accu oorlog battery battle

Hoe de ‘battery battle’ de wereld verandert – Column door Max Erich

Accu’s worden in hoog tempo beter. Ze kunnen nu bijna drie keer meer energie opslaan dan in 2010. Accu’s worden door de snel toenemende concurrentie in productie en ontwikkeling op termijn misschien wel onze belangrijkste energiedrager.

Volgens onderzoek van Bloomberg New Energy Finance lag de gemiddelde kostprijs van accu’s in 2010 op bijna 1.200 dollar per kWh. In 2019 was die gemiddelde prijs met 87% gedaald tot 156 dollar per kWh en voor 2020 wordt zelfs een gemiddelde van 135 dollar per kWh verwacht. Deze enorme daling in kostprijs is te danken aan een combinatie van ontwikkelingen in de accuchemie en opschaling van de productie van accu’s.

Accu’s worden kleiner, lichter en goedkoper

Ontwikkelingen in de accuchemie hebben ervoor gezorgd dat accu’s steeds meer energie op kunnen slaan. Zo steeg de energiedichtheid, de hoeveelheid energie die kan worden opgeslagen per kg accu, van zo’n 100 Wh/kg naar 300 Wh/kg. Dat betekent dat minder materiaal nodig is om dezelfde hoeveelheid energie in een accu op te slaan. Het resultaat is kleinere en lichtere accu’s tegen lagere kosten.

Deze ontwikkeling stelt elektrische auto’s in staat beter te concurreren. Dat leidt tot meer vraag naar en aanbod van EV’s, waardoor ook de productie van accu’s toeneemt. Hogere productieaantallen resulteren in meer efficiënte fabricage van accu’s en drukken de kostprijs verder. Dankzij deze zichzelf versterkende cyclus naderen accu elektrische auto’s het moment dat zij op kosten de strijd winnen van brandstof auto’s.

Ontwikkeling accu’s resulteert in hogere energiedichtheid, lagere prijs

Battery battle: kostprijs versus energiedichtheid

Laatste hindernissen overwinnen

Naast kostprijs zijn er echter nog een aantal andere hindernissen te overwinnen. Denk bijvoorbeeld aan het verminderen van degradatie (van opslagcapaciteit) van accu’s en het verlengen van de levensduur van accu’s. Ook wordt gekeken naar accu’s die sneller kunnen laden. Verder is er aandacht voor het verminderen van bepaalde grondstoffen in accu’s en hogere brandveiligheid.

Grenzen oprekken

Zowel acculeveranciers als autofabrikanten investeren volop in de ontwikkeling van betere accu’s. Hoewel de bekende lithium-ion accu aan zijn grenzen lijkt te raken, heeft met name Tesla die grenzen al ver weten op te rekken. Elon Musk kondigde onlangs nog een ‘battery day’ evenement aan voor juni, waarbij vermoedelijk een nieuwe lithium-ion accu wordt gelanceerd. Deze (nog) goedkopere accu zou een levensduur moeten hebben van meer dan 1 miljoen mijl. Overigens claimt ook GM dichtbij de lancering te zijn van een accu die de grens van 1 miljoen mijl haalt. Dergelijke accu’s zullen de auto waarschijnlijk overleven en daarna nog voor andere doelen (bijvoorbeeld opslag voor kantoren of huizen) worden ingezet. Zij behouden hun waarde voor langere tijd.

Een optie om de grenzen van li-ion verder op te schuiven is de toepassing van andere materialen zoals grafeen. Accu’s met grafeen kunnen profiteren van een hogere energiedichtheid en zijn zeer snel op te laden. Het Chinese GAC is een van de autofabrikanten die op korte termijn dit materiaal wil toepassen in EV’s. Ook Samsung werkt aan accu’s met grafeen voor smartphones.

Nieuwe generatie accu’s

Ondertussen wordt reeds gekeken naar volgende generaties accu’s. Zo werken meerdere partijen aan de ontwikkeling van zogenaamde solid-state (vaste-stof) accu’s. Daarbij wordt vloeibaar elektrolyt vervangen door een vaste stof. Een belangrijk pluspunt is dat accu’s hierdoor minder ontvlambaar en veiliger worden. Ook zouden solid-state accu’s voordelen moeten bieden op het gebied van energiedichtheid, snelheid van laden en levensduur. Last but not least kunnen solid-state accu’s gemaakt worden zonder schaarse grondstoffen als kobalt en nikkel.

Binnen solid-state zijn qua samenstelling meerdere opties mogelijk. Zo wordt onder meer onderzoek gedaan naar lithium-sulfur accu’s en lithium-air accu’s. In theorie kunnen dit soort accu’s veel hogere niveaus van energiedichtheid bereiken. In wetenschappelijke artikelen worden voor lithium-air accu’s waarden genoemd die een factor drie hoger liggen dan die van lithium-ion. Er zijn echter nog wel diverse uitdagingen om dergelijke accu’s op grote schaal te produceren en in auto’s toe te passen. Meerdere partijen strijden dit decennium dan ook om solid-state accu’s als eerste op grote schaal toe te passen.

Twee- tot driemaal hogere energiedichtheid met lithium-sulfur en lithium-airbattery battle energiedichtheid

Strijd tussen bedrijven en landen

Onder meer Toyota heeft al meerdere malen verklaard solid-state accu’s te willen gebruiken in elektrische auto’s. Ook Volkswagen zou de ontwikkelingen in solid-state aandachtig volgen. Dyson, de stofzuigerfabrikant, had eveneens plannen voor een elektrische auto op solid-state accu’s. Hoewel deze plannen inmiddels geschrapt zijn wil het haar kennis op het gebied van solid-state accu’s wel vermarkten.

Niet alleen bedrijven maar ook landen kijken nauwgezet naar de ontwikkelingen op het gebied van accu’s. Zo stelt de EU miljarden aan subsidies beschikbaar voor research & development. De EU is bezig met een inhaalslag op Japan, Zuid-Korea en China. Landen met een veel grotere accu-industrie. Ook de VS doet mee en heeft met Tesla uiteraard een prominente speler in deze sector.

De wereld op z’n kop

De strijd tussen verschillende landen geeft aan dat de belangen groot zijn. Accu’s hebben het potentieel om de belangrijkste energiedrager te worden van de 21e eeuw. De transitie in de auto-industrie speelt daarin een belangrijke rol en geeft een boost aan de verdere ontwikkeling van accu’s. Dat kan ook andere sectoren behoorlijk op z’n kop zetten.

Dankzij de lagere kostprijs en steeds langere levensduur van accu’s wordt het bijvoorbeeld interessant om accu-installaties te gebruiken in elektriciteitsnetten voor de opslag van zon- en windenergie. Ook zullen huizen vaker worden voorzien van accu-opslag. Daarnaast ontstaan op de lange termijn mogelijkheden voor toepassing van accu’s in scheepvaart en luchtvaart. In de loop van de 21e eeuw praten we dan over een jaarlijkse markt van duizenden miljarden euro’s. Kortom, wie zich het snelst ontwikkelt in accu’s heeft goud in handen.

2 Comments

  • Bas van der Weerd| 10/06/2020 bij 12:05

    BYD komt wel degelijk aan bod hoor: https://e-drivers.com/?s=byd
    Maar we kunnen niet ál het nieuws opnemen, daar hebben we eenvoudig de tijd niet voor.

  • Rien de Jonge| 10/06/2020 bij 11:25

    Welliswaar bewn ik leek maar volg de ontwikkelingen omdat ik elewctrisch wil rijden. Gaat het over accu ontwikkelingen dan verbaast het me hoe stocijns BYD China daarin wordt ontkent terwijl die firma kortgeleden een “blade battery” presenteerde die niet meer ontvlambaar gevoelig is, veel acciradius biedt en een wereld markleider is, zoals ik las. Volg ik het bericht over ontwikkeingen in jullie artikel dan zie ik er niets van terug.??

    Laat een reactie achter

    Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd.*



    U kunt deze HTML tags en attributen gebruiken: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

    Terug naar boven