Đằng sau sự giảm giá của pin lithium-ion

Các nhà khoa học ở Mỹ đã tổng hợp dữ liệu từ hàng trăm nguồn khác nhau, tìm cách thiết lập các yếu tố chính khiến giá công nghệ lithium-ion liên tục giảm kể từ khi chúng được thương mại hóa cách đây 30 năm. Họ nhận thấy rằng nghiên cứu do nhà nước tài trợ, chủ yếu trong hóa học và khoa học vật liệu, đã đóng góp lớn nhất vào việc giảm chi phí. Và họ đưa ra các đề xuất về chính sách và đầu tư để đảm bảo rằng nghiên cứu có thể tiếp tục thực hiện những đóng góp quan trọng này để giảm chi phí pin.

 

 

 

Giá pin lithium-ion đã giảm nhanh chóng là điều không thể phủ nhận. Ở mức giá hiện tại, công nghệ này đang trở nên khả thi trong việc hỗ trợ lưới điện trong khu vực, làm tăng giá trị của các dự án năng lượng tái tạo và cung cấp năng lượng cho xe điện, bên cạnh thiết bị điện tử tiêu dùng, nơi nó đã được ứng dụng trong vài thập kỷ, nhiều dự án triển khai pin lithium-ion vẫn dựa vào trợ cấp và các chính sách khuyến khích khác, và nó sẽ cần phải rẻ hơn nữa để thay đổi điều này.

 

Đầu năm nay, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã tính toán rằng chi phí pin lithium-ion đã giảm 97% kể từ năm 1991. Giờ đây, một số nhà nghiên cứu đã đưa ra phép tính đó thậm chí còn xem xét kỹ hơn những khoản giảm chi phí này để xác định các động lực chính đằng sau chúng với ý tưởng là giúp đảm bảo rằng ngành tiếp tục đi theo con đường tối ưu để lưu trữ năng lượng hiệu quả cao với chi phí thấp.

 

Phát hiện của họ có trong bài báo Các yếu tố quyết định sự suy giảm chi phí công nghệ pin lithium-ion, được xuất bản trên Tạp chí Năng lượng & Khoa học Môi trường. Nhóm đã kiểm tra dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, đi đến kết luận rằng những cải tiến đối với công nghệ thông qua nghiên cứu và phát triển đã dẫn đến ít nhất 50% mức giảm giá đạt được cho đến nay.

 

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 hiểu được điều gì đang xảy ra, ”nhà khoa học Micah Ziegler của MIT giải thích. Ông ước tính rằng nghiên cứu đã lấy khoảng 15.000 điểm dữ liệu, thu thập từ 1.000 hồ sơ riêng lẻ từ khoảng 280 tài liệu tham khảo.

 

 

Phân tích của nhóm cho thấy nỗ lực nghiên cứu nhằm tăng mật độ điện tích tế bào đã đóng góp 38% vào việc giảm chi phí tổng thể, trong khi nỗ lực giảm chi phí vật liệu cathode chiếm 18%. Giảm 14% chi phí phi vật liệu và 9,5% khác do cải thiện quá trình sạc, xả năng lượng.

 

Nhìn chung, nhóm ước tính rằng 54% việc giảm chi phí đối với lithium-ion có thể là do nỗ lực nghiên cứu và phát triển, và tính kinh tế theo quy mô trong sản xuất chiếm 30% khác. Họ lưu ý rằng những cải tiến ‘vừa học vừa làm’ trong sản xuất và thiết kế hệ thống pin có thể chỉ chiếm 2%, nhóm này cho rằng rất đáng chú ý vì nhiều thành tựu nghiên cứu quan trọng nhất đã đến rất lâu sau khi thương mại hóa công nghệ ban đầu. Giáo sư Jessika Trancik của MIT cho biết: “Có rất nhiều biến số mà mọi người đang thực hiện thông qua các loại nỗ lực khác nhau, 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.”

Nhóm nói rằng việc tách rời các nguồn giảm chi phí theo cách này có thể giúp cung cấp thông tin về chính sách trong tương lai và phát triển công nghiệp, đặc biệt lưu ý rằng khi sản xuất đạt quy mô lớn, có thể cần tài trợ và khuyến khích để chống lại các lực lượng thị trường ưa chuộng các công nghệ hiện tại và dẫn đến một hiệu ứng 'khóa trong'.

 

“Điều này thực sự đến từ các 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, điều này cho phép chúng tôi phát hiện ra những đòn bẩy mà mọi người có thể sử dụng để cải tiến công nghệ trong tương lai, ”Trancik nói thêm: “Cách tiếp cận mới có thể cho phép chúng tôi đưa ra quyết định sáng suốt hơn về nơi để đầu tư khoảng thời gian và tiền bạc đó”.

 

Nguồn bài viết: Pv magazine