Waarom de revolutie van de elektrische auto veel langer kan duren dan verwacht

Foto van een EV-laadstation Chevy Bolt

Verwacht niet dat elektrische auto's en vrachtwagens binnenkort net zo goedkoop zullen worden als hun rivalen op gas.

NAAR nieuw rapport van het MIT Energy Initiative waarschuwt dat EV's misschien nooit dezelfde stickerprijs zullen halen zolang ze afhankelijk zijn van lithium-ionbatterijen, de energieopslagtechnologie die de meeste hedendaagse consumentenelektronica aandrijft. In feite zal het waarschijnlijk nog een decennium duren om het verschil in de levensduurkosten tussen de voertuigcategorieën te elimineren, wat de hogere brandstof- en onderhoudskosten van standaardauto's en vrachtwagens meeweegt.

De bevindingen zijn in scherpe tegenspraak met die van andere onderzoeksgroepen, die tot de conclusie zijn gekomen dat elektrische voertuigen in de komende vijf jaar prijspariteit kunnen bereiken met die op gas. Het aanhoudende prijsverschil dat door het MIT-rapport wordt voorspeld, zou de overgang naar voertuigen met een lagere uitstoot kunnen belemmeren, waardoor regeringen gedwongen worden subsidies te verlengen of strengere mandaten uit te vaardigen om dezelfde acceptatie van EV's en vermindering van klimaatvervuiling te bereiken.

Vervoer is het grootste bron van broeikasgasemissies in de VS en op drie na grootste ter wereld , dus er is geen manier om de reducties te bereiken die nodig zijn om gevaarlijke niveaus van opwarming van de aarde te voorkomen zonder grote verschuivingen naar schonere voertuigen en openbaarvervoersystemen.

Het probleem is dat de gestage daling van de kosten van lithium-ionbatterijen, die elektrische voertuigen aandrijven en goed zijn voor ongeveer een derde van hun totale kosten, de komende jaren waarschijnlijk zal vertragen naarmate ze de limieten naderen die zijn vastgesteld door de kosten van onbewerkte materialen.

Als je enkele van deze andere prognoses volgt, kom je er in feite op uit dat de kosten van batterijen lager zijn dan de ingrediënten die nodig zijn om het te maken, zegt Randall Field, uitvoerend directeur van de Mobility of the Future-groep bij MIT. Wij zien dat als een tekortkoming.

De nummers

De huidige lithium-ionbatterijpakketten worden geschat op ongeveer $ 175 tot $ 300 per kilowattuur. (Een typische middenklasse EV heeft een batterijpakket van 60/kWh.)

NAAR nummer van reclame en academische onderzoekers hebben voorspeld dat de kosten van dergelijke batterijen tegen 2025 of eerder $ 100 / kWh zullen bereiken, wat volgens velen het magische aantal is waar EV's en voertuigen op gas de verkoopprijspariteit bereiken zonder subsidies. En vanaf daar zouden ze blijven vallen.

Maar om de drempel van $ 100 tegen 2030 te bereiken, zouden de materiaalkosten het komende decennium stabiel moeten blijven, in een periode waarin de wereldwijde vraag naar lithium-ionbatterijen naar verwachting sterk zal stijgen, aldus de studie 'Insights into Future Mobility' van MIT. Het projecteert dat de kosten tegen die tijd waarschijnlijk slechts $ 124 per kilowattuur zullen bedragen. Op dat moment zouden de totale eigendomskosten tussen de categorieën ongeveer gelijk zijn, gezien de extra brandstof- en onderhoudskosten van voertuigen op gas. (Waar deze lijnen elkaar precies kruisen, hangt onder andere sterk af van de lokale brandstofkosten en het voertuigtype.)

Maar de stickerprijs van een EV met een actieradius van 200 mijl zou in veel gebieden nog steeds duizenden dollars meer kosten dan een vergelijkbaar voertuig op gas. Hoewel het dichten van de kloof met de totale eigendomskosten een solide stap zou zijn voor elektrische voertuigen, is de gemiddelde consument erg gevoelig voor het prijskaartje dat vooraf moet worden betaald - en wat dit in maandelijkse betalingen betekent.

De kosten zullen waarschijnlijk blijven verbeteren, onder meer omdat bedrijven het niveau van het dure kobalt in batterijcomponenten verlagen en productieverbeteringen realiseren naarmate de productievolumes stijgen. Maar het delven van metalen is al een volwassen proces, dus verdere dalingen daar zullen waarschijnlijk snel vertragen na 2025, aangezien de materiaalkosten een steeds groter deel van de totale kosten uitmaken, constateert het rapport.

Grotere kostendalingen na 2030 zullen waarschijnlijk een verschuiving vereisen van de dominante lithium-ionchemie van vandaag naar geheel andere technologieën, zoals lithium-metaal-, vastestof- en lithium-zwavelbatterijen. Elk van deze bevindt zich nog in veel eerdere ontwikkelingsfasen, dus het is de vraag of er tegen 2030 lithium-ion zal kunnen verdringen, zegt Field.

Gene Berdichevsky, chief executive van de fabrikant van anodematerialen Sila Nanotechnologies, is het ermee eens dat het voor de industrie moeilijk zal zijn om met de huidige technologie consequent de grens van $ 100/kWh te doorbreken.

Maar hij denkt ook dat het papier een aantal van de verbeteringen op de kortere termijn die we in lithium-ionbatterijen zullen zien, verdisconteert zonder volwaardige verschuivingen naar verschillende soorten chemicaliën. Tegen 2030, verwacht Berdichevsky, zullen batterijpakketten aanzienlijk meer energie kunnen opslaan en veel meer kilometers op de weg kunnen meegaan, wat de kosten kan verlagen, de prestaties kan verbeteren en anders de relatieve aantrekkingskracht van EV's kan vergroten.

Vooruit rijden

Het goede nieuws is dat een groeiend aantal fabrikanten over de hele wereld overgaat op EV's en verschillende modellen op verschillende prijspunten uitrolt.

Op zondag, Ford onthulde een elektrische SUV volgend jaar in de showrooms, genaamd de Mustang Mach E. Audi, Jaguar, Mercedes-Benz en Tesla hebben ook allemaal SUV's op batterijen geïntroduceerd, die tegemoetkomen aan de smaak van de consument voor grotere voertuigen.

Maar de MIT-studie merkt op dat het bereiken van een sterke vermindering van de transportemissies een parallelle herziening van de elektriciteitssystemen vereist die worden gebruikt om EV's op te laden.

Momenteel is de CO2-uitstoot in de VS per mijl voor een elektrisch voertuig op batterijen gemiddeld slechts ongeveer 45% lager dan die van een voertuig op gas van vergelijkbare grootte. Dat komt omdat fossiele brandstoffen in de meeste markten nog steeds het dominante aandeel van elektriciteit genereren en het fabricageproces voor EV's aanzienlijk hogere emissies genereert, voornamelijk gerelateerd aan de productie van batterijen.

EV's in sommige Amerikaanse regio's, met name kolenstaten zoals West Virginia, kunnen gedurende hun hele leven bijna hetzelfde emissieniveau genereren als standaardvoertuigen. In delen van India en China met bijzonder vuile elektriciteitssystemen, kunnen EV's zelfs meer uitstoot veroorzaken dan voertuigen op gas, zegt Emre Gencer, een onderzoeker die aan het onderzoek heeft meegewerkt.

Als EV's niet rechtstreeks kunnen concurreren op prijs op de markt, zal het overheidsbeleid een grotere rol moeten spelen bij het stimuleren van de acceptatie van EV's en het verminderen van transportemissies.

De MIT-studie voorspelt dat het aandeel van elektrische voertuigen en plug-in hybrides in elk scenario zal stijgen en tegen 2050 33% van het wereldwijde wagenpark zal bereiken, terwijl de prijzen langzaam dalen, zelfs zonder extra klimaatbeleid. Maar een sterke reeks aanvullende regelgeving, waaronder een wereldwijde CO2-belasting die hoog genoeg is om een ​​opwarming van 2 C te voorkomen, zou dat cijfer tegen het midden van de eeuw tot 50% opdrijven.

Dat zou oplopen tot honderden miljoenen extra emissiearme voertuigen op de weg, en voorkomen dat 1,5 miljard ton koolstofdioxide de atmosfeer bereikt.

zich verstoppen