Lithium Ion Batteries Rapid Cost Decline 777x518 1 2
Thông tin công nghệ

Pin Lithium-Ion đã giảm 97% chi phí – Đây là lý do đằng sau sự sụt giảm chi phí nhanh chóng

Các nhà nghiên cứu của MIT nhận thấy yếu tố lớn nhất dẫn đến sự sụt giảm chi phí đáng kể của pin lithium-ion trong những thập kỷ gần đây là nghiên cứu và phát triển, đặc biệt là trong hóa học và khoa học vật liệu. Tín dụng: MIT News, iStockphoto

Một nghiên cứu mới cho thấy rằng đầu tư vào R&D về vật liệu và hóa học là then chốt, trong khi tính kinh tế theo quy mô đóng góp ít hơn một chút.

Pin Lithium-ion, những điều kỳ diệu về năng lượng nhẹ đã tạo nên thời đại ngày nay của thiết bị điện tử cầm tay và xe điện, đã giảm giá thành kể từ khi được giới thiệu cách đây ba thập kỷ với tốc độ tương tự như sự sụt giảm giá của bảng điều khiển năng lượng mặt trời, như một nghiên cứu đã ghi lại. xuất bản tháng 3 vừa qua. Nhưng điều gì đã dẫn đến sự sụt giảm chi phí đáng kinh ngạc như vậy, khoảng 97%?

Một số nhà nghiên cứu đằng sau nghiên cứu trước đó đã phân tích điều gì tạo nên khoản tiết kiệm bất thường. Họ phát hiện ra rằng yếu tố lớn nhất cho đến nay là nghiên cứu và phát triển, đặc biệt là trong hóa học và khoa học vật liệu. Con số này lớn hơn mức thu được nhờ tính kinh tế theo quy mô, mặc dù đó hóa ra lại là loại cắt giảm lớn thứ hai.

Các phát hiện mới được công bố vào ngày 22 tháng 11 năm 2021, trên tạp chí Khoa học Môi trường và Năng lượng , trong một bài báo của MIT postdoc Micah Ziegler, nghiên cứu sinh gần đây Juhyun Song PhD ’19, và Jessika Trancik, một giáo sư tại Viện Dữ liệu, Hệ thống của MIT và Xã hội.

Theo Trancik, phát hiện này có thể hữu ích cho các nhà hoạch định chính sách và lập kế hoạch, giúp định hướng các ưu tiên chi tiêu nhằm tiếp tục con đường hướng tới chi phí ngày càng thấp hơn cho công nghệ này và các công nghệ lưu trữ năng lượng quan trọng khác. Công trình của họ cho thấy rằng vẫn còn nhiều khả năng để cải tiến hơn nữa công nghệ pin điện hóa, cô nói.

Việc phân tích yêu cầu đào qua nhiều nguồn khác nhau, vì phần lớn thông tin liên quan bao gồm dữ liệu kinh doanh độc quyền được giữ chặt chẽ. Ziegler nói: “Nỗ lực thu thập dữ liệu rất lớn. “Chúng tôi đã xem xét các bài báo học thuật, báo cáo của ngành và chính phủ, thông cáo báo chí và các tờ thông số kỹ thuật. Chúng tôi thậm chí đã xem xét một số hồ sơ pháp lý được đưa ra. Chúng tôi đã phải ghép dữ liệu lại với nhau từ nhiều nguồn khác nhau để biết được điều gì đang xảy ra ”. Ông nói rằng họ đã thu thập “khoảng 15.000 điểm dữ liệu định tính và định lượng, trên 1.000 hồ sơ riêng lẻ từ khoảng 280 tài liệu tham khảo”.

Trancik nói rằng dữ liệu từ những thời kỳ đầu tiên khó truy cập nhất và có thể có độ không chắc chắn lớn nhất, nhưng bằng cách so sánh các nguồn dữ liệu khác nhau trong cùng thời kỳ, họ đã cố gắng giải thích cho những điều không chắc chắn này.

Nhìn chung, cô ấy nói, “chúng tôi ước tính rằng phần lớn sự sụt giảm chi phí, hơn 50%, đến từ các hoạt động liên quan đến nghiên cứu và phát triển.” Điều đó bao gồm cả khu vực tư nhân và nghiên cứu và phát triển do chính phủ tài trợ, và “phần lớn” sự suy giảm chi phí trong hạng mục R&D đó đến từ nghiên cứu hóa học và vật liệu.

Cô ấy nói đó là một phát hiện thú vị bởi vì “có rất nhiều biến số mà mọi người đang nghiên cứu thông qua các loại nỗ lực rất khác nhau”, bao gồm cả việc thiết kế chính các tế bào pin, hệ thống sản xuất, chuỗi cung ứng của họ, v.v. “Việc cải thiện chi phí xuất hiện từ một nhóm nỗ lực đa dạng và nhiều người, chứ không phải từ công việc của chỉ một vài cá nhân.”

Ziegler nói rằng những phát hiện về tầm quan trọng của đầu tư vào R&D đặc biệt có ý nghĩa vì phần lớn khoản đầu tư này xảy ra sau khi công nghệ pin lithium-ion được thương mại hóa, giai đoạn mà một số nhà phân tích nghĩ rằng đóng góp cho nghiên cứu sẽ trở nên ít quan trọng hơn. Trong khoảng thời gian khoảng 20 năm, bắt đầu từ 5 năm sau khi pin được giới thiệu vào đầu những năm 1990, ông nói, “phần lớn việc giảm chi phí vẫn đến từ R&D. Đóng góp cho R&D không kết thúc khi quá trình thương mại hóa bắt đầu. Trên thực tế, nó vẫn là yếu tố góp phần lớn nhất trong việc giảm chi phí. ”

Nghiên cứu đã tận dụng một phương pháp phân tích mà Trancik và nhóm của cô đã phát triển ban đầu để phân tích sự sụt giảm tương tự về chi phí của các tấm pin mặt trời silicon trong vài thập kỷ qua . Họ cũng áp dụng cách tiếp cận để hiểu chi phí năng lượng hạt nhân ngày càng tăng . Bà nói: “Đây thực sự là những cơ chế cơ bản của sự thay đổi công nghệ. “Và chúng tôi cũng có thể phát triển những mô hình này trong tương lai, cho phép chúng tôi khám phá những đòn bẩy mà mọi người có thể sử dụng để cải tiến công nghệ trong tương lai.”

Cô nói, một ưu điểm của phương pháp mà Trancik và các đồng nghiệp của cô đã phát triển là nó giúp phân loại tầm quan trọng tương đối của các yếu tố khác nhau khi nhiều biến thay đổi cùng một lúc, điều này thường xảy ra khi công nghệ được cải thiện. Bà nói: “Nó không chỉ đơn giản là cộng các tác động chi phí của các biến này, bởi vì nhiều biến trong số này ảnh hưởng đến nhiều thành phần chi phí khác nhau. Có một loại mạng lưới phụ thuộc phức tạp này. ” Nhưng phương pháp luận của nhóm giúp có thể “xem xét sự thay đổi chi phí tổng thể có thể được quy cho các biến đó như thế nào, bằng cách vạch ra mạng lưới phụ thuộc đó về cơ bản,” cô nói.

Điều này có thể giúp cung cấp hướng dẫn về chi tiêu công, đầu tư tư nhân và các biện pháp khuyến khích khác. “Tất cả những điều mà những người ra quyết định khác nhau có thể làm là gì?” cô ta hỏi. “Họ có quyền quyết định gì để họ có thể cải tiến công nghệ, điều quan trọng trong trường hợp công nghệ các-bon thấp, nơi chúng ta đang tìm kiếm các giải pháp cho biến đổi khí hậu và chúng ta có ít thời gian và nguồn lực hạn chế? Cách tiếp cận mới cho phép chúng tôi có khả năng chủ ý hơn một chút về nơi chúng tôi thực hiện các khoản đầu tư thời gian và tiền bạc. “

Laura Diaz Anadon, giáo sư về chính sách biến đổi khí hậu tại Đại học Cambridge, cho biết: “Bài báo này thu thập dữ liệu có sẵn một cách có hệ thống để xác định những thay đổi trong thành phần chi phí của pin lithium-ion trong giai đoạn 1990-1995 và 2010-2015. kết nối với nghiên cứu này. “Thời kỳ này là một thời kỳ quan trọng trong lịch sử công nghệ, và việc hiểu được sự phát triển của các thành phần chi phí đặt nền tảng cho công việc nghiên cứu các cơ chế trong tương lai và có thể giúp cung cấp thông tin cho các nỗ lực nghiên cứu về các loại pin khác”.

Tham khảo: “Các yếu tố quyết định việc giảm chi phí công nghệ pin lithium-ion” của Micah S. Ziegler, Juhyun Song và Jessika E. Trancik, 22 tháng 11 năm 2021, Khoa học Năng lượng và Môi trường .
DOI: 10.1039 / D1EE01313K

Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Quỹ Alfred P. Sloan, Quỹ Bảo vệ Môi trường và Chương trình Chính sách và Công nghệ MIT.

Theo Scitechdaily

What's your reaction?

Excited
0
Happy
0
In Love
0
Not Sure
0

You may also like

Leave a reply

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.