Как стать автором
Обновить
1216.27
Рейтинг
VDSina.ru
Серверы в Москве и Амстердаме

Развитие аккумуляторов происходит по их собственному «закону Мура»

VDSina.ruЭнергия и элементы питанияТранспортХимияБудущее здесь
Перевод
Автор оригинала: Steve LeVine


Для аккумуляторов, как заявляют глубоко разочарованные инженеры, закон Мура не выполняется. В отличие от полупроводниковых устройств, производительность которых удваивалась примерно каждые два года в течение полувека, в соответствии с утверждением сооснователя Intel Гордона Мура, аккумуляторы едва движутся вперёд, и, похоже вчистую проигрывают. Нам остаётся только продолжать работать над совершенствованием химических процессов и надеяться на лучшее.

Однако постепенно дешевеющие литий-ионные аккумуляторы приближают электромобили к тому же ценовому диапазону, что и у автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Пара «быков» этой отрасли не согласна с принятыми в ней взглядами: они утверждают, что падение стоимости можно было предсказать. Их утверждение обосновывается правилом столь же нерушимым, как и закон Мура.

Попробуйте ввести в Google «T.P. Wright», и вы найдёте множество ссылок на закон Райта. Начиная с 1920-х годов Теодор Пол Райт работал инженером в аэрокосмической отрасли, а позже, во времена президентства Рузвельта и Трумана, стал государственным чиновником. В 1936 году он написал статью из семи страниц для Journal of the Aeronautical Sciences, в которой стремился найти ответы на пару вопросов: какое влияние имеет масштаб производства на стоимость самолёта? Можно ли выразить это влияние количественно? В результате этого исследования возник закон его имени, гласящий, что когда суммарный объём производства удваивается, его стоимость снижается на фиксированную величину.

Сегодня детище Райта, мало известное за пределами отраслей инженерных разработок и консультирования, особенно важно для производителей электромобилей и аккумуляторов. Этот закон объясняет, как они могут победить двигатели внутреннего сгорания. Кроме того, закон является локомотивом, надвигающимся на отрасль работающего на бензине транспорта. Когда равенство цен (ожидается, что оно настанет в 2023 или 2024 году) приведёт к зарождению массового рынка электромобилей, в этой новой отрасли начнёт происходить дальнейшее падение цен, поскольку суммарное производство будет многократно удваиваться. Что касается и так уже огромной отрасли традиционных автомобилей, то, как заявляет аналитик ARK Invest Сэм Корус, при текущих показателях продаж для удвоения объёма автопарка потребуется примерно 29 лет.

Корус и ARK — одни из немногих «быков», делающих прогноз об очень быстром падении цен и появлении устойчивой отрасли электромобилей. Основную ставку на аккумуляторы ARK сделала, приобретая активы Tesla: наверно, она была самым агрессивным «быком» Tesla на Уолл-Стрит, несмотря ни на что продолжая инвестировать свои основные средства в эту компанию-производителя. Чтобы прийти к этому убеждению, ARK сделала ключевым фактором своего анализа закон Райта. «При изучении прорывных технологий мы обращали внимание на технологии, имеющие значительное снижение стоимости, присущие различным отраслям и секторам, а также способные служить для дальнейших инноваций. Аккумуляторы соответствуют этим критериям, и ключевым фактором для определения падения стоимости стал закон Райта».

Аналитики зафиксировали различный процент райтовского падения цены, зависящий от конкретной отрасли. Джеймс Фрит — ведущий аналитик рынка батарей в фирме BloombergNEF (BNEF), занимающейся исследованиями чистой энергии и являющейся ещё одним крупным сторонником закона Райта. Полагаясь на этот принцип, BNEF уже давно придерживается одного из самых «бычьих» прогнозов падения стоимости производства батарей и роста продаж электромобилей.

Группа Фрита прогнозирует падение стоимости аккумуляторов на 18% при удвоении объёмов производства аккумуляторных блоков. Например, с 2010 по 2015 год количество энергии литий-ионных батарей удвоилось семь раз, с 0,48 гигаватт-час до 62 ГВт-ч. Средняя цена аккумуляторных блоков упала с 1194 долларов за киловатт-час до 384 долларов. Строго говоря, правило 18% должно было снизить цены примерно до 261 долларов (384 долларов примерно равно шести удвоениям по закону Райта). Однако падение всё равно составило примерно две трети цены.

С 2015 по 2020 год количество энергии аккумуляторов выросло в 2,7 раз, а цена снова упала на две трети, до средней величины 137 долларов/кВт-ч. Это больше, чем по правилу 18%, которое говорит, что цена должна была упасть только до 213 долларов/кВт-ч. Но если бы мы строго отслеживали правило 18% с 2010 по 2020 год, то цена бы оказалась примерно там, где и должна быть.

Теперь BNEF использует это правило для проецирования дальнейших изменений. В соответствии с законом Райта цена аккумуляторов в 2025 году должна упасть до 84 долларов за кВт-ч, сильно ниже важного показателя в 100 долларов/кВт-ч. В 2030 году она должна составить аж 58 долларов/кВт-ч, в 2035 году — 45 долларов. Изменения цены в 2030-х кажутся значительными, но они будут меньше, чем в предыдущие два десятилетия, потому что удваивать общее количество энергии окажется всё сложнее.

Фрит говорит, что по его модели падение цен после 2025 года будет сопровождаться такими усовершенствованиями аккумуляторов, как аноды из кремния и металлического лития. Кроме того, по его словам, переход от популярных сегодня никель-марганец-кобальтовых катодов к катодам с содержанием всего 0,5% кобальта и магния, а также 90% никеля должен снизить затраты на сырьё примерно на пятую часть, в то же время увеличив плотность хранения энергии на четверть. Среди производителей аккумуляторов в следующем году такую ячейку планирует вывести в коммерческую продажу SK innovation. Как говорит Фрит, закон Райта — «это отличный нисходящий способ оценки, он даёт нам знать, какими будут цены, но не как мы их достигнем».

Вероятно, можно было догадаться, что Мур и Райт в конечном итоге станут конкурентами, несмотря на то, что Райт умер в 1970 году. Во множестве статей (например, в этой из престижного журнала IEEE Spectrum) говорится, что закон Райта является более здравым объяснением того, что происходит с полупроводниковыми технологиями. Сэм Корус утверждает, что действие закона Райта, похоже, и не думает прекращаться. «В процессе его использования мы начинаем выявлять всё более любопытные вещи. Не только о самих технологиях, но и о лежащих в их основе процессах».



На правах рекламы


Если для работы необходим VDS с мгновенной активацией на Linux или Windows, то вам однозначно к нам — сервер готов к работе через минуту после оплаты!

Теги:батареи и аккумуляторыэлементы питаниязакон мура
Хабы: VDSina.ru Энергия и элементы питания Транспорт Химия Будущее здесь
Всего голосов 42: ↑39 и ↓3 +36
Просмотры12.9K

Похожие публикации

Лучшие публикации за сутки

Информация

Дата основания
Местоположение
Россия
Сайт
vdsina.ru
Численность
11–30 человек
Дата регистрации
Представитель
Mikhail

Блог на Хабре