Postęp akumulatorów do samochodów elektrycznych: Klucz do przyszłości transportu

Samochody elektryczne nie są nowym wynalazkiem — istnieją od końca XIX wieku, przez krótki czas konkurując na równych zasadach z pojazdami z silnikiem spalinowym (ICE), zanim zostały zepchnięte na margines na ponad stulecie. Dlaczego więc teraz miałoby być inaczej? Odpowiedź tkwi w jednym kluczowym komponencie: akumulatorze trakcyjnym. Aby pojazdy elektryczne (EV) mogły poważnie zastąpić konwencjonalne samochody, muszą zostać spełnione trzy warunki:

• Wysoka pojemność energetyczna
• Skalowalna produkcja masowa
• Przystępne ceny

Dziś wszystkie trzy warunki są spełniane — i rewolucja EV jest już w pełnym toku.

Krótka historia: Od aptecznego paliwa do nowoczesnych EV

Postęp w infrastrukturze ładowania i sieciach wymiany akumulatorów to oddzielna, równie ważna kwestia. Historia przypomina nam jednak, że wyzwania infrastrukturalne nigdy nie powstrzymały zdeterminowanych pionierów. Kiedy Bertha Benz odbyła w 1888 roku pierwszą na świecie długodystansową podróż samochodem, benzyna była dostępna jedynie w aptekach — sprzedawana jako rozpuszczalnik czyszczący. To jej nie powstrzymało. Dzisiejsze wyzwania związane z sieciami ładowania, pozyskiwaniem surowców i recyklingiem zużytych akumulatorów są aktywnie rozwiązywane, a w ostatnich latach osiągnięto znaczący postęp.

Co zabiło pierwszy masowo produkowany samochód elektryczny?

Dokument z 2006 roku „Kto zabił samochód elektryczny?” opowiada historię General Motors EV1 — prawdopodobnie pierwszego masowo produkowanego samochodu elektrycznego ery nowożytnej. Oto kluczowe fakty:

• Produkowany od 1996 do 1999 roku
• Wyprodukowano 1 117 sztuk, wszystkie oferowane wyłącznie w formie leasingu
• Program zakończono w 2003 roku; niemal wszystkie pojazdy zostały wycofane i zniszczone
• Zaledwie garstka egzemplarzy EV1 ocalała, zachowanych w muzeach
• Opcje akumulatorów: od 16,5 kWh do 26,4 kWh
• Zasięg przeliczony przez EPA: od 89 do 169 km na jednym ładowaniu

Teorie spiskowe wskazywały winowajcę w lobby naftowym. Niezależnie od prawdziwej przyczyny, zniknięcie EV1 opóźniło powszechne przyjęcie samochodów elektrycznych o ponad dekadę.

Pojemność akumulatorów: Od dziesiątek do setek kilowatogodzin

Porównaj skromne parametry akumulatora EV1 z najnowocześniejszymi samochodami elektrycznymi dostępnymi dziś. Kilka obecnych modeli oferuje już akumulatory o pojemności od 100 do ponad 200 kWh, z homologowanymi zasięgami od 600 do 1 600 km, w zależności od zastosowanego standardu testowego (EPA, WLTP, NEDC). Godne uwagi przykłady to:

• Tesla Model S — do 405 mil (EPA)
• Lucid Air — ponad 500 mil (EPA), aktualny rekord świata
• Aptera — zasięg wspomagany energią słoneczną przekraczający 1 600 km
• Nio ET7 — opcja akumulatora półprzewodnikowego o pojemności 150 kWh
• Zhiji L7 — akumulator 115 kWh z wydłużonym zasięgiem
• Aito M5 — opcja hybrydy z wydłużonym zasięgiem
• GMC Hummer EV — pakiet akumulatorów o pojemności 212,7 kWh

Poza oficjalnymi specyfikacjami, rekordy wytrzymałościowe osiągane w rzeczywistych warunkach dodatkowo podkreślają, jak daleko zaszła technologia akumulatorów. Entuzjaści udowodnili, że pojazdy takie jak Tesla Model S i Hyundai Kona Electric mogą przekroczyć 1 000 km na jednym ładowaniu dzięki starannemu, energooszczędnemu stylowi jazdy.

Produkcja masowa: Skala jest teraz ogromna

Globalna produkcja akumulatorów trakcyjnych wzrosła dramatycznie. Miesięczna produkcja na całym świecie sięga już blisko 22 GWh — co odpowiada mniej więcej 550 000 hatchbacków Nissan Leaf drugiej generacji (każdy wyposażony w akumulator 40 kWh) produkowanych każdego miesiąca.

Producenci samochodów elektrycznych pozyskują ogniwa litowo-jonowe i pakiety akumulatorów dwiema głównymi metodami:

• Dostawcy zewnętrzni — zakup ogniw i modułów od wyspecjalizowanych producentów akumulatorów, takich jak CATL, LG Energy Solution i Panasonic
• Własne gigafabryki — budowa własnych zakładów produkcyjnych, często we współpracy z tymi samymi specjalistami od akumulatorów, jak zrobiła to Tesla wspólnie z Panasonic

Ceny akumulatorów: Dziesięciokrotny spadek w ciągu dekady

Być może najbardziej przekonującym argumentem za przejściem na EV jest dramatyczny spadek kosztów akumulatorów. Według danych Bloomberg NEF:

• 2010: 1 200 USD za kWh (średnia branżowa)
• 2021: 132 USD za kWh (średnia branżowa dla e-ciężarówek, autobusów i magazynowania stacjonarnego)
• 2021: 118 USD za kWh (wyłącznie pasażerskie pojazdy elektryczne)

To ponad dziesięciokrotna redukcja kosztów w ciągu jedenastu lat. Choć rosnące ceny surowców — zwłaszcza litu, kobaltu i niklu, napędzane gwałtownie rosnącym popytem w 2021 roku — wywierają pewną presję wzrostową, są one niczym w porównaniu z ogólnym trendem spadkowym.

Co dalej? Inteligentniejsze ładowanie, lżejsze akumulatory

Dalsze znaczące obniżki cen pakietów akumulatorów mogą być trudniejsze do osiągnięcia. Branża ma jednak alternatywne ścieżki rozwoju. Gęstsza sieć ładowania — zarówno w miastach, jak i na autostradach — mogłaby zmniejszyć zapotrzebowanie na coraz większe pakiety akumulatorów, umożliwiając producentom przejście na mniejsze, lżejsze i tańsze akumulatory bez utraty użyteczności.

Technologie wschodzące, które mogą zmienić tę równanie, to:

• Bezprzewodowe ładowanie w ruchu — drogi wyposażone w technologię ładowania indukcyjnego uzupełniającego akumulatory podczas jazdy
• Akumulatory półprzewodnikowe (solid-state) — wyższa gęstość energii, szybsze ładowanie i większe bezpieczeństwo w porównaniu z obecną chemią litowo-jonową
• Akumulator jako usługa (BaaS) — subskrypcyjne modele wymiany akumulatorów, już wdrożone na dużą skalę przez Nio w Chinach
• Integracja pojazd-sieć (V2G) — wykorzystanie akumulatorów EV jako rozproszonego magazynu energii wspierającego stabilność sieci elektroenergetycznej

Pozostają otwarte pytania dotyczące opłacalności ekonomicznej powszechnej infrastruktury ładowania, wzrostu przepustowości sieci, bezpieczeństwa, niezawodności i ogólnego miksu energetycznego zasilającego te pojazdy. Jednak kierunek jest jasny — a impet za akumulatorami do pojazdów elektrycznych nigdy nie był silniejszy.

To jest tłumaczenie. Oryginał możesz przeczytać tutaj: https://www.drive.ru/kunst/61b35118155032c35768508a.html