Napredek baterij za električna vozila: Ključ do prihodnosti prometa

Električni avtomobili niso nov izum — obstajajo že od konca 19. stoletja, ko so se za kratek čas enakovredno kosali z vozili z notranjim zgorevanjem (ICE), preden so bili za več kot stoletje potisnjeni v ozadje. Zakaj bi torej moralo biti tokrat drugače? Odgovor leži v eni kritični komponenti: vlečni bateriji. Da bi električna vozila (EV) resno nadomestila konvencionalne avtomobile, morajo biti izpolnjeni trije pogoji:

• Visoka energijska kapaciteta
• Razširljiva množična proizvodnja
• Dostopna cena

Danes so vsi trije pogoji izpolnjeni — in revolucija električnih vozil je v polnem teku.

Kratka zgodovina: Od lekarniških goriv do sodobnih električnih vozil

Napredek v infrastrukturi polnjenja in omrežjih za zamenjavo baterij je ločena, enako pomembna tema. Toda zgodovina nas spominja, da infrastrukturni izzivi nikoli niso ustavili odločnih pionirjev. Ko je Bertha Benz leta 1888 opravila prvo dolgopotezno vožnjo z avtomobilom na svetu, je bil bencin na voljo le v lekarnah — prodajal se je kot čistilno sredstvo. To je ni ustavilo. Današnji izzivi v zvezi z omrežji polnilnic, pridobivanjem surovin in recikliranjem baterij ob koncu njihove življenjske dobe se aktivno obravnavajo, v zadnjih letih pa je bil dosežen znaten napredek.

Kaj je pokopalo prvi množično prodajani električni avtomobil?

Dokumentarni film iz leta 2006 »Kdo je ubil električni avtomobil?« pripoveduje zgodbo General Motors EV1 — verjetno prvega množično proizvedenega električnega avtomobila moderne dobe. Tukaj so ključna dejstva:

• Proizvajan od leta 1996 do leta 1999
• Izdelanih 1.117 enot, vse ponujene izključno v obliki lizinga
• Program ukinjen leta 2003; skoraj vsa vozila so bila odpoklicana in uničena
• Le peščica EV1-jev je preživela, ohranjenih v muzejih
• Možnosti baterij so segale od 16,5 kWh do 26,4 kWh
• Doseg po preračunu EPA: 89 do 169 km na polnjenje

Teorije zarote so kazale s prstom na naftno lobi. Ne glede na pravi vzrok je izginotje EV1 zavleklo množično uvajanje električnih vozil za več kot desetletje.

Zmogljivost baterij: Od deset do sto kilovatnih ur

Primerjajte skromne specifikacije baterije EV1 z najsodobnejšimi električnimi vozili, ki so danes na voljo. Nekateri trenutni modeli ponujajo baterije z zmogljivostjo od 100 do več kot 200 kWh, z licenciranim dosegom 600–1.600 km, odvisno od uporabljenega testnega standarda (EPA, WLTP, NEDC). Pomembni primeri vključujejo:

• Tesla Model S — do 405 milj (EPA)
• Lucid Air — več kot 500 milj (EPA), trenutni svetovni rekord
• Aptera — doseg s pomočjo sončne energije, ki presega 1.600 km
• Nio ET7 — možnost trdnosnove baterije 150 kWh
• Zhiji L7 — baterija 115 kWh s podaljšanim dosegom
• Aito M5 — možnost hibridnega podaljšanega dosega
• GMC Hummer EV — baterijski sklop 212,7 kWh

Poleg uradnih specifikacij rekordi v vzdržljivosti v resničnih razmerah še dodatno poudarjajo, kako daleč je prišla tehnologija baterij. Navdušenci so dokazali, da vozila, kot sta Tesla Model S in Hyundai Kona Electric, z enim polnjenjem premagajo 1.000 km pri previdni, energetsko učinkoviti vožnji.

Množična proizvodnja: Obseg je zdaj ogromen

Svetovna proizvodnja vlečnih baterij se je drastično povečala. Mesečna svetovna proizvodnja zdaj dosega skoraj 22 GWh — kar ustreza približno 550.000 hatchbackom Nissan Leaf druge generacije (vsak opremljen z baterijo 40 kWh), ki bi jih proizvedli vsak mesec.

Proizvajalci električnih vozil pridobivajo litij-ionske celice in baterijske sklope na dva glavna načina:

• Zunanji dobavitelji — nakup celic in modulov od specializiranih proizvajalcev baterij, kot so CATL, LG Energy Solution in Panasonic
• Lastne gigafabrike — gradnja lastnih proizvodnih obratov, pogosto v partnerstvu z istimi specialisti za baterije, kot je Tesla storila s Panasonicom

Cene baterij: Desetkratni padec v enem desetletju

Morda najmočnejši argument za prehod na električna vozila je dramatičen padec stroškov baterij. Po podatkih Bloomberg NEF:

• 2010: 1.200 USD za kWh (industrijsko povprečje)
• 2021: 132 USD za kWh (industrijsko povprečje za električne tovornjake, avtobuse in stacionarne shranjevalnike energije)
• 2021: 118 USD za kWh (osebna električna vozila)

To je več kot desetkratno znižanje stroškov v enajstih letih. Čeprav naraščajoče cene surovin — zlasti litija, kobalta in niklja, ki jih poganja naraščajoče povpraševanje leta 2021 — dodajajo določen navzgornji pritisk, so zanemarljive v primerjavi s splošnim padajočim trendom.

Kaj sledi? Pametnejše polnjenje, lažje baterije

Nadaljnje znatno znižanje cen baterijskih sklopov bo morda težje doseči. Industrija pa ima alternativne poti naprej. Gostejše omrežje polnilnih postaj — v mestih in na avtocestah — bi lahko zmanjšalo potrebo po vedno večjih baterijskih sklopih, kar bi omogočilo proizvajalcem prehod na manjše, lažje in cenejše baterije brez žrtvovanja uporabnosti.

Nastajajoče tehnologije, ki bi lahko preoblikovale enačbo, vključujejo:

• Brezžično polnjenje med vožnjo — ceste, opremljene z induktivno tehnologijo polnjenja, ki polnijo baterije med vožnjo
• Trdnosnove baterije — višja energijska gostota, hitrejše polnjenje in večja varnost v primerjavi s trenutno litij-ionsko kemijo
• Baterija kot storitev (BaaS) — modeli zamenjave baterij na podlagi naročnine, ki jih že v velikem obsegu uvaja Nio na Kitajskem
• Integracija vozila v omrežje (V2G) — uporaba baterij električnih vozil kot porazdeljenega energetskega hranilnika za podporo stabilnosti omrežja

Odprta vprašanja ostajajo glede ekonomske upravičenosti razširjene infrastrukture polnjenja, rasti zmogljivosti omrežja, varnosti, zanesljivosti in širšega energetskega spleta, ki napaja ta vozila. Toda smer je jasna — in zagon za baterije električnih vozil še nikoli ni bil močnejši.

To je prevod. Izvirnik si lahko preberete tukaj: https://www.drive.ru/kunst/61b35118155032c35768508a.html