Arkiv / Teknik

Batterikostnaderna faller

Creative commons license

Globala marknaden över 1000 GWh år 2025

En aktör som studerar det totala batteribehovet globalt sett är Avicenne. År 2017 stod Li-jonbatterier till elfordon för 57% av all Li-jonbatteriproduktion globalt sett (68-69 GWh). De har räknat med att år 2025 produceras åtminstone 370 GWh enbart till elfordon och att ökningen är 23% per år [1]. År 2025 kommer batterier till fordon utgöra 76% av alla Li-jonbatterier som globalt tillverkas. De räknar även med att den globala marknaden för uppladdningsbara batterier är över 1000 GWh år 2025 (dvs. alla batterier till mobiltelefoner, laptops, startbatterier, osv.).

En annan rapport om den globala batterimarknaden för Li-jonbatterier kommer från Zion Market Research. År 2016 värderade marknaden till 31 miljarder USD och år 2022 väntas värdet ökat med 13-14% per år till 68 miljarder USD [2]. Marknaden för sydkoreanska celltillverkare förutspås att öka med över 15% per på under samma tidsperiod [3].

Fallande batterikostnader drivkraften för investeringar

Bloomberg New Energy Finance (BNEF) menar att kostnadssänkningarna kommer vara en mycket avgörande faktor för hur storskalig lagring tar fart. De har analyserat och kommit fram till att kostnaden för storskalig lagring kommer sjunka med 52% till 2030 [4]. Dock framgår det inte klart vad de har för utgångskostnad för 2018.

Via Twitter rapporterar BNEF att priset för Li-jonbatterier är i medel 176 USD/kWh och har sjunkit med 85% sedan 2010 [5]. Avicenne tror att 2025 kommer ett batteripack kosta ungefär 150 USD/kWh och att cellkostnaderna står för 80%.

Enligt analyser som den schweiziska investmentbanken UBS gjort kommer Panasonic/Tesla, LG Chem, Samsung SDI och CATL stå för 70% av marknaden av celler till elfordon 2025 och att kostnaden på cellerna sjunker med ungefär 10% under de kommande två till tre åren [6]. Tesla anser sig klara den magiska gränsen på 100 USD/kWh inom kort, om de inte redan passerat.

Roland Berger menar att Panasonic/Tesla, LG Chem, Samsung SDI och CATL står för 82% av marknaden 2021 och att då kostar cellerna till en PHEV 140 USD/kWh och för en BEV 105 USD/kWh [7].

Envision Energy sticker ut hakan och menar att en tillverkningskostnad för celler på under 50 USD/kWh nås 2025 och att kostnaden är under 100 USD/kWh redan nästa år [8]. De menar att generellt i branschen kostar ett pack 190 USD/kWh och där cellkostnaden står för 76%. Forskare vid Stanford tror att kostnaden för ett batteripack kommer under 100 USD/kWh inom de närmsta fem till sju åren [8].

En analytiker som kanske har bäst koll på batterikostnaderna för elfordon är Anderman och Total Battery Consulting [9]. Nästa år räknar Anderman med att Teslas celler kostar 105 USD/kWh och att större EV-optimerade celler (78 Ah, pouch-format) 101 USD/kWh. Katodkostnaden står för 1/3 av cellkostnaden, vilket motsvarar 22% av packkostnaden.

Anderman räknar på att, i medel, kommer nästa år ett pack på 60 kWh kosta 160 USD/kWh och 2025 kommer kostnaden sjunkit med 20% till 128 USD/kWh. Om man följer Andermans antaganden för framtida kostnader så har han nu ändrat, eller uppdaterat, antagandena för 2020. 2016 antog han att packkostnaden inte skulle vara under 200 USD/kWh. Nu meddelar han att 2017 var kostnaden runt 160 USD/kWh. Kostnadsbilden har alltså påverkats mer positivt än vad Anderman och hans medarbetare antagit.

Tesla får mer för pengarna än övriga OEM

Man kan köpa billiga celler för att bygga ett pack till en elbil. Men hur bra blir det? UBS har analyserat ett antal etablerade tillverkar för att förstå vilket batteripack ger bäst valuta för pengarna [6]. De analyserade celler från Panasonic/Tesla, LG Chem, Samsung SDI och CATL. Slutsatsen var att cellerna från Panasonic/Tesla var 20% mer kostnadseffektiva än de bästa från LG Chem: 111 jämfört med 148 USD/kWh. Analytikerna från USB tror att Teslas kostnadsfördel har med valet av cellkemi att göra. De tror även att övriga OEMs inte kommer byta kemi utan måste söka kostnadseffektivitet på andra sätt.

Produktionskapacitet nu och framåt

Det byggs batterifabriker lite var stans i världen för att täcka de kommande behoven. Många länder ser mer än gärna att en väsentlig andel hamnar i det egna landet.

Tyskland är ett tydligt exempel där man från regeringen har gått ut med att de vill se 30% av den globala produktionen sker i Europa redan 2030 [10]. Dock nämner man inte hur stor denna andel motsvarar i GWh eller antal fabriker. Enligt tyska Electrive beräknas den globala produktionen 2020 vara 175 GWh – ca fem gånger mer än 2016 [10]. De har räknat vidare och pratat med olika experter. De har kommit fram till att år 2030 skulle det globala behovet kunna vara så högt som 3000 GWh. Med 30% inom Europa skulle det motsvara närmare 30 fabriker ’á la Teslas Gigafactory’.

I Tyskland fanns konsortiet TerraE som skulle tillverka celler i Tyskland. Dock fallerade projektet då ingen av partnerna var intresserade att investera det som krävdes [11]. Istället är det tyska BMZ som ta över skutan. De har nu rott i hamn ett licensavtal med LG Chem för tillverkning av celler till elfordon, något som TerraE tyvärr inte lyckades med.

Batteritillverkare från Kina och Sydkorea investerar i utökad produktionskapacitet. Ett exempel är SK Innovation som planerar för en ökning på 11 till 12 gånger dagens kapacitet: från 4,7 till 55 GWh [12]. Detta är en del av leveranser av celler till VW. VW planerar att 2025 ha 50 olika elbilar och med ett totalt behov 2025 på 150 GWh. SK Innovations är en av leverantörerna till VW.

Ett annat exempel är LG Chem som utökar sin produktionskapacitet i Polen med en faktor tre – en investering på ca. 570 miljoner USD [13]. En bidragande anledning är VWs ökade efterfrågan.

Egna kommentarer

Europas ambitioner kring celltillverkning är utmanande. Om vi ska se ett så stort antal celler tillverkade i Europa bör det börja grävas på fler ställen än i Västerås/Skellefteå…  OEMerna borde vara mycket mer aktiva att investera eller tillverka egna celler. Många anser att det är bättre att köpa in celler för att inte låsa fast sig i ’gammal teknologi’. Men när skulle det i så fall vara läge? Investeringarna som görs nu är nästan uteslutande i dagens, eller gårdagens, teknologier.

Cellkostnad är en del, men för ett fordon är det totalkostnaden över tid för ett pack som är viktigt. Det gäller att kunna bygga effektiva batteripack som är säkra, robusta och med en acceptabel prestanda över en lång tid. Att välja en cell och cellkemi som motsvarar ens behov kan man vinna mycket i längden. Kostnaden för katodmaterialet utgör hela 22% av ett pack – här borde det finnas möjlighet till kostnadssänkningar: nya material, mindre mängd Co, produktionsanläggning?

Kostnad är en sak, pris en annan. I Andermans beräkningar slutar produktionskostnaderna för Panasonics/Teslas 21700-celler på 101 USD/kWh. Sedan lägger han till kostnader för R&D, garantier och vinst. Då blir slutpriset 124 USD/kWh. Så det finns en viss vinst i att ’äga’ istället för att ’köpa’…

Vi måste även säkerställa en bredd för att möta alla framtida behov. Och att gå från koncept till färdiga celler kräver tid och därför är långsiktiga satsningar på andra teknologier än Li-jonbatterier en nyckel. Forskningen går framåt. Li-jonbatterier är inte alltid optimalt för alla applikationer, även om priset sjunker drastiskt. Na-jonbatterier och olika järnbaserade koncept vore mer lämpade både när det kommer till resurser och kostnad, framför allt till energilagring.

Referenser

[1] C. Pillot, Presentation vid Advanced Battery Power, Münster 2018.  

[2] Lithium-Ion Battery Market by Power Capacity Segment, 
länk

[3]  SOUTH KOREA LITHIUM ION CELL AND BATTERY MARKET OUTLOOK TO 2022. länk

[4] Energy Storage is a $620 Billion Investment Opportunity to 2040. BNEF. länk

[5] Transition in Energy, Transport – 10 Predictions for 2019. BNEF.
 länk

[6] Tesla batteries prove best value in class — UBS. FT. länk

[7] E-MOBILITY: AUTOMAKERS IN NEED OF BATTERY STRATEGY. Roland Berger. länk

[8] Chinese Company Says It Will Soon Cross $100 Battery Threshold, Slaying The Gasoline Car. Forbes. 2018. länk

[9] Total battery consulting

[10] Was Europas Batteriezell-Wunder in Fabriken bedeutet. Electrive. 13 nov 2018. länk

[11] Battery cell production in Germany reforms
Battery builder BMZ detailing take over of TerraE consortium. Electrive. länk

[12] SK Innovation to boost battery output by 10 times by 2022. The Korea Times.20 nov 2018. länk

[13] LG Chem to expand Polish EV battery production. Argus 28 nov 2018. länk