Батарейный отсек Tesla Model S с ячейками Panasonic 18650

Согласно новому отраслевому исследованию BloombergNEF, средняя цена литий-ионных аккумуляторов упала с $1191 до $137 долларов за киловатт-час в 2010−2020 годы. Последние данные свидетельствуют о поразительном прогрессе в области аккумуляторных технологий за десятилетие: цены упали почти в девять раз!

В 2010 году цены на литий-ионные аккумуляторы стоили почти $1200 за киловатт-час. Сейчас они упали на 89% в реальном выражении, а к 2023 году будут близки к $100 за кВт·ч, согласно прогнозу BloombergNEF (BNEF).



То есть снижение цен продолжится, хотя и не такими быстрыми темпами. Судя по статистике, в последние годы наметилась некоторая тенденция к замедлению падения. Два года подряд мы видим снижение на скромные 13%. С другой стороны, такое же замедление наблюдалось в 2013-2014 годах, а потом рынок рухнул на 35%. Так что будем надеяться на лучшее.

У экономистов есть интересный термин «скорость обучения» (learning rate): насколько снижается цена товара при удвоении объёмов производства. Для батарей Li-Ion стоимость обучения составляет 18%.

Чем сильнее снижение цен — тем больше объём производства и тем сильнее технологический прогресс в данной области, эта корреляция тоже известна.

В 2020 году впервые на рынке появились аккумуляторы дешевле $100 за кВт·ч. Они были поставлены для электроавтобусов в Китае. Хотя это была самая низкая заявленная цена, но средневзвешенная по объёму цена на аккумуляторы для электрических автобусов в Китае немного выше: $105 за кВт·ч.

Цена на аккумуляторы для электромобилей (BEV) составила $126/кВт·ч на основе средневзвешенного объёма. Таким образом, стоимость батарейного блока в общей цене автомобиля снизилась до 21%.


Батарейный отсек Tesla Model S

Больше фотографий батарейного отсека Tesla Model S

Ячейки Panasonic 18650 по размеру почти как батарейки формата АА

Что означает падение цены до $100 за кВт·ч

Согласно прогнозу BNEF, в котором рассматриваются легковые электромобили, автобусы, коммерческие электромобили и стационарные хранилища, к 2023 году средние цены на аккумуляторы составят $101 за кВт·ч. Именно на этой ценовой отметке у автопроизводителей появится возможность производить и продавать на некоторых рынках массовые электромобили по той же цене (и с той же маржей), что и сопоставимые автомобили внутреннего сгорания. Это предполагает отсутствие субсидий, но фактические стратегии ценообразования будут варьироваться в зависимости от автопроизводителя и географии, считают аналитики.

Снижение цен в 2020 году происходит благодаря увеличению размеров заказов, росту продаж электромобилей и внедрению новых конструкций корпусов для батарей. Новая химия катодов и падение производственных затрат приведут к снижению цен в ближайшей перспективе. Цены на катодные материалы упали с максимумов весной 2018 года, и в течение 2020 года перешли на более стабильный уровень.

Руководитель отдела исследований по хранению энергии BNEF и ведущий автор доклада Джеймс Фрит говорит, что снижение цены до 100 долларов за киловатт-час — это историческое событие, чему мы будем свидетелями. Всего через несколько лет средняя цена преодолеет этот рубеж.

Более того, даже если цены на сырьё вернутся к максимумам 2018 года, это лишь на два года задержит достижение рубежа $100 за кВт·ч, а не разрушит отрасль. Промышленность становится всё более устойчивой к изменению цен на сырьё, а ведущие производители аккумуляторов проникают вверх по цепочке создания стоимости — и инвестируют в производство катодов и даже в шахты, то есть в добычу непосредственно сырья.

У ведущих производителей аккумуляторов в настоящее время валовая прибыль не превышает 20%, а заводы работают с коэффициентом использования свыше 85%, сказано в отчёте. Поддержание высоких коэффициентов использования является ключом к снижению цен на ячейки.

Производители аккумуляторов стремятся к массовому производству батарей с более высокой плотностью энергии, используя некоторые новые химические вещества, такими как литий-никель-марганец-кобальт-оксид (NMC) и литий-никель-марганец-кобальт-алюминий-оксид (NMCA). Эти сплавы используются для производства катодов. Такие аккумуляторы будут массово выпускаться уже в 2021 году. Однако фосфат лития-железа LFP остаётся дешёвой альтернативой, он применяется в самых дешёвых ячейках ценой $80 за кВт·ч.

По прогнозу, к 2030 году стоимость аккумуляторов упадёт до $58 за кВт·ч за счёт новых технологических достижений. Одной из перспективных технологий являются твёрдотельные батареи (с твёрдым электролитом).


Схема твёрдотельной батареи

Твёрдотельные элементы могут быть изготовлены на 40% дешевле нынешних литий-ионных за счёт экономии на материалах и стоимости производства, оборудования и внедрения новых катодов с высокой плотностью энергии. Чтобы низкие цены стали возможны, необходимо наладить цепочку поставок ключевых материалов, которые в настоящее время вообще не используются в литий-ионных батареях.

Литий-ионные аккумуляторы являются ключевой технологией в энергетике будущего. Они необходимы для сглаживания пиков энергии, вырабатываемой ветряными станциями и солнечными батареями. Так что объём их производства неизбежно будет расти, а от снижения цен выиграют все.

P. S. Снижение цен на Li-Ion — очень хорошо. Остаётся непонятным только один вопрос: почему в магазинах не дешевеют батарейки АА?