Battery
Av:
Kenneth Andersen

Batterirevolusjonen lar vente på seg

Batteriene i smartphones og tablets har blitt bedre. Det samme gjelder for elbilen. Vi ser at batteriene blir bedre for hvert år, og prisene faller. Men den helt store revolusjonen lar fortsatt vente på seg.

Vis mer om:
teknikk

Lithium-ion-batteriets historie

Lithium-ion-batteriet ble utviklet i 1970 årene. I begynnelsen var det et relativt dyrt batteri som ble brukt til medisinsk utstyr, og av det amerikanske forsvaret. Først på 1980 tallet startet  batteriet å få den formen slik vi kjenner det i dag. 

I 1991 introduserer Sony batteriet på det kommersielle marked. Og i årene som kommer utvikles batteriet løpende.

Slik begynner batteriet etterhvert å gi liv til de første barbære pc’er, mobiltelefoner og senere tablets.

I 2008 kommer Tesla med deres første elektriske bil, som kjører på et gigantisk batteri på 53 kilowatt per time.

I dag har de fleste bilmerker en elbil. Og Bloomberg forventer i 2040 at elbiler vil øke den globale etterspørselen etter elektrisitet med åtte prosent. Det vil bety at i 2040 vil 35 prosent av alle lette kjøretøyer være elbiler.

Dramatisk prisfall

Mens det går tregt å øke kapasiteten til litium-ionbatteriet, er historien en helt annen når det gjelder prisen. Batteriene har nemlig blitt mye billigere de siste årene.

- Prisen har falt med rundt 15 prosent i året de siste årene. I dag er den nede på omkring 300–400 dollar per kilowattime, og for noen elbilprodusenter er prisen helt nede på rundt 200 dollar per kilowattime, forklarer Tejs Vegge, som er professor og seksjonsleder på Danmarks Tekniske Universitet. En kilowattime tilsvarer å lade opp en iPad hver dag i en måned, eller å kjøre 6–8 km i en Tesla S.

Tallene bekreftes av Bloomberg New Energy Finance. De har laget en oversikt som viser at prisfallet bare fra 2014 til 2015 var på hele 35 prosent.

Og konkurransen på verdensmarkedet blir stadig hardere. Det er spesielt gigantene LG Chem, Samsung SDI og Panasonic som ligger i front. Panasonic er sammen med elbilprodusenten Tesla i ferd med å bygge en såkalt Giga-fabrikk i Nevada. Den skal sikre at Tesla kan nå en pris på rundt 100 dollar per kilowattime.

Når vi når den prisen på litium-ionbatteripakker, har vi også nådd et nivå der den ikke kan synke mer. Det mener Tejs Vegge, som ikke ser at prisfallet kan fortsette stort lenger for de batteriene vi bruker i dag. Råmaterialer som kobolt er ganske enkelt for dyre.

- Det er ikke en utvikling som kan fortsette i det uendelige. Det brukes blant annet for mye kobolt, som er en begrenset ressurs.

Begrenset utvikling

I dag bruker vi rundt to prosent av vårt totale energiforbruk på bærbar elektronikk. Hvis transportsektoren også skal med, trenger vi ytterligere 30 prosent som må kunne lagres. Skal elforsyningen også med, er vi oppe i 30 prosent til, forteller Tejs Vegge.

- For at det skal kunne skje, må vi ha noe som ikke er avhengig av begrensede ressurser som kobolt. Så det kommer til å være en begrensning på hvor langt man kan drive utviklingen.

Tesla jobber med å lage en annen type sammensetning av litium-ionbatteriet, der de blant annet bruker mer aluminium og mindre kobolt. Bilprodusenten regner med at de i 2020 kommer til å produsere like mange batterier som det ble produsert på verdensbasis i 2013. Det vil bringe prisen ned.

- Litium-ion kommer fortsatt til å være den ledende batteriteknologien de neste 5–10 årene. Noe av det man gjør, er at man endrer den kjemiske sammensetningen i batteriet. Blant annet jobber man med å øke mengden av nikkel på bekostning av kobolt. Men disse endringene gir fortsatt bare noen få prosent i året, forklarer Tejs Vegge.

Behov for en ny revolusjon

Det betyr imidlertid ikke mye for elbilene, fordi de kommer lengre ned i pris. Allerede nå har Opel kommet med en konkurrent til bensinbilen, Opel Ampera-e. Den er testet til å kunne kjøre over 380 kilometer og inntil 520 kilometer på et fulladet batteri. Og den har en startpris på under 300.000 norske kroner.

Så litium-ionbatteriet vil kunne brukes i biler fremover. Men hvis vi i fremtiden ser for oss at vi skal ha et elsystem utelukkende basert på fornybar energi, må det skje noe nytt. For der vil dagens litium-ionteknologi bli for dyr, sier Tejs Vegge.

- Der forventer man å skulle kunne produsere batterier som ikke inneholder dyre metaller. Og der ser man blant annet på nye typer flytbatterier, for eksempel basert på organiske materialer, som egner seg bedre for stasjonær lagring. De må minst ha en levetid på 10 år.

Revolusjonen kan også ligge gjemt i andre batterityper. Forskerne ser blant annet på metall-luft-batterier. Det er en lettere batteritype med veldig høy kapasitet som både kan øke rekkevidden på biler og redusere prisen på stasjonær lagring.

Det er snakk om et åpent batteri som man kan si puster. Det trekker oksygen ut av luften, som skaper en kjemisk reaksjon i den ene elektroden. Det er en lovende teknologi som imidlertid fortsatt ligger rundt 10 år frem i tid, sier Tejs Vegge.

Batteripriser 2013-2016 Kilde: Bloomberg New Energy Finance
Batteripriser 2013-2016 Kilde: Bloomberg New Energy Finance

Elbilens historie:

De første elbilene kom på markedet på slutten av 1800-tallet, drevet av blybatterier som ikke var veldig forskjellige fra nåtidens batterier, altså batteriene som sitter i bensin- og dieselbiler og sørger for at bilen kan starte.

På begynnelsen av 1900-tallet var elbilen en suksess, men den ble utkonkurrert av bensinbilen. Dødsstøtet for elbilene kom med bilmodellen Fort T som begynte å rulle av samlebåndet i 1908. Den var billig og hadde en kjempefordel fordi det var en bensinbil: det var lettere å komme rundt omkring fordi tanken raskt kunne fylles opp igjen når den var tom.

Heretter skulle det altså gå mer enn 100 år før elbilen igjen begynte å røre på seg. Og med Tesla er utviklingen kommet i gang for alvor.

Bloomberg forventer at elbilene i 2040 vil ha økt den globale etterspørselen etter elektrisk kraft med åtte prosent. Det betyr at 35 prosent av alle lette kjøretøy da vil være elbiler. Det er rundt 90 ganger så mange som i 2015.