Energia és mobilitás zöld szemszögből

Az egymillió mérföldes akkumulátorok versenye

2020. június 04. • írta: ZöldEnergia

A Tesla Inc. bejelentette a múlt hónapban, hogy az újonnan kifejlesztett akkumulátor technológiával sikerül majd a tisztán elektromos autók árát lenyomni a Tesla Model 3-as modelljéhez hasonló kategóriájú, fosszilis energiahordozókat felhasználó belsőégésű motorokkal ellátott típusok közelébe. Emellett, mivel az akkumulátorok élettartam is jelentősen megnő majd, azokat nemcsak az autók meghajtására lehet majd felhasználni, írta a Reuters.

Ez az új, alacsony árú akkumulátor technológia élettartama olyan hosszú lesz, ami segítségével az autó képes lesz akár egymillió mérföldet (1,6 millió kilométert) is megtenni. Nem is kellett sokat várni, hogy a General Motors (GM) is bejelentse, hogy "szinte készen" van a hasonló, egymillió mérföldes akkumulátor technológiával. Bár határidőt nem említettek a közleményben, ez az új akkumulátor technológia kobalt-mentes elektródákat és szilárd elektrolitot fog használni, és gyors töltésre is alkalmas lesz.

A Tesla hosszútávú terveinek központjában áll az egy millió mérföldes akkumulátor technológia, amit a kínai Contemporary Amperex Technology Ltd (CATL) vállalattal közösen fejlesztenek. Több mint egymillió üzemben lévő Tesla gépkocsival és ilyen akkumulátorokkal a Tesla könnyedén elektromos hálózati szolgáltatóvá léphet elő néhány év alatt.

Csakúgy, mint a GM technológiájánál, a Tesla is alacsony kobalt tartalmú vagy kobalt-mentes elektródákat alkalmaz majd, és új kémiai adalékanyagokkal és belső borítással építi majd a cellákat, hogy azok több energiát és hosszabb ideig legyenek képesek tárolni. A megnövekvő energiasűrűségnek köszönhetően az akkumulátorok tömege és ára is csökkenhet. Az új technológia kínai piaci bevezetése is ezen a várható előnyön alapul.

Az új akkumulátorokat az úgynevezett "terafactory" vagyis teragyárakban fogják előállítani, amelyek kb. 30-szor nagyobbak lesznek, mint a jelenleg üzemelő Nevada-i "gigafactory".

Az új technológia a CATL új lítium vas foszfát akkumulátor rendszeren alapul, amely teljesen nélkülözi a kobaltot, amely a Tesla korábbi akkumulátor technológiájának legdrágább alkotó eleme. Az összetétel mellett a CATL akkumulátoraiban a cellák is új eljárással készülnek az úgynevezett "cell-to-pack" csomagolással, amely kihagyja az cellánkénti csomagolást. Ennek köszönhetően mind az akkumulátor tömege és a gyártási költségek is csökkennek majd.

A jelenlegi nikkel-kobalt-alumínium (NCA) akkumulátor technológia mellett a CATL egy átmeneti, hosszabb élettartamú nikkel-mangán-kobalt (NMC) technológiát is átadott a Teslának, amelyben a katód 80%-a nikkel, és csak 20%-a kobalt, csökkentve az előállítási költségeket.

A CATL a GM számára is gyárt akkumulátorokat, de emellett a GM az LG Chem-mel közösen tervez egy új akkumulátor gyárat üzembe állítani az amerikai Ohio államban, hogy az Ultium-nak keresztelt technológián alapuló akkumulátor gyártását megindíthassák.

Az egymillió mérföldes akkumulátor élettartam új utakat nyit majd meg az autógyártók és az autók tulajdonosai számára is. A nagyobb élettartam, a várható energiasűrűség növekedés és költségcsökkenésnek köszönhetően a tisztán elektromos meghajtással rendelkező autók egyre szélesebb körben megfizethetővé válnak.

A jelenlegi előrejelzések szerint az új akkumulátor technológiák segítségével a fajlagos költségek a választóvíznek tartott 100 dollár/kWh szint alá lesznek szoríthatók. Az elemzők szerint a CATL kobalt-mentes lítium-vas-foszfát technológiáján alapú akkumulátorok jelenlegi becsült gyártási költsége kb. 80 dollár/kWh szinten van. Ha a megfelelő gyártási kapacitás is rendelkezésre áll majd, ezzel az árral a belső égésű motorok jelenlegi árelőnye szinte teljesen eltűnik.

Ha az akkumulátorok élettartama is jelentősen megnő az új technológiáknak köszönhetően, akkor az autó tulajdonosok könnyedébben felhasználhatják az autó akkumulátorát energiatárolásra a piaci áraktól függően a nap bármelyik pillanatában.

A jelenlegi akkumulátor technológiák, a napi egyszeri töltés mellett [a gyors töltéseket nem számítva, hiszen azok jelentősen csökkentik az élettartamot, a szerk.] az akkumulátorok kb. 200–300 ezer kilométert bírnak el. Emiatt nem ajánlott, hogy az autókat naponta többször is töltsük vagy hagyjuk az akkut teljesen lemerülni azzal, hogy aktív hálózati résztvevőként kihasználjuk a töltési kapacitását.

Az új akkumulátor technológiának köszönhetően azonban az ennél gyakoribb és gyorsabb töltés és kisütés mellett az akku még így is garantáltan elmegy legalább 200–300 ezer kilométert, vagy akár ennek a dupláját is. Ez pedig forradalmi változást idézhet elő, főleg egy olyan elektromos hálózatban, amelyben a rendszertelenül megjelenő megújuló energiaforrásokon alapuló áramtöbblet egyébként elosztási gondokat okozna.

Az már csak hab a tortán — és persze teljesen új kérdéskört is jelent —, hogy vajon az autók képesek lesznek-e majd a több mint egymillió kilométeres futásteljesítményre fizikailag: kitart-e majd a futómű, a beltér, stb., ennyi üzemidő után.

Az biztos, hogy ennek a versenynek végén a vásárlók nyernek majd a legtöbbet.

6 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://zoldenergia.blog.hu/api/trackback/id/tr2315739082

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

GyMasa 2020.06.04. 21:44:16

Jajj, ez már megint elég zagyvára sikerült!!!
eleve az "1 Millió mérföld" kikötés eléggé pongyola!

Mit értünk ez alatt??

Ha csak azt, hogy egy elektromos autó képes legyen a teljes élettartama alatt 1 millió mérföldet megtenni, akkor az nem mond _ELEGET_ !

Merugye, egy elektromos autó úgy is meg tud tenni összesen 1 millió mérföldet, ha a atótávolsága az eredeti 500km-ről (per töltés) leesik 200-ra.

De az akkumulátorok élettartamát nem ebben a mutatóban mérjük!
Az akkuknak a kapacitásvesztés a mérőszáma, 1000 töltési ciklusra.

És, akor most (megint) alap matek:
Az akku kapacitása 100kWh (mindenki számolja ezt ki a saját kedvenc elektromos autójának az akkukapacitására!)
Egy megtett km energiaigénye: 200Wh (konzervetív becslés)
Ez 20 kWh per 100 km.
Azaz 500 km egy akku ciklus. (ami nagyjából le is fedi a Tesla adatait)
Ebből 1000 ciklus az 500 000 km. (310 000 mérföld)
Innentől jön a számokkal bűvészkedés!
A normális elvárás bármilyen akkukkal szemben az, hogy 1000 ciklus alatt ne veszítsen többet a kapacitásából, mint 10%.
Ezt a jelenlegi akkumulátorok minden további probléma nélkül tudják.
(a Tesla mért adatai alapján ez az érték kb. 5% körül van.)

Szóval először tisztázni kell, hogy mi az a közös hangnem, amiről beszélünk!
A fentiek alapján eleve nem tiszta, hogy mit ért a Tesla (és atöbbi gyártó) az "1 millió mérföldes akku" alatt.

A hivatkozott linkek sehol nem említik konkrétan, hogy mit is értenek ez alatt!
RÁadásul a GM sajtóközleménye az "almost there" kifejezést használja, ami konkrétan a "még nem"-re fordítható le, normál magyar nyelven...

Összefoglalva:
- Nem tudjuk, mi is az elvárás az 1 millió mérföldes akku-kkal szemben
- A Tesla autói szerintem már most is teljesítik ezeket az elvárásokat (ha 100kWh-s akkuval veszik őket)
- A többi BEV gyártó pedig próbálja valamiféle marketing kampánnyal helyzetbe hozni magát.
A LiFePo (Lítium vas foszfát) akkuk pedig nagyon nem új dolgok (bár ebben nem vagyok 100%-ig biztos és emiatt előre is elnézést kérek)
A Tesla "költségcsökkentése pedig, a jelenlegi értelmezésen szeirn annyiból áll, hogy lecserélik a jelenlegi 18650-es akkucella méretet, valami ésszerűbbre.
(azaz egy 100kWh-s pakk a mostani 8256 egyedi akkucella helyett sokkal kevesebb elemből állhat!)
Ha ez sikerül, akkor sokkal egyszerűbb töltő/felügyelő áramkörre lesz szükségük, és a meghibásodott egységeket is egyszerűbb lesz cserélni!
Következtetés:
Tesla semmi pluszt nem ígér ezzel, a jelenlegi lehetőségeihez képest!

ZöldEnergia 2020.06.04. 23:23:40

@GyMasa: "A hivatkozott linkek sehol nem említik konkrétan, hogy mit is értenek ez alatt! Ráadásul a GM sajtóközleménye az "almost there" kifejezést használja, ami konkrétan a "még nem"-re fordítható le, normál magyar nyelven..."

Nem vitatkozásképpen, de az "almost there" az biztosan nem azt jelenti, hogy még nem (az ugye a "not yet"), hanem inkább azt, hogy "majdnem ott" vagy — a szövegkörnyezet miatt — "majdnem készen"...

Abban igazad van, hogy az egymillió mérföld nem eléggé pontosan definiált tartóssági feltétel, viszont átlagosan maximum 20%-os kapacitás vesztéssel számolva még mindig tisztességes tartósságot ígér az autó tulajdonosoknak.

Mint írtuk a poszt végén, a jelentős változás attól várható, ha az autók állás közben folyamatosan töltenek vagy kisülnek a hálózati áramellátás igényei szerint. Akkor pedig napi két-három ilyen ciklussal számolva tényleg szükség van az egymillió mérföldes tartósságra ahhoz, hogy a ténylegesen megtett kilométerek száma se csökkenjen 200–300 ezer km alá.

GyMasa 2020.06.05. 11:02:43

@ZöldEnergia:
Azt akartam kifejezni, - lehet, hogy nem voltam elég világos - hogy az almost there mögött az a jelentés áll, hogy még nincsenek készen a dologgal. Ha ugyanis lenne már termékük, akkor konkrét bemutatási időpontot kommunkikálnának.
De nyelvtanilag igazad van.

"...maximum 20%-os kapacitás vesztéssel számolva... "
Ezt, ahogy nézem már most is tudják pl. a Teslák.
Ennek csak annyi a titka, hogy minél nagyobb kapacitású akkut kell az autóba építeni.
Mert a 40kWh-s pakkhoz képest a 100kWh-s eleve 2,5-ször akkora futásteljesítményt jelen ugyanakkora ciklusszám mellett.

Őszintén remélem, hogy nem lesznek a jelenlegi technológával hálózati backupok az autók, mert az öli igazán gyorsan meg az akkut.
1000 ciklus napi 1x töltés-kisütéssel az szűk 3 év.

Dan da Man 2020.06.06. 09:49:11

@GyMasa: De ne a Teslával hasonlítsd össze. Ők a többiekhez képest ígérnek többet.

Például ehhez:

totalcar.hu/magazin/technika/2020/06/03/muhelyprn_nissan_leaf/

És lássuk be, így azért ez nem egy kis technikai ugrás.

GyMasa 2020.06.06. 14:08:58

@Dan da Man:
Azt miért is ne?
A Tesla az az egyetlen elektromos autó, amelyik alkalmas nagyobb távolságok megtételére. A Leaf kifejezetten városi autó.
Azokkal bajosan fognak 1 millió km-t megtenni...

GyMasa 2020.06.06. 14:10:18

@GyMasa:
Ja, és a német, prémium villanySUV-ok nem számítanak, mert azok gyakolratilag csak papíron léteznek, mert megvenni nem igazán tudod azokat.
süti beállítások módosítása