A história a seguir é a primeira de uma série de duas partes e analisa os limites da inovação em baterias de íons de lítio. A segunda parte da série revelará o futuro da química das baterias na próxima década.
As principais baterias de iões de lítio, que agora impulsionam um mercado em rápida expansão para veículos eléctricos, eram uma proposta cara há apenas uma década. As baterias de íons de lítio custaram US$ 1.183 por quilowatt-hora em 2010; nove anos depois, o preço caiu quase dez vezes, para US$ 156/kWh em 2019, segundo dados da BloombergNEF.
O ritmo do declínio dos custos pegou desprevenidos os especialistas em baterias, incluindo o analista James Frith, chefe de armazenamento de energia da BloombergNEF. “Eles caíram mais rápido do que eu previa a cada ano”, disse Frith. "Isso é certamente surpreendente."
Rebecca Ciez, pós-doutoranda no Centro Andlinger de Energia e Meio Ambiente da Universidade de Princeton, que pesquisa os custos das baterias, concorda. “A queda mais recente é bastante dramática”, disse Ciez. "É surpreendente como o mercado mudou tão rapidamente."
Os especialistas apontaram o impulso na expansão da produção como razão para a queda dos preços, bem como a inovação incremental na química das baterias. Os fabricantes estão abandonando alguns ingredientes de baterias mais caros, como o cobalto, à medida que desenvolvem projetos de baterias pesadas em níquel, cuja produção se tornou mais barata à medida que as fábricas se expandem.
Ciez observou que, há uma década, o mercado de veículos eléctricos estava sob pressão para construir carros e camiões em locais onde as emissões de carbono começavam a ser regulamentadas, como na Califórnia. “Então você tinha esses carros compatíveis onde os fabricantes diziam: 'OK, temos que tornar este [Toyota] RAV4 elétrico'”, disse Ciez, usando um carro movido a combustível fóssil como exemplo. "E então eles simplesmente juntavam um monte de baterias de laptop que estavam prontamente disponíveis."
Desde então, o sector das baterias fez grandes progressos na redução de custos, ajustando os materiais das baterias para utilizar metais mais baratos e menos eticamente questionáveis, ao mesmo tempo que capturava economias de escala.
US$ 100/kWh é o Santo Graal
Os fabricantes estão a aproximar-se de um ponto em que os veículos eléctricos atingirão a paridade de custos com os seus primos movidos a combustíveis fósseis, a cerca de 100 dólares/kWh, ou talvez um pouco menos, dizem os especialistas. Esse preço é amplamente visto como um ponto de viragem no sector, onde os consumidores deixarão de considerar os veículos eléctricos como opções mais caras.
A BloombergNEF prevê que os custos das baterias cairão para menos de US$ 100/kWh em 2024 e atingirão cerca de US$ 60/kWh em 2030, disse Frith. Da mesma forma, os analistas da Bernstein projectaram 2024 como o ano em que os veículos eléctricos convencionais atingirão a paridade de custos com os veículos a gasolina e diesel, enquanto os veículos eléctricos líderes no sector poderão atingir o mesmo ponto em 2022 ou 2023.
Embora isto seja conseguido sem grandes inovações nas baterias de iões de lítio, a tecnologia madura de iões de lítio está a aproximar-se rapidamente dos limites do quanto pode ser melhorada, disseram especialistas à S&P Global Market Intelligence. Um químico de baterias, um importante cientista de baterias de íons de lítio que conduziu pesquisas para um grande fabricante de veículos elétricos que depende da tecnologia, disse que as baterias de íons de lítio começaram a atingir o máximo em certas frentes, como preço, densidade de energia e velocidade de carregamento. .
“Não há nenhum impulso gigante chegando”, disse o químico. Do seu ponto de vista, melhorias incrementais podem ser suficientes para satisfazer os consumidores, enquanto quaisquer revoluções de baterias provenientes de tecnologias não comprovadas ainda demoram anos.
“Hoje você pode se sair muito bem com baterias de íons de lítio”, disse ele. "E ao ajudar a reduzir os custos, isso melhorará a penetração de toda a tecnologia no mercado."
Venkat Viswanathan, professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica da Carnegie Mellon University, concorda que a tecnologia está chegando ao limite. Ele espera que os preços das baterias de íons de lítio ainda possam cair cerca de 20% e 30%, mas que provavelmente não ficarão muito mais baratos.
“Estamos nos aproximando rapidamente dos limites dos custos das matérias-primas”, disse Viswanathan.
