Kolik stojí baterie Tesla za kWh?

Většina z nás podceňuje, jak rychle elektromobily (EV) ovládnou automobilový trh. Údaje o prodejích za posledních několik let nám napovídají. Téměř 10 % aut prodaných v roce 2021 bylo elektrických. To se může zdát málo, ale zvažte, jak rychle to roste: předloni to byla 4 % a v roce 2.5 jen 2019 %. V mnoha zemích je toto procento mnohem vyšší: v Norsku bylo téměř 90 % prodaných vozů v roce 2021 elektrický; v Nizozemsku to byl jeden ze tří a ve Spojeném království a Portugalsku jeden z pěti. V Číně to bylo 16 %, což je trojnásobek oproti 5 % v předchozím roce. To není vše: svět již překonal „vrchol“ prodeje fosilních aut. A mnoho zemí stanovilo konečný termín pro postupné vyřazení benzinových vozů během příštího desetiletí. Stalo se to neuvěřitelně rychle. Elektromobily byly dlouhou dobu na okraji – luxus pro bohaté nebo inženýrské nerdy – ale nyní jsou mainstreamem. Proč? Je to hlavně kvůli klesající ceně baterií. Cenově konkurenceschopné se staly až v posledních několika letech. Chtěl jsem vidět, jak moc se v průběhu času změnily náklady na elektromobily. Kolik by to stálo v 1990. letech nebo na začátku 2000. století? Nebylo možné najít graf nebo datovou sadu těchto odhadů. Za prvé, náklady na baterie jsou téměř vždy uvedeny na jednotku kapacity baterie (jako jsou kilowatthodiny). Dokonce i tehdy jsem se snažil najít dlouhodobou, aktualizovanou sérii o cenách baterií. Zadruhé, nechtěl jsem jen tato čísla na jednotku: chtěl jsem vědět, jak moc aktuální autobaterie by stála. Takže jsem zrekonstruoval svou vlastní sérii a provedl nějaké výpočty na zadní straně obálky, abych odhadl, kolik by stály baterie EV od 1990. let 75. století dále. Mé zdroje, metodika a předpoklady jsou na konci článku. Udělal jsem to pro dvě auta: Tesla Model S (která má 40 kWh baterii) a cenově dostupnější Nissan Leaf (s 1990 kWh baterií). Měl bych zdůraznit, že jde o hrubé odhady: v XNUMX. letech neexistovalo žádné auto Tesla ani Nissan Leaf. Je to jen zábavný myšlenkový experiment, který nám poskytuje důležitý pohled na to, jak se změnila krajina elektrických automobilů.

Náklady na baterie klesly od roku 98 o více než 1991 %.

Baterie v Tesle Model S dnes stojí kolem 12,000 1990 $. Na začátku 6,000. let by to stálo jen necelých milion dolarů. Baterie v Nissanu Leaf je menší a dnes stojí kolem 1990 dolarů. Na začátku 2022. let by to stálo téměř půl milionu dolarů. Provedl jsem nějaké smyslové kontroly, abych se ujistil, že mé výpočty jsou důvěryhodné. Mé nedávné odhady se velmi blíží skutečným cenám. V říjnu 12,000 stála baterie Tesla Model S 13,000 5,500 až 2020 1 dolarů. Baterie Nissan Leaf stála 30 98 dolarů v roce 30,000. Pokles odhadovaných nákladů na tyto baterie můžete vidět v grafu. Tyto ceny jsou upraveny o inflaci. 60,000 Za posledních 2 let klesla cena o více než XNUMX %. Elektromobily neměly šanci prosadit se komerčně až do několika posledních let. Ještě před deseti lety by samotná baterie stála mezi XNUMX XNUMX a XNUMX XNUMX $. Celková cena vozu by byla ještě vyšší. XNUMX

Jak to, že cena baterií tak rychle klesla?

Proč cena baterií tak rychle klesla? Většinou učení, které pochází z nasazení a rozšiřování technologií. Zjistili jsme, jak vyrobit lithium-iontové baterie s mnohem vyšší energetickou hustotou – to znamená, že získají více elektrické energie na litr (nebo jednotku) baterie. V roce 1991 jste mohli získat pouze 200 watthodin (Wh) kapacity na litr baterie. 3 Nyní můžete získat více než 700 Wh. To je 3.4násobný nárůst. Jsou nejen levnější, ale také mnohem menší a lehčí. Baterie se řídí tím, čemu říkáme „křivka učení“, kde čím více jich postavíte, tím levnější budou. Při každém zdvojnásobení kapacity baterie klesly ceny zhruba o 19 %. To je velmi podobné 20% míře učení solárních FV modulů.

Tyto trendy by nás měly přimět k optimismu ohledně energetického přechodu

1. Dívají se na data, která jsou starší než posledních několik let;
2. nebo se dívají spíše na absolutní čísla než na míru růstu.

Pokud se díváte na data o technologických přechodech z roku 2015, 2016 nebo dokonce 2018, pak jste značně pozadu. Není divu, že se nic nedělo: tyto technologie by každému vyprázdnily kapsy. Abyste pochopili potenciál nízkouhlíkových technologií, musíte se podívat na posledních několik let. To je, když jsou cenově dostatečně konkurenceschopní, aby získali prostor na silnici.

A pokud se zaměřujete na absolutní čísla: kolik z našich stávajících vozů je elektrických nebo jaká je celková kapacita baterií, budete zklamáni. Ale tato technologie má za sebou jen několik let, kdy byla konkurenceschopná – samozřejmě ještě nebude ovládnout trh.

Přechod na elektrická vozidla je tady a může proběhnout extrémně rychle. To je nejen lepší pro klima (bez ohledu na zdroj elektřiny), je to lepší pro místní znečištění ovzduší a také poskytuje mnohem lepší zážitek z jízdy.

Pokud bude tento pokles nákladů pokračovat, brzy to bude mnohem lepší i pro peněženky spotřebitelů.

Metodologie

Základ těchto odhadů je jednoduchý: pokud známe jednotkové náklady na baterie – kolik stojí za kilowatthodinu – můžeme je vynásobit velikostí baterie v elektrickém vozidle, abychom získali celkové náklady.

Ceny baterií za kilowatthodinu

Nejprve potřebujeme dlouhodobou, standardizovanou sérii nákladů na lithium-iontové baterie na kWh. To nebylo možné najít, takže jsem musel kombinovat zdroje a provést nějaké konverze, abych to všechno získal za srovnatelné ceny 2022 $.

Údaje z let 1991 až 2012 pocházejí z práce Zieglera a Trancika (2021). 4 Musel jsem provést dva převody na tato čísla:

1. Původně byly uvedeny v cenách 2018 USD. Převedl jsem je na 2022 USD pomocí konverzního faktoru 1.192.
2. Dali cenu baterie buněk pouze. Potřebujeme celkové náklady, které zahrnují jak bateriový článek, tak sadu. Při pohledu na data z BloombergNEF za poslední desetiletí jsem spočítal, že články tvoří kolem 72 % celkových nákladů na baterii. U celé série jsem tedy upravil cenu „pouze buňka“ vydělením 72 % a vynásobením 100 %.
   Toto je jeden předpoklad, o kterém si nejsem jistý: musím předpokládat, že 72 % je rozumný odhad poměru buněk ke smečce od devadesátých let. v cenách v 1990. letech a na počátku roku 1990.

Data z let 2013 až 2022 pocházejí z BloombergNEF . To poskytuje kombinovanou cenu článků a balení a ceny jsou uvedeny v $ 2022. Takže tato čísla byla převzata přímo ze zdroje.

To mi dalo kombinovanou sérii jednotkových nákladů na lithium-iontové baterie od roku 1991 do roku 2022 za 2022 USD. Nakreslil jsem to jako graf zde . A tady je logaritmická verze.

Výpočet nákladů na baterie EV

Nyní, když máme jednotkové náklady na baterie, můžeme je vynásobit velikostí baterií EV.

Tesla Model S má 75 kWh baterii. Nissan Leaf má 40 kWh.

Abychom získali odhadované celkové náklady, vynásobíme řadu jednotkových nákladů na baterii 75 a 40 kWh pro Teslu a Nissan Leaf.

Přihlaste se k odběru nových příspěvků do vaší schránky.