Napredak baterija za električne automobile: Ključ budućnosti prijevoza

Električni automobili nisu novi izum — postoje još od kasnog 19. stoljeća, nakratko se ravnopravno natječući s vozilima s motorom s unutarnjim izgaranjem (ICE) prije nego što su bili u sjeni više od jednog stoljeća. Zašto bi sad stvari trebale biti drugačije? Odgovor leži u jednoj ključnoj komponenti: vučnoj bateriji. Da bi električna vozila (EV) ozbiljno zamijenila konvencionalne automobile, potrebno je uskladiti tri čimbenika:

• Visoki kapacitet energije
• Skalabilna masovna proizvodnja
• Pristupačne cijene

Danas se sva tri ova uvjeta ispunjavaju — i EV revolucija je već u punom jeku.

Kratka povijest: Od ljekarne do modernih EV-ova

Napredak u infrastrukturi punjenja i mrežama za zamjenu baterija zasebna je, jednako važna tema. No povijest nas podsjeća da infrastrukturni izazovi nikada nisu zaustavili odlučne pionire. Kad je Bertha Benz 1888. obavila prvo dugo automobilsko putovanje na svijetu, benzin se mogao nabaviti samo u ljekarnama — prodavan kao otapalo za čišćenje. To je nije zaustavilo. Današnji izazovi vezani uz mreže punjenja, nabavu sirovina i recikliranje baterija na kraju životnog vijeka aktivno se rješavaju, s velikim napretkom u posljednjih nekoliko godina.

Što je uništilo prvi masovni električni automobil?

Dokumentarni film iz 2006. „Tko je ubio električni automobil?” pripovijeda priču o General Motors EV1 — vjerojatno prvom masovno proizvedenom električnom automobilu modernog doba. Evo ključnih činjenica:

• Proizvođen od 1996. do 1999. godine
• Proizvedeno 1.117 primjeraka, svi dostupni isključivo putem leasinga
• Program je ugašen 2003.; gotovo sva vozila su opozvana i uništena
• Samo nekoliko primjeraka EV1 preživjelo je, sačuvano u muzejima
• Opcije baterija kretale su se od 16,5 kWh do 26,4 kWh
• Domet prema EPA preračunu: od 89 do 169 km po punjenju

Teorije zavjere usmjerile su prste prema naftnom lobiju. Bez obzira na pravi uzrok, nestanak EV1 odgodio je masovno prihvaćanje EV-ova za više od desetljeća.

Kapacitet baterija: Od desetaka do stotina kilovat-sati

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

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

Osim službenih specifikacija, rekordni dosezi u stvarnom svijetu dodatno naglašavaju koliko daleko je tehnologija baterija napredovala. Entuzijastički vozači pokazali su da vozila poput Tesla Model S i Hyundai Kona Electric mogu prijeći više od 1.000 km na jednom punjenju uz pažljivu, energetski učinkovitu vožnju.

Masovna proizvodnja: Razmjeri su sada ogromni

Globalna proizvodnja vučnih baterija drastično je porasla. Mjesečna svjetska produkcija sada doseže gotovo 22 GWh — što je ekvivalent otprilike 550.000 Nissan Leaf hatchbackova druge generacije (svaki opremljen baterijom od 40 kWh) koji se proizvedu svakog pojedinog mjeseca.

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

• Vanjski dobavljači — kupnja ćelija i modula od specijaliziranih proizvođača baterija kao što su CATL, LG Energy Solution i Panasonic
• Vlastite gigafabrike — izgradnja vlasničkih proizvodnih pogona, često u partnerstvu s istim stručnjacima za baterije, kao što je Tesla učinila s Panasonicom

Cijene baterija: Deseterostruki pad u jednom desetljeću

Možda najuvjerljiviji argument za prijelaz na EV jest dramatičan pad troškova baterija. Prema podacima Bloomberg NEF:

• 2010.: 1.200 USD po kWh (industrijski prosjek)
• 2021.: 132 USD po kWh (industrijski prosjek za električne kamione, autobuse i stacionarne pohrane energije)
• 2021.: 118 USD po kWh (specifično za osobna električna vozila)

To je više od deseterostrukog smanjenja troškova u jedanaest godina. Iako su rastuće cijene sirovina — osobito litija, kobalta i nikla potaknute naglim porastom potražnje 2021. — stvorile određeni uzlazni pritisak, one blijede u usporedbi s ukupnim silaznim trendom.

Što slijedi? Pametnije punjenje, lakše baterije

Daljnja značajna smanjenja cijena baterijskih paketa možda će biti teže postići. Međutim, industrija ima alternativne putove naprijed. Gušća mreža punjenja — u gradovima i na autocestama — mogla bi smanjiti potrebu za sve većim baterijskim paketima, omogućujući proizvođačima da se preusmjere prema manjim, lakšim i jeftinijim baterijama bez ugrožavanja upotrebljivosti.

Nove tehnologije koje bi mogle preoblikovati jednadžbu uključuju:

• Bežično punjenje u pokretu — ceste opremljene induktivnom tehnologijom punjenja koja puni 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 na pretplatničkoj osnovi, koje je Nio već uveo u velikom obimu u Kini
• Integracija vozilo-mreža (V2G) — korištenje EV baterija kao distribuiranog pohrana energije za podršku stabilnosti mreže

Otvorena pitanja ostaju vezana uz ekonomsku isplativost široke infrastrukture punjenja, rast kapaciteta mreže, sigurnost, pouzdanost i širi energetski miks koji napaja ta vozila. No smjer kretanja je jasan — a zamah iza baterija za električna vozila nikad nije bio snažniji.

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