ელექტრომობილების აკუმულატორების პროგრესი: ტრანსპორტის მომავლის გასაღები

ელექტრომობილები ახალი გამოგონება არ არის — ისინი არსებობს მე-19 საუკუნის ბოლოდან და მცირე ხნით თანაბარ პირობებში ეჯიბრებოდნენ შიდაწვის ძრავიან (ICE) ავტომობილებს, სანამ ერთ საუკუნეზე მეტი ხნით ჩრდილში არ მოექცნენ. მაშ, რატომ უნდა იყოს ახლა სხვაგვარად? პასუხი ერთ კრიტიკულ კომპონენტში დევს: საწევ აკუმულატორში. იმისათვის, რომ ელექტრომობილებმა (EV) სერიოზულად ჩაანაცვლონ ჩვეულებრივი ავტომობილები, საჭიროა სამი ფაქტორის თანხვედრა:

• მაღალი ენერგოტევადობა
• მასშტაბური მასობრივი წარმოება
• ხელმისაწვდომი ფასი

დღეს ეს სამივე პირობა სრულდება — და EV რევოლუცია უკვე სრულ ძალაში მიმდინარეობს.

მოკლე ისტორია: აფთიაქის საწვავიდან თანამედროვე ელექტრომობილებამდე

დატენვის ინფრასტრუქტურისა და აკუმულატორის გაცვლის ქსელების პროგრესი ცალკე, თუმცა თანაბრად მნიშვნელოვანი თემაა. მაგრამ ისტორია გვახსენებს, რომ ინფრასტრუქტურულ გამოწვევებს არასოდეს შეუჩერებია მტკიცე პიონერები. როდესაც ბერტა ბენცმა 1888 წელს მსოფლიოში პირველი შორ მანძილზე ავტომგზავრობა განახორციელა, ბენზინი მხოლოდ აფთიაქებში იყიდებოდა — როგორც საწმენდი გამხსნელი. ამას ის არ შეუჩერებია. დღევანდელი გამოწვევები დატენვის ქსელების, ნედლეულის მოპოვებისა და ვადაგასული აკუმულატორების გადამუშავების შესახებ აქტიურად წყდება და ბოლო წლებში მნიშვნელოვან პროგრესს მიაღწიეს.

რამ მოკლა პირველი მასობრივი ელექტრომობილი?

2006 წლის დოკუმენტური ფილმი „ვინ მოკლა ელექტრომობილი?“ მოგვითხრობს General Motors EV1-ის ისტორიას — რომელიც, სავარაუდოდ, თანამედროვე ეპოქის პირველი მასობრივად წარმოებული ელექტრომობილია. აი, ძირითადი ფაქტები:

• იწარმოებოდა 1996 წლიდან 1999 წლამდე
• დამზადდა 1117 ერთეული, ყველა მხოლოდ იჯარით გაიცემოდა
• პროგრამა 2003 წელს დაიხურა; თითქმის ყველა ავტომობილი გამოიწვიეს და გაანადგურეს
• მხოლოდ რამდენიმე EV1 გადარჩა, რომლებიც მუზეუმებში ინახება
• აკუმულატორის ვარიანტები მერყეობდა 16.5 kWh-დან 26.4 kWh-მდე
• EPA-ს მიერ გადათვლილი გარბენი: 89-დან 169 კმ-მდე ერთ დატენვაზე

შეთქმულების თეორიები ნავთობის ლობს ადანაშაულებდა. ნამდვილი მიზეზის მიუხედავად, EV1-ის გაქრობამ ელექტრომობილების ფართო დანერგვა ათ წელზე მეტით შეაფერხა.

აკუმულატორის ტევადობა: ათეულობით კილოვატ-საათიდან ასეულობით კილოვატ-საათამდე

შეადარეთ EV1-ის მოკრძალებული აკუმულატორის მახასიათებლები დღეს ხელმისაწვდომ უახლეს ელექტრომობილებს. რამდენიმე მიმდინარე მოდელი ახლა გთავაზობთ აკუმულატორებს 100-დან 200 kWh-ზე მეტამდე, ლიცენზირებული გარბენით 600–1600 კმ, გამოყენებული ტესტირების სტანდარტის მიხედვით (EPA, WLTP, NEDC). აღსანიშნავი მაგალითებია:

• Tesla Model S — 405 მილამდე (EPA)
• Lucid Air — 500 მილზე მეტი (EPA), მიმდინარე მსოფლიო რეკორდი
• Aptera — მზის ენერგიით გაძლიერებული გარბენი, რომელიც 1600 კმ-ს აღემატება
• Nio ET7 — 150 kWh მყარსხეულოვანი (solid-state) აკუმულატორის ვარიანტი
• Zhiji L7 — 115 kWh აკუმულატორი გაზრდილი გარბენით
• Aito M5 — გაზრდილი გარბენის ჰიბრიდული ვარიანტი
• GMC Hummer EV — 212.7 kWh აკუმულატორის ბლოკი

ოფიციალური მახასიათებლების მიღმა, რეალურ პირობებში მიღწეული გამძლეობის რეკორდები კიდევ უფრო ხაზს უსვამს, თუ რამდენად განვითარდა აკუმულატორების ტექნოლოგია. ენთუზიასტმა მძღოლებმა აჩვენეს, რომ ისეთ ავტომობილებს, როგორებიცაა Tesla Model S და Hyundai Kona Electric, ფრთხილი, ენერგოეფექტური მართვის გზით ერთ დატენვაზე 1000 კმ-ზე მეტის გავლა შეუძლიათ.

მასობრივი წარმოება: მასშტაბი ახლა უზარმაზარია

საწევი აკუმულატორების გლობალური წარმოება მკვეთრად გაიზარდა. ყოველთვიური მსოფლიო გამოშვება ახლა თითქმის 22 GWh-ს აღწევს — რაც უტოლდება დაახლოებით 550 000 მეორე თაობის Nissan Leaf-ის ჰეტჩბექს (თითოეული 40 kWh აკუმულატორით), რომელიც ყოველთვიურად იწარმოება.

ელექტრომობილების მწარმოებლები ლითიუმ-იონურ უჯრედებსა და აკუმულატორის ბლოკებს ორი ძირითადი გზით იღებენ:

• მესამე მხარის მომწოდებლები — უჯრედებისა და მოდულების შეძენა სპეციალიზებული აკუმულატორის მწარმოებლებისგან, როგორებიცაა CATL, LG Energy Solution და Panasonic
• საკუთარი გიგაქარხნები — საკუთრებაში არსებული საწარმოო ობიექტების მშენებლობა, ხშირად იმავე აკუმულატორის სპეციალისტებთან პარტნიორობით, როგორც ეს Tesla-მ Panasonic-თან გააკეთა

აკუმულატორების ფასები: ათმაგი ვარდნა ერთ ათწლეულში

EV-ზე გადასვლის ალბათ ყველაზე დამაჯერებელი არგუმენტი აკუმულატორების ღირებულების მკვეთრი ვარდნაა. Bloomberg NEF-ის მონაცემებით:

• 2010: $1200 თითო kWh-ზე (დარგის საშუალო)
• 2021: $132 თითო kWh-ზე (დარგის საშუალო ელექტრო სატვირთოების, ავტობუსებისა და სტაციონარული საცავის ჩათვლით)
• 2021: $118 თითო kWh-ზე (კონკრეტულად სამგზავრო ელექტromobilebisთვის)

ეს ღირებულების ათჯერ მეტით შემცირებაა თერთმეტი წლის განმავლობაში. მართალია, ნედლეულის გაზრდილმა ფასებმა — განსაკუთრებით ლითიუმის, კობალტისა და ნიკელის, რასაც 2021 წელს მოთხოვნის მკვეთრი ზრდა განაპირობებდა — გარკვეული ზეწოლა გამოიწვია ფასების ზრდისკენ, ისინი მაინც ფერმკრთალდებიან საერთო კლების ტენდენციასთან შედარებით.

რა მოჰყვება შემდეგ? უფრო ჭკვიანი დატენვა, უფრო მსუბუქი აკუმულატორები

აკუმულატორის ბლოკების ფასის შემდგომი მნიშვნელოვანი შემცირება შესაძლოა უფრო რთული მისაღწევი იყოს. თუმცა, დარგს აქვს ალტერნატიული გზები წინსვლისთვის. უფრო მკვრივ დატენვის ქსელს — როგორც ქალაქებში, ისე ავტომაგისტრალებზე — შეუძლია შეამციროს უფრო და უფრო დიდი აკუმულატორის ბლოკების საჭიროება, რაც მწარმოებლებს საშუალებას მისცემს გადავიდნენ უფრო მცირე, მსუბუქ და იაფ აკუმულატორებზე გამოყენებადობის შეწირვის გარეშე.

ახალი ტექნოლოგიები, რომლებსაც შეუძლიათ სიტუაციის შეცვლა, მოიცავს:

• უსადენო დატენვა მოძრაობისას — ინდუქციური დატენვის ტექნოლოგიით აღჭურვილი გზები, რომლებიც აკუმულატორებს მართვის დროს ავსებენ
• მყარსხეულოვანი (solid-state) აკუმულატორები — უფრო მაღალი ენერგოსიმკვრივე, უფრო სწრაფი დატენვა და გაუმჯობესებული უსაფრთხოება მიმდინარე ლითიუმ-იონურ ქიმიასთან შედარებით
• აკუმულატორი როგორც სერვისი (BaaS) — გამოწერაზე დაფუძნებული აკუმულატორის გაცვლის მოდელები, რომლებიც Nio-მ ჩინეთში უკვე ფართო მასშტაბით დანერგა
• მანქანა-ქსელის (V2G) ინტეგრაცია — EV-ის აკუმულატორების გამოყენება განაწილებულ ენერგოსაცავად ქსელის სტაბილურობის მხარდასაჭერად

ღია კითხვები რჩება ფართო დატენვის ინფრასტრუქტურის ეკონომიკურ მიზანშეწონილობასთან, ქსელის სიმძლავრის ზრდასთან, უსაფრთხოებასთან, საიმედოობასთან და ამ ავტომობილების მკვებავ ფართო ენერგეტიკულ მიქსთან დაკავშირებით. მაგრამ მოძრაობის მიმართულება ნათელია — და ელექტromobilebis აკუმულატორების უკან მდგარი იმპულსი არასოდეს ყოფილა ასე ძლიერი.

ეს თარგმანია. ორიგინალის წაკითხვა შეგიძლიათ აქ: https://www.drive.ru/kunst/61b35118155032c35768508a.html