Nog een paar jaar wachten en elektrische auto’s zijn qua Total Cost of Usage (TCU) gelijkwaardig aan een benzine-auto, zonder ingrijpen van de overheid; de markt gaat dan zijn eigen gang. De totale productie-investeringen van accu’s, tussen nu en tot 2023, vertegenwoordigt ongeveer € 140 miljard, ofwel circa € 18 voor elke aardbewoner. Niet elke markt maakt een even snelle transitie door. De markt voor twee- en driewielige markten in India kan wel snel omslaan. Batterijkosten en prestatieverbeteringen kunnen er voor zorgen dat een marktaandeel van 80 procent in 2030 bereikt wordt.

Batterijen weer goedkoper

De accuprijslading is behoorlijk hard gegaan de laatste tien jaar. Investeringen in R&D leiden tot lagere prijzen en een hogere energiedichtheid. Dat leidt weer tot een hogere vraag en vervolgens investeringen in productiefaciliteiten waardoor de baterijen weer goedkoper worden en de vraag toeneemt en zo is het kringetje rond. Dit zelfversterkende systeem is de oorzaak van de transitie die nu gaande is. Daarbij is het aantal toepassingen van accu’s groot evenals de hoeveelheid chemische samenstellingen.

Luister ook naar onze podcast met Jan Wouters

Er is niet één type accu die aan alle eisen maximaal voldoet. Energiedichtheid (Wh/l), temperatuurrange, kostprijs, specifieke energie (Wh/kg) cycluslevensduur, veiligheid, snel-laad mogelijkheden en temperatuurrange zijn belangrijke trade-offs. Li-nikkel mangaan kobaltoxide (NMC) en Li-nikkel kobalt aluminium (NCA) samenstellingen scoren bijvoorbeeld goed op energiedichtheid en kostprijs maar minder op lifecycle en temperatuurrange.

NCA wordt gebruikt door Tesla en scoort hoger op specifieke energie dan NMC, maar scoort iets minder op veiligheid. NMC wordt door vele ‘traditionele’ automerken gebruikt. Li-ijzerfosfaat (LFP) en Li-titanaat (LTO) hebben een hoge levensduur maar dit gaat ten koste van specifieke energie en kosten. LFP wordt o.a. gebruikt in elektrische bussen.

Tesla is het verst

Kathodeverbeteringen vormen één van de sleutels voor kostenreductie, met name het verlagen van het kobaltgehalte. Dit vereist aanzienlijke R&D investeringen en het brengt vergelijkbare technologische risico’s met zich mee als met andere nieuwe batterijchemicaliën. Qua automerken is Tesla hierbij het verst gevorderd.

Vanaf 2025 zullen nieuwe marktkansen ontstaan voor andere batterijtechnologieën die commerciële prijzen benaderen. Solid-State kan helpen bij het toepassen van goedkopere materialen zoals zink, aluminium en zwavel, waardoor batterijprijzen van $ 30– $ 40 / kWh mogelijk zijn. Verschillende solid-state bedrijven richten zich op 2024-2025 voor de eerste EV’s. Met solid-state accu’s in de auto is een range van meer dan 1000 km mogelijk, als we dat zouden willen. Ook elektrische bussen en vrachtauto’s zijn gebaat bij deze ontwikkelingen. Elektrische bussen zullen naar verwachting 60% vertegenwoordigen van de wereldwijde markt voor gemeentelijke bussen in 2030 en 80% in 2040. Industrie-analisten schatten dat tegen 2030 EV’s respectievelijk 8%, 12% en 27% uitmaken van de zware, middelgrote en lichte commerciële vloten. Maar 2030 is nog ver weg en milieuwetgeving is onderhevig aan snelle veranderingen.

Luchtvaart grootste uitdaging

Luchtvaart vormt de grootste uitdaging om te elektrificeren. Het belang is groot omdat de emissies in deze sector zonder ingrijpen naar verwachting verdrievoudigen in 2050. Noorwegen heeft zich verbonden aan het elektrificeren van alle korte afstandsvluchten uiterlijk 2040. Dit type vluchten met minder dan drie uur reistijd vertegenwoordigt meer dan 75% van alle vluchten wereldwijd. Naar Silicon Valley moeten we dan voorlopig nog maar op synthetische kerosine of waterstof, tenzij de Lithium-lucht batterij ook het levenslicht zal zien. De theoretische energetische waarde van de Lithium-lucht accu benadert die van kerosine. Kortom als alle problemen met Lithium-lucht worden opgelost, zoals de lage levensduur, het langzaam laden en instabiliteit (niet handig in een vliegtuig), kan het begrip vliegschaamte uit het woordenboek geschrapt worden.

Over deze column:

In een wekelijkse column, afwisselend geschreven door  Mary Fiers,  Eveline van Zeeland,  Tessie Hartjes, Jan Wouters, Katleen Gabriels, Peter de Kock en Auke Hoekstra, probeert Innovation Origins uit te vinden hoe de toekomst eruit zal zien. Deze columnisten, af en toe aangevuld met gastbloggers, zijn allemaal op hun eigen manier bezig met oplossingen voor de problemen van onze tijd. Zodat Morgen Beter wordt. Hier alle eerdere afleveringen.