 1999. godine
• Proizvedeno 1.117 jedinica, sve ponuđene isključivo putem leasinga
• Program je ugašen 2003. godine; gotovo sva vozila su povučena i uništena
• Samo nekolicina EV1-ova je preživjela, sačuvanih u muzejima
• Opcije baterija kretale su se od 16,5 kWh do 26,4 kWh
• EPA-preračunati domet: od 89 do 169 km po punjenju

Teorije zavjere upirile su prst u naftni lobi. Bez obzira na pravi uzrok, nestanak EV1 odgodio je mainstream usvajanje EV-ova za više od jedne decenije.

Kapacitet baterije: Od desetina do stotina kilovat-sati

Usporedite skromne specifikacije baterije EV1 s najsuvremenijim EV-ovima dostupnim danas. Nekoliko trenutnih modela nudi baterije u rasponu od 100 do više od 200 kWh, s homologiranim dometima od 600–1.600 km ovisno o korištenom standardu testiranja (EPA, WLTP, NEDC). Značajni primjeri uključuju:

• Tesla Model S — do 405 milja (EPA)
• Lucid Air — više od 500 milja (EPA), trenutni svjetski rekord
• Aptera — domet uz pomoć solarne energije koji prelazi 1.600 km
• Nio ET7 — opcija solid-state baterije od 150 kWh
• Zhiji L7 — baterija od 115 kWh s produženim dometom
• Aito M5 — hibridna opcija s produženim dometom
• GMC Hummer EV — paket baterije od 212,7 kWh

Osim zvaničnih specifikacija, realni rekordni dosezi dodatno naglašavaju koliko daleko je otišla tehnologija baterija. Vozači entuzijasti su demonstrirali da vozila poput Tesla Model S i Hyundai Kona Electric mogu preći više od 1.000 km na jednom punjenju, zahvaljujući pažljivoj, energetski učinkovitoj vožnji.

Masovna proizvodnja: Obim je sada ogroman

Globalna proizvodnja pogonskih baterija dramatično je porasla. Mjesečna svjetska proizvodnja sada dostiže gotovo 22 GWh — što je ekvivalentno otprilike 550.000 hatchbackova Nissan Leaf druge generacije (svaki opremljen baterijom od 40 kWh) koji se proizvode svakog pojedinog mjeseca.

Proizvođači EV-ova nabavljaju litij-ionske ćelije i pakete baterija kroz dva glavna pristupa:

• Dobavljači trećih strana — kupovina ćelija i modula od specijaliziranih proizvođača baterija kao što su CATL, LG Energy Solution i Panasonic
• Interne gigafabrike — izgradnja vlastitih proizvodnih postrojenja, često u partnerstvu s istim stručnjacima za baterije, kao što je Tesla učinila s Panasonicom

Cijene baterija: Deseterostruki pad u jednoj deceniji

Možda najuvjerljiviji argument za EV tranziciju je dramatičan pad troškova baterija. Prema podacima Bloomberg NEF-a:

• 2010: 1.200 USD po kWh (industrijski prosjek)
• 2021: 132 USD po kWh (industrijski prosjek za električne kamione, autobuse i stacionarno skladištenje)
• 2021: 118 USD po kWh (posebno za električna putnička vozila)

To je više od deseterostrukog smanjenja troška u jedanaest godina. Iako su rastuće cijene sirovina — posebno litija, kobalta i nikla, potaknute naglim rastom potražnje 2021. godine — dodali određeni pritisak prema gore, blijede u usporedbi s ukupnim silaznim trendom.

Što slijedi? Pametnije punjenje, lakše baterije

Daljnja značajna smanjenja cijena paketa baterija mogu biti teže za postići. Međutim, industrija ima alternativne puteve naprijed. Gušća mreža za punjenje — kako u gradovima tako i na autocestama — mogla bi smanjiti potrebu za sve većim paketima baterija, omogućavajući proizvođačima prelazak na manje, lakše i jeftinije baterije bez žrtvovanja upotrebljivosti.

Nove tehnologije koje bi mogle preoblikovati jednadžbu uključuju:

• Bežično punjenje u pokretu — ceste opremljene induktivnom tehnologijom punjenja koja dopunjava baterije za vrijeme vožnje
• Solid-state baterije — veća gustoća energije, brže punjenje i poboljšana sigurnost u odnosu na trenutnu litij-ionsku kemiju
• Baterija kao usluga (BaaS) — modeli zamjene baterija temeljeni na pretplati, koje je već u velikim razmjerima uveo Nio u Kini
• Integracija vozila s mrežom (V2G) — korištenje EV baterija kao distribuiranog energetskog skladišta za podršku stabilnosti mreže

Otvorena pitanja ostaju u pogledu ekonomske isplativosti široko rasprostranjene infrastrukture za punjenje, rasta kapaciteta mreže, sigurnosti, pouzdanosti i šireg energetskog miksa koji napaja ova vozila. No smjer kretanja je jasan — i zamah iza baterija za električna vozila nikada nije bio jači.

Ovo je prijevod. Original možete pročitati ovdje: https://www.drive.ru/kunst/61b35118155032c35768508a.html